射频磁控溅射ZnO薄膜的光致发光

用射频磁控溅射法在硅衬底上沉积出具有良好的择优取向的多晶ZnO薄膜.在室温下进行光致发光测量,观察到明显的紫光发射(波长为402nm)和弱的紫外光发射 (波长为384nm).紫光发射源于氧空位浅施主能级到价带顶的电子跃迁;紫外光发射则源于导带与价带之间的电子跃迁.随着光激发强度的增加,紫光发射强度超线性增强,且稍有蓝移,而紫外光发光强度则近似线性增加.在氧气中高温退火后,薄膜结晶质量明显提高,紫光发射强度变弱,紫外光发射相对增强.     

射频磁控溅射ZnO薄膜的光致发光

用射频磁控溅射法在硅衬底上沉积出具有良好的择优取向的多晶 Zn O薄膜 .在室温下进行光致发光测量 ,观察到明显的紫光发射 (波长为 4 0 2 nm )和弱的紫外光发射 (波长为 384 nm ) .紫光发射源于氧空位浅施主能级到价带顶的电子跃迁 ;紫外光发射则源于导带与价带之间的电子跃迁 .随着光激发强度的增加 ,紫光发射强度超线性增强 ,且稍有蓝移 ,而紫外光发光强度则近似线性增加 .在氧气中高温退火后 ,薄膜结晶质量明显提高 ,紫光发射强度变弱 ,紫外光发射相对增强 .     

溅射法制备ZnO薄膜结构及光学特性

采用直流磁控溅射镀膜工艺在玻璃基片上沉积了具有良好c轴择优取向的znO薄膜.用组合式多功能光栅光谱仪测得透光率均在85%以上;用AXRF分析了退火前后薄膜的物相,并用原子力显微镜分析了薄膜的表面形貌.样品通过空气中退火,薄膜结晶质量明显提高,晶粒有所长大,取向更加一致.在室温下用荧光分光光度计分析了薄膜的发光特性,观测到明显的紫外光发射(波长为386 nm)和波峰为528nm的一"绿带"宽峰.紫外发射是由于导带和价带之间的电子跃迁,宽峰是源于晶体的缺陷.     

SnO2:Sb薄膜的制备和光致发光性质

用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备出SnO2:Sb薄膜.制备样品为多晶薄膜,具有纯氧化锡的四方金红石结构和(110)择优取向,Sb离子以替位式掺杂的形式存在于SnO2晶格中.室温条件下对样品进行光致发光测量,在392nm附近观测到强的紫外-紫光发射,发射强度随制备功率的增加而增强,且样品退火后发射强度也明显增强.紫外-紫光发射的起源被归于由Sb形成的施主能级和受主能级之间的电子跃迁.     

SnO2∶Sb薄膜的制备和光致发光性质

用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备出SnO2∶Sb薄膜．制备样品为多晶薄膜，具有纯氧化锡的四方金红石结构和(110)择优取向，Sb离子以替位式掺杂的形式存在于SnO2晶格中．室温条件下对样品进行光致发光测量，在392nm附近观测到强的紫外-紫光发射，发射强度随制备功率的增加而增强，且样品退火后发射强度也明显增强．紫外-紫光发射的起源被归于由Sb形成的施主能级和受主能级之间的电子跃迁．     

氧气中退火Ge-SiO2共溅射薄膜的强紫光发射

Ge-SiO2共溅射薄膜分别在O2、N2和空气中退火后,在Xe灯250nm线激发下,均观测到位于400和300nm的紫、紫外光发射(PL).傅里叶变换红外吸收谱(FT-IR)表明,这两个PL峰与锗氧化物紧密相关.进一步的光致发光激发谱(PLE)则证实它们来源于GeO色心的光学跃迁.对比不同退火气氛下的PL强度,发现最强的光发射出现在800℃氧气里退火的样品中.这表明,退火气氛中氧的存在,能够增强Ge-SiO2共溅射薄膜的紫、紫外光发射,是一种增强光发射强度的新途径.     

