900℃空气退火对L-MBE生长的ZnO薄膜发光特性的影响

采用激光分子束外延法在蓝宝石衬底(0001)上生长了高度c轴择优取向的高质量ZnO薄膜,在空气中对生长的薄膜进行900℃退火处理,并对退火前后样品的结晶质量、发光特性采用X射线衍射(XRD)、变温光致发光(PL)研究.退火处理后的ZnO薄膜(0002)面XRDθ-2θ扫描曲线强度明显增强.在光致发光实验中,观测到薄膜分别在3.352,3.309和3.237eV附近有3个明显的近紫外发光峰,分别对应自由激子发射、中性施主或受主束缚激子I9及其声子伴线1Lo.随着温度升高,峰位逐渐向长波方向移动(即所谓"红移"),半高宽(FWHM)逐渐展宽;在发光谱中,来自于晶体缺陷的深能级(DL)区发光强度极小.     

900℃空气退火对L-MBE生长的ZnO薄膜发光特性的影响

采用激光分子束外延法在蓝宝石衬底(0001)上生长了高度c轴择优取向的高质量ZnO薄膜,在空气中对生长的薄膜进行900℃退火处理,并对退火前后样品的结晶质量、发光特性采用X射线衍射(XRD)、变温光致发光(PL)研究.退火处理后的ZnO薄膜(0002)面XRDθ-2θ扫描曲线强度明显增强.在光致发光实验中,观测到薄膜分别在3.352,3.309和3.237eV附近有3个明显的近紫外发光峰,分别对应自由激子发射、中性施主或受主束缚激子I9及其声子伴线1Lo.随着温度升高,峰位逐渐向长波方向移动(即所谓"红移"),半高宽(FWHM)逐渐展宽;在发光谱中,来自于晶体缺陷的深能级(DL)区发光强度极小.     

多孔硅衬底上ZnS薄膜的白光光致发光

通过脉冲激光沉积（PLD）技术在多孔硅（PS）衬底上制备了ZnS薄膜。用光致发光（PL）的方法观察到白光发射,这个白光是由ZnS薄膜的蓝、绿光和PS的红光叠加形成的。白光光致发光谱是一个从450nm 到700nm的较强的可见光宽谱带。同时研究了激发波长、ZnS薄膜的生长温度、PS的孔隙率和退火温度对ZnS/PS光致发光谱的影响。     

ZnS_xSe_(1-x)单晶的生长和束缚激子谱线的识别

本文通过用真空蒸馏法提纯的硫和硒作为原料,以控制组分分压的升华法生长了高纯的ZnS_xSe_(1-x)(0≤x≤0.125)单晶.以激发光谱,选择激发的光致发光,掺杂和熔融Zn中退火处理等方法鉴别了在低温光致发光中出现的束缚激子谱线.这些谱线是由中性受主束缚的激子复合发射的零声子线(I_1~(deep))和LO声子伴线组成的.用中性受主能级随组分x的增加而深化的模式解释了谱线变宽、强度变化及峰值位移等现象.观察到在ZnSxSe_(1-x)三元系中电子-声子耦合系数(s)随组分X的变化.     

分子束外延生长轻掺杂SiGaAs的光致发光

用具有调制源的分子束外延(MBE)轻掺杂Si生长出GaAs层,并利用低温光致发光测定了它的特性。在光致发光光谱的近带边区观察到了自由激子和束缚激子发射。与杂质有关的发射在光谱特性上发生改变,这可归因于MBE生长中Si分子束的调制发生了变化。在MBE生长过程中,根据提供As源期间内供Si的时间,掺入的硅原子既可成为施主,也可成为受主。通过改变供Si时间,在定域格位上完成了Si掺杂。     

氢化对ZnO发光性质的影响

通过低温光致发光(PL)谱研究氢化对ZnO发光性质的影响.氢通过一个直流等离子体发生装置引入到ZnO晶体.研究发现氢的引入影响了束缚激子的相对发光强度,特别是氢化以后I4峰(3.363eV)的强度增加.与未氢化样品相比较,氢化样品显示出不同的温度依赖PL谱.在4.2K温度下,测量了氢化样品表面以下不同深度处的PL谱.研究发现I4峰的强度和I4峰与I8峰强度比随深度变化而变化,说明了在引入的氢和浅施主之间的直接联系.一般而言,氢化会增强带边发射并钝化绿光发射.     

氢化对ZnO发光性质的影响

通过低温光致发光(PL)谱研究氢化对ZnO发光性质的影响.氢通过一个直流等离子体发生装置引入到ZnO晶体.研究发现氢的引入影响了束缚激子的相对发光强度,特别是氢化以后I4峰(3.363eV)的强度增加.与未氢化样品相比较,氢化样品显示出不同的温度依赖PL谱.在4.2K温度下,测量了氢化样品表面以下不同深度处的PL谱.研究发现I4峰的强度和I4峰与I8峰强度比随深度变化而变化,说明了在引入的氢和浅施主之间的直接联系.一般而言,氢化会增强带边发射并钝化绿光发射.     

