鲁东大学 信息与电气工程学院, 山东 烟台 264025
Zn3N2是一种宽带隙半导体材料，在温度高于400°C氧化可生成p型ZnO:N，p型ZnO:N在电子学和光电子学领域有广泛的应用.在NH3Ar气氛下，用RF磁控溅射金属Zn靶在玻璃衬底上室温制备了Zn3N2薄膜.用紫外可见分光光度计、X射线衍射仪、X射线光电子谱分析仪、荧光分光光度计对Zn3N2薄膜的光学透过、光学吸收、结构、化学键态和光致发光进行了测量，研究了NH3分压对Zn3N2薄膜的结构和光学特性的影响.XRD分析表明Zn3N2薄膜呈现多晶结构，具有(321)择优取向，Zn3N2 (321)衍射峰强度随NH3分压增加而增强.在NH3分压5%~10%制备的Zn3N2薄膜有较低透过率，透过率随NH3分压增加而提高. Zn3N2薄膜是间接带隙半导体，当NH3分压从5%变化到25%时，光学带隙从2.33 eV升高到2.70 eV. XPS分析表明Zn3N2薄膜在潮湿空气中容易水解.室温下Zn3N2薄膜在437 nm和459 nm波长出现了发光峰.
Zn3N2薄膜 磁控溅射 NH3分压 Zinc nitride films Magnetron sputtering NH3 ratios Photoluminescence
1 湛江师范学院,物理科学与技术学院,湛江,524048
2 兰州大学,物理科学与技术学院,兰州,730000
采用射频反应溅射法在不同衬底上制备Zn3N2薄膜,然后对其原位氧化制备ZnO薄膜.利用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光谱(PL)等表征技术研究了不同衬底对ZnO薄膜的结晶特性和发光性能的影响.XRD研究结果显示:Zn3N2薄膜在500 ℃原位氧化3 h后完全转变为ZnO薄膜,在玻璃和熔融石英衬底上制备的多晶ZnO薄膜无择优取向,而单晶硅(100)衬底上的多晶ZnO薄膜具有较好的沿(002)方向的择优取向.PL测试结果显示:硅和熔融石英衬底上的多晶ZnO薄膜发光性能良好,激子复合产生的紫外发光峰很强,且半高宽较窄,而来自于深能级发射的绿色发光峰很弱;而玻璃衬底上的多晶ZnO薄膜发光性能较差.
ZnO薄膜 Zn3N2薄膜 原位氧化 光致发光 衬底