α-SiOxNy薄膜中分立能级的光发射

采用PECVD法制备了α-SiOxNy薄膜,观察到两组分立能级的强荧光发射,一组位于紫外光波段,由三个可分辨的发射峰组成,波长分别为330、340和345nm;另一组位于红光波段,由两个发射峰组成,波长分别为735nm和745nm.发射峰依赖于薄膜中氧和氮的同时存在,其强度首先随薄膜中其含量的增加而增强,达到饱和值后,随着其含量的进一步增加而下降.这表明发射峰可能起源于O-Si-N结合而形成的发光中心.     

氧气中退火Ge-SiO_2共溅射薄膜的强紫光发射

Ge- Si O2 共溅射薄膜分别在 O2 、N2 和空气中退火后 ,在 Xe灯 2 5 0 nm线激发下 ,均观测到位于 40 0和 30 0 nm的紫、紫外光发射 (PL) .傅里叶变换红外吸收谱 (FT- IR)表明 ,这两个 PL 峰与锗氧化物紧密相关 .进一步的光致发光激发谱 (PL E)则证实它们来源于 Ge O色心的光学跃迁 .对比不同退火气氛下的 PL 强度 ,发现最强的光发射出现在 80 0℃氧气里退火的样品中 .这表明 ,退火气氛中氧的存在 ,能够增强 Ge- Si O2 共溅射薄膜的紫、紫外光发射 ,是一种增强光发射强度的新途径 .     

α-SiO_xN_y薄膜中分立能级的光发射

采用 PECVD法制备了 α- Si Ox Ny 薄膜 ,观察到两组分立能级的强荧光发射 ,一组位于紫外光波段 ,由三个可分辨的发射峰组成 ,波长分别为 330、340和 345nm;另一组位于红光波段 ,由两个发射峰组成 ,波长分别为 735nm和 745nm.发射峰依赖于薄膜中氧和氮的同时存在 ,其强度首先随薄膜中其含量的增加而增强 ,达到饱和值后 ,随着其含量的进一步增加而下降 .这表明发射峰可能起源于 O- Si- N结合而形成的发光中心 .     

多碱光电阴极光电发射过程研究

论述了多碱阴极及光致荧光的特点,测量了多碱阴极在514.5 nm和785 nm波长激光激发条件下的荧光谱。结果表明,多碱阴极在514.5 nm波长激光激发条件下,荧光峰值强度比785 nm波长激光激发条件下荧光峰值强度强40倍,说明514.5nm波长的电子跃迁几率低于785nm波长的电子跃迁几率,同时514.5 nm波长激光激发的荧光峰值波长为860 nm,而785 nm波长激光激发的荧光峰值波长为870 nm,514.5 nm波长激光激发的荧光峰值波长与激发光波长的偏移为345 nm,而785 nm波长激光激发的荧光峰值波长与激发光波长的偏移仅为85 nm,说明514.5 nm波长激发的跃迁电子的能量损失远大于785nm波长激发的跃迁电子的能量损失。原因是短波光子的能量较高,所激发的跃迁电子来源于较深能级,因此能量损失较大。多碱阴极的量子效率在2.11 eV达到最大,当光子的能量大于2.11 eV以后,由于跃迁电子的能量损失随光子能量的增加而增加,因此多碱阴极的量子效率随光子能量的增加而减小。多碱阴极的量子效率与电子跃迁几率成正比,但实测的量子效率曲线与电子跃迁几率曲线的峰值波长不一致,原因是随着光子能量的增加,跃迁电子的能级也增加,当电子跃迁的几率达到最大并下降时,尽管跃迁电子的几率减小,但因电子跃迁的能级还在提高,因此量子效率仍在增加。只有当跃迁几率的因素超过能级的因素以后,量子效率才随光子能量的增加而减小,因此造成量子效率曲线的峰值波长与跃迁几率的峰值波长不一致。通过多碱阴极光致荧光谱的分析,揭示了多碱阴极电子跃迁过程中的客观规律,解释了多碱阴极量子效率在达到最大值之后,量子效率随光子能量增加而减小以及多碱阴极量子效率存在短波限的原因。     