宽带隙半导体材料光电性能的测试

主要通过光致发光的实验手段,研究分析了在自支撑GaN衬底上生长的InGaN/GaN多量子阱(InGaN/GaN MQW)有源层中的载流子复合机制,实验中发现多量子阱的光致发光光谱中有一个与有源区中的深能级相关的额外的发光峰。在任何温度大功率激发条件下,自由激子的带边复合占主导地位,并且带边复合的强度随温度或激发功率的下降而减弱;在室温以下小功率激发条件下,局域化能级引入的束缚激子复合占主导地位,其复合强度随温度的下降而单调上升,随激发功率的下降而上升。带边复合在样品温度上升或者激发功率变大时发生蓝移,而局域的束缚激子复合辐射的峰值波长,随样品温度和激发功率的变化没有明显变化。     

掺氮ZnSe外延层的光致发光研究

报导了掺氮ＺｎＳｅ外延层的光致发光,研究了与氮受主有关的发光峰随温度和激发强度的变化关系．１０Ｋ下施主－受主对发光峰随激发强度的增加向高能方向移动,且峰强呈现饱和趋势．在１０～３００Ｋ温度范围光致发光谱表明,随着温度增加,由于激子在受主束缚激子态和施主束缚激子态之间转移,施主束缚激子发光峰强度相对受主束缚激子发光峰强度增加     

退火对MOCVD法生长ZnO薄膜性能的影响

采用MOCVD方法在(001)Si衬底上生长ZnO薄膜,并在空气中800℃退火1 h.生长及退火样品的XRD图谱均显示了较强的(002)ZnO衍射峰,表明ZnO薄膜为c轴高取向生长.光电子能谱(XPS)分析显示,退火后ZnO薄膜从富Zn生长变为富O生长.在样品的室温PL 谱中,观察到未退火样品的紫外发射峰的中心为3.28 eV,并观察到退火样品位于3.30 eV的自由激子发射峰和位于3.23 eV的施主-受主对的复合发光峰.实验结果表明,退火后ZnO薄膜的晶体质量得到提高.     

MOCVD法制备磷掺杂p型ZnO薄膜

利用金属有机化学气相沉积方法在玻璃衬底上生长了掺磷的p型ZnO薄膜.实验采用二乙基锌作为锌源,高纯氧气和五氧化二磷粉末分别作为氧源及磷掺杂源.实验表明:生长温度为400～450℃时获得了p型ZnO薄膜,而且在420℃时,其电学性能最好,空穴浓度为1.61×1018cm-3,电阻率为4.64Ω·cm,迁移率为0.838cm2/(V·s).霍尔测试和低温光致发光谱证实了该ZnO薄膜的p型导电特性,并观察到薄膜位于3.354eV与中性受主束缚激子相关的发射峰.     

表面覆盖退火对ZnO薄膜光学性质的影响

研究了暴露在空气中退火和表面覆盖蓝宝石基板退火对MOCVD生长的ZnO薄膜光学性质的影响.研究发现,暴露在空气中退火虽可以去除薄膜中的氢杂质,并在低温光致发光(PL)谱中观察到与氢相关的束缚激子峰消失,但是退火后样品室温PL谱中可观察到很强的可见光发射,表明样品中引入了大量的深能级,样品的自由激子发光没有增强.而表面覆盖蓝宝石基板退火的样品,有效去除了氢杂质,但没有观察到可见光发射,说明表面覆盖蓝宝石基板退火可以有效地保护ZnO表面不分解,不生成深能级中心.由于激子束缚中心的减少,表面覆盖退火样品的自由激子发射大大增强.     

表面覆盖退火对ZnO薄膜光学性质的影响

研究了暴露在空气中退火和表面覆盖蓝宝石基板退火对MOCVD生长的ZnO薄膜光学性质的影响.研究发现,暴露在空气中退火虽可以去除薄膜中的氢杂质,并在低温光致发光(PL)谱中观察到与氢相关的束缚激子峰消失,但是退火后样品室温PL谱中可观察到很强的可见光发射,表明样品中引入了大量的深能级,样品的自由激子发光没有增强.而表面覆盖蓝宝石基板退火的样品,有效去除了氢杂质,但没有观察到可见光发射,说明表面覆盖蓝宝石基板退火可以有效地保护ZnO表面不分解,不生成深能级中心.由于激子束缚中心的减少,表面覆盖退火样品的自由激子发射大大增强.     

