作者单位
摘要
清华大学化学系, 北京 100084
氮化硅薄膜因其耐腐蚀性、 高温稳定性和良好的机械强度等优点, 被广泛用作透射电子显微镜(TEM)、 扫描电子显微镜(SEM)、 原子力显微镜(AFM)、 X射线光电子能谱仪(XPS)、 能量色散X射线光谱仪(EDX)等的表征实验承载体。 特别是, SiN可作为SEM观察时的低扰背景。 然而SiN薄膜较差的荧光性制约了其进一步在荧光器件中的广泛应用。 为了进一步提高SiN薄膜窗口的荧光效率, 实验研究中采用了射频磁控溅射技术在SiNx薄膜衬底上成功制备出系列ZnO薄膜, 并分别进行了氮气氛非原位退火和原位退火处理。 然后利用原子力显微镜(AFM)、 扫描电子显微镜(SEM)、 拉曼光谱仪(Raman)对薄膜的微结构和光致发光(PL)性能进行了研究, 并系统研究了所制备薄膜的发光情况。 实验研究结果表明, 镀膜后荧光强度普遍提升, 退火促进晶粒进一步熟化生长、 结晶性能大幅提升、 晶界减少, 且退火方式对射频磁控溅射法制备的ZnO/SiN复合薄膜的微结构和发光性能有显著影响。 与SiNx薄膜相比, 未退火的ZnO/SiNx薄膜和N2气氛非原位退火的ZnO/SiNx薄膜在380 nm附近的带边本征发射强度分别提高了77倍和340倍以上。 与非原位退火处理的薄膜相比, 原位退火处理的ZnO/SiNx薄膜具有更多的氧空位缺陷, 因此表现出更强的可见光波段PL强度, 在425~600 nm的可见光波段表现出更高的光致发光能力。 这些结果有助于优化氮化硅基ZnO荧光薄膜的制备参数。
射频磁控溅射 退火 原位 光致发光 SiN SiN ZnO ZnO RF magnetron sputtering Annealing In-situ Photoluminescence PL PL 
光谱学与光谱分析
2017, 37(2): 391

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