热氧化磁控溅射金属锌膜合成一维ZnO纳米棒

利用退火热氧化射频磁控溅射金属锌膜的方法在Si(111)衬底上制备了一维ZnO纳米棒,同时用多种测试手段对样品的晶体结构、表面形貌和光学性能进行了研究.XRD,SEM和TEM的测试结果表明,ZnO纳米棒为单晶相六方纤锌矿结构,呈头簪状向外发散生长,直径在30～60nm左右,其长度可达几μm.PL谱测试结果表明:在波长为280nm光的激发下,在372nm处有强的近带边紫外光发射和516nm处的较微弱深能级绿光发射.说明合成的一维ZnO纳米棒的结晶质量和光学性能优良.     

Defect-related visible luminescence of ZnO nanorods annealed in oxygen ambient

ZnO nanorods prepared by a solution-phase method are annealed at different temperatures in oxygen ambient.The luminescence properties of the samples are investigated.In the same excitation condition,the photoluminescence(PL) spectra of all samples show an ultraviolet(UV) emission and a broad strong visible emission band.The asymmetric visible emis-sion band of annealed samples has a red-shift as the annealing temperature increasing from 200 ℃ to 600 ℃ and it can be deconvoluted into two subband emissions centered at 535 nm(green emission) and 611 nm(orange-red emission) by Gaussian-fitting analysis.Analyses of PL excitation(PLE) spectra and PL spectra at different excitation wavelengths reveal that the green emission and the orange-red emission have a uniform initial state,which can be attributed to the electron transition from Zn interstitial(Zni) to oxygen vacancy(Vo) and oxygen interstitial(Oi),respectively.     

热氧化磁控溅射金属锌膜制备ZnO纳米棒

利用射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上制备金属锌膜 ,在空气中退火热氧化合成了一维ZnO纳米棒。用X射线衍射 (XRD) ,扫描电子显微镜 (SEM) ,透射电子显微镜 (TEM)和光致发光谱 (PL)对样品进行了结构、形貌及光学特性分析。结果表明 :ZnO纳米棒为六方纤锌矿结构单晶相 ,直径在 30～ 6 0nm左右 ,其长度可达5～ 8μm左右。在 2 80nm波长光激发下 ,有很强的 372nm带边紫外光发射和较微弱的 5 16nm深能级绿光发射 ,说明合成的单晶ZnO纳米棒的质量较高     

氧压对PLD制备掺铜ZnO薄膜光学性质的影响

为了研究生长氧压对ZnO薄膜的结构和光学性质的影响,采用脉冲激光沉积技术,在P-Si〈111〉衬底上制备了不同生长氧压下的掺铜ZnO薄膜.利用X射线衍射仪对样品的结构进行了分析,并用荧光分光光度计对样品的光致发光谱进行了测量.结果表明,所有样品均在2θ=34.3°附近出现ZnO(002)衍射峰,没有发现Cu的衍射峰,在...     