MOCVD法制备磷掺杂p型ZnO薄膜

利用金属有机化学气相沉积方法在玻璃衬底上生长了掺磷的p型ZnO薄膜.实验采用二乙基锌作为锌源,高纯氧气和五氧化二磷粉末分别作为氧源及磷掺杂源.实验表明:生长温度为400～450℃时获得了p型ZnO薄膜,而且在420℃时,其电学性能最好,空穴浓度为1.61×1018cm-3,电阻率为4.64Ω·cm,迁移率为0.838cm2/(V·s).霍尔测试和低温光致发光谱证实了该ZnO薄膜的p型导电特性,并观察到薄膜位于3.354eV与中性受主束缚激子相关的发射峰.     

热氧化制备钠米氧化锌薄膜的光致发光特性研究

报道了热氧化制备钠米ZnO薄膜的光致发光.首先利用低压金属有机化学气相淀积(LP-MOCVD)工艺,在硅(100)衬底上制备了高质量的ZnS薄膜,然后在氧气环境下,在不同的温度下进行热氧化.X射线衍射(XRD)测量表明:在500℃退火的样品ZnS开始向ZnO转变.当退火温度为700℃时,ZnS衍射峰消失,说明ZnS完全地转变成ZnO.制备的ZnO薄膜具有六角纤锌矿型结构,但没有择优取向.在光致发光实验中,随着退火温度升高,紫外发光峰位明显地出现蓝移,而半高宽度(FWHM)逐渐变窄,直到900℃,而1000℃退火的样品出现相反的实验现象.我们认为束缚激子发射在紫外光致发光(PL)中起着重要作用,光致发光的强度与退火温度关系表现为较强的非线性.紫外发光强度与深能级发射之比是20,表明ZnO薄膜的高质量结晶.(OH18)     

Effect of Surface-Covered Annealing on the Optical Properties of ZnO Films Grown by MOCVD

研究了暴露在空气中退火和表面覆盖蓝宝石基板退火对MOCVD生长的ZnO薄膜光学性质的影响. 研究发现，暴露在空气中退火虽可以去除薄膜中的氢杂质，并在低温光致发光(PL)谱中观察到与氢相关的束缚激子峰消失，但是退火后样品室温PL谱中可观察到很强的可见光发射，表明样品中引入了大量的深能级，样品的自由激子发光没有增强. 而表面覆盖蓝宝石基板退火的样品，有效去除了氢杂质，但没有观察到可见光发射，说明表面覆盖蓝宝石基板退火可以有效地保护ZnO表面不分解，不生成深能级中心. 由于激子束缚中心的减少，表面覆盖退火样品的自由激子发射大大增强.     

N掺杂p型MgZnO薄膜的制备与性能研究

利用磁控溅射设备,Mg0.04Zn0.96O陶瓷靶材,以高纯的氮气与氩气混合气体作为溅射气体,在石英衬底上沉积获得了N掺杂p型Mg0.07Zn0.93O薄膜,薄膜的电阻率为21.47Ω·cm,载流子浓度为8.38×1016 cm-3,迁移率为3.45cm2/(V·s)。研究了该薄膜的结构与光学性能。实验结果显示,其拉曼光谱中出现了位于272和642cm-1左右与NO相关的振动模。低温光致发光光谱中,可以观察到位于3.201,3.384和3.469eV的3个发光峰,其中位于3.384eV的发光峰归因为导带电子到缺陷能级的复合发光,而位于3.469eV的发光峰归因为受主束缚激子(A0X)的辐射复合,这说明该N掺杂MgZnO薄膜的空穴载流子主要来自NO受主的贡献。     

分子束外延GaAs中的Sn受主态

用4K光致发光研究了掺Sn分子束外延GaAs中Sn原子的占位.结果表明在固定As_4/Ga束流比下,高温生长会引起 GaAs:Sn外延层中 Sn受主态的增强.与之有关的1.507eV,1.35eV两发射峰分别为束缚在中性Sn受主上的电子空穴对的辐射复合(S_n~o,X)和自由电子与束缚空穴间的跃迁(D~o,S_n~o).     

掺锰p-GaSe层状半导体的辐射中心

采用光致发光(PL)测量法研究了掺锰(0.1～1 at.%)GaSe的发射带,根据PL强度与温度的关系曲线、峰值能量与锰浓度的函数关系和激发光谱得出,1.82 eV发射带是因导带至受主能级(在价带以上0.30 eV)的跃迁引起的.     

CdTe单晶的光致发光

控制组分分压的升华法生长了接近化学计量比理论值和非化学计量比理论值(含大量镉空位)的单晶,这些样品分别记为A和B·在样品A,10K低温光致发光光谱中主要观察到激子发射有关的一些谱峰,其中在1.595eV上谱峰为自由激子发射,在1.592eV和1.580eV上谱峰分别判定为中性施主和中