脉冲激光沉积法制备氧化锌薄膜

ZnO是一种新型的Ⅱ-Ⅵ族半导体材料,具有优良的晶格、光学和电学性能,其显著的特点是在紫外波段存在受激发射。利用脉冲激光沉积法(PLD)在氧气氛中烧蚀锌靶制备了纳米晶氧化锌薄膜,衬底为石英玻璃,晶粒尺寸约为28-35 nm。X射线衍射(XRD)结果和光致发光(PL)光谱的测量表明,当衬底温度在100-250℃范围内时,所获得的ZnO薄膜具有c轴的择优取向,所有样品的强紫外发射中心均在378-385 nm范围内,深能级发射中心约518-558 nm,衬底温度为200℃时,得到了单一的紫外光发射(没有深能级发光)。这归因于其较高的结晶质量。     

利用P-MBE在Si（111）衬底上生长氧化锌薄膜及其光学性质的研究

在Si(111)衬底上利用等离子体辅助分子束外延(P-MBE)生长氧化锌(ZnO)薄膜，研究了在不同衬底生长温度下(350～750℃)制备的ZnO薄膜的结构和光学性质．随着衬底温度的升高，样品的X射线及光致发光的半高宽度都是先变小后变大，衬底温度为550℃样品的结构及光学性质都比较好，这表明550℃为在Si(111)衬底上生长ZnO薄膜的最佳衬底温度；同时，我们还通过550℃样品的变温光致发光谱(81～300K)研究了ZnO薄膜室温紫外发光峰的来源，证明其来源于自由激子发射．     

Effects of annealing temperature on the photoluminescence of RF sputtered Barium titanate thin films

BaTiO₃ thin films were deposited onto quartz substrates by an RF magnetron sputtering method. The films deposited at room temperature and annealed at 773–1173 K were characterized using X-ray diffraction (XRD)Scanning electron microscopy (SEM), UV–vis spectroscopy and Photoluminescence spectroscopy (PL). X-ray diffraction studies revealed that the film is amorphous in nature at 773 K and that the crystallinity increases with increase in annealing temperature. The average crystallite size of the films increased from 13–18 nm and the optical band gap decreased in the range of 4.33–3.43 eV, with increase in annealing temperature. The films exhibited good adherence to the substrates and the SEM images showed smooth surface morphology. Energy dispersive X-ray (EDX) analysis confirmed the presence of barium, titanium and oxygen in the film. The red-shifts of excitonic UV emission peaks were observed in all samples which can be attributed to the stress produced due to lattice distortions. The visible PL emission intensity showed appreciable enhancement with post-deposition annealing.     

微量Co2+掺杂ZnO粉体的结构和光学性能研究

采用球磨法制备了Zn1-xCoxO(x=0,0.004,0.008)纳米粉体,分别利用XRD,PL光谱和紫外-可见吸收光谱对样品进行了表征。XRD图谱显示样品呈六方纤锌矿结构,随着Co2+离子掺杂量的增加,晶格常数和平均晶粒尺寸略有减小。在PL光谱上观察到三个发光带:370nm处的本征发光峰、468nm附近的强蓝光发光峰,以及533nm附近的绿光发光峰。和球磨样品相比,1 200℃退火的样品的发光强度明显增强,这归因于退火使样品晶粒长大。在紫外-可见吸收谱上可以观察到两个吸收带:由ZnO的带隙吸收引起的360～388nm的强紫外吸收带和由Co2+离子的d-d跃迁引起的565nm附近的可见光吸收带。因此通过调节Co2+掺杂量和选择适当的退火温度可制备高质量的发光材料。     

Ge,Al共掺SiO2薄膜的发光性能研究

用射频磁控溅射法制备Ge,Al共掺SiO2复合薄膜并以不同温度进行退火,得到具有特定光致发光性质的复合材料。经600℃退火的薄膜样品在260 nm谱线激发下,主要有398和494 nm发光峰。通过对样品的X射线衍射谱和X射线光电子能谱的测试,确定了薄膜的结构特征,同时对观察到的光致发光从理论上做了重点分析,认为双重配位的Si孤对中心和GeO色心中的三重激发态到基态(T1→S0)之间的辐射跃迁分别是产生414和398 nm发光峰的主要原因。实验结果表明,Al的掺入可能在GeO2晶粒中引入了新缺陷能级,从而产生494 nm这一特殊的发光带,同时Al的掺入也提高了398 nm发光峰的发光效率。