搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

生长条件对Ga掺杂ZnO薄膜微观结构及光致发光性能的影响

周小红 杨卿 邹军涛 梁淑华

生长条件对Ga掺杂ZnO薄膜微观结构及光致发光性能的影响

周小红, 杨卿, 邹军涛, 梁淑华
PDF
导出引用
导出核心图
  • 利用热氧化法在不同参数条件下生长了Ga掺杂范围较宽的ZnO薄膜, 研究了ZnO薄膜的表面微观结构和光致发光性能. 研究表明: Ga以Ga3+存在并掺入ZnO晶格取代Zn2+, Ga的掺入改变了ZnO薄膜中的缺陷类型及浓度、化学计量比、薄膜表面结晶质量, 进而影响了薄膜的光致发光性能. 随着热氧化温度升高, Ga掺杂量增大, ZnO薄膜的晶粒尺寸增大, 尺寸更均一, 紫外光与可见光强度比增大. 随着热氧化时间延长, Ga掺杂量降低, ZnO薄膜的晶粒尺寸均一性变差, 紫外光与可见光强度比减小.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51202191)、陕西省自然科学基础研究计划(批准号: 2012JQ6002)和陕西省教育厅科研计划(批准号: 12JK0427)资助的课题.
    [1]

    Liang H K, Yu S F, Yang H Y 2010 Appl. Phys. Lett. 96 101116

    [2]

    Lupan O, Pauporte T, Viana B, Tiginyanu I M, Ursaki V V, Cortes R 2010 ACS Appl. Mater. Inter. 2 2083

    [3]

    Zhang L C, Zhao F Z, Wang F F, Li Q S 2013 Chin. Phys. B 22 128502

    [4]

    Heredia E, Bojorge C, Casanova J, Canepa H, Craievich A, Kellermann G 2014 Appl. Surf. Sci. 317 19

    [5]

    Gao L, Zhang Y, Zhang J M, Xu K W 2011 Appl. Surf. Sci. 257 2498

    [6]

    El-Desoky M M, Ali M A, Afifi G, Imam H 2014 J. Mater. Sci.-Mater. El. 25 5071

    [7]

    Shinde S S, Shinde P S, Oh Y W, Haranath D, Bhosale C H, Rajpure K Y 2012 Appl. Surf. Sci. 258 9969

    [8]

    Miyake A, Kominami H, Tatsuoka H, Kuwabara H, Nakanishi Y, Hatanaka Y 2000 Jpn. J. Appl. Phys. 39 L1186

    [9]

    Kaul A R, Gorbenko O Y, Botev A N, Burova L I 2005 Superlattice Microst. 38 272

    [10]

    Fan X M, Lian J S, Guo Z X, Lu H J 2005 J. Cryst. Growth 279 447

    [11]

    Vanheusden K, Seager C H, Warren W L, Tallant D R, Voigt J A 1996 Appl. Phys. Lett. 68 403

    [12]

    Liu M, Kitai A H, Mascher P 1992 J. Lumin. 54 35

    [13]

    Kohan A F, Ceder G, Morgan D, van de Walle C 2000 Phys. Rev. B 61 15019

    [14]

    Ding L H, Yang Y X, Jiang X W, Zhu C S, Chen G R 2008 J. Non-Cryst. Solids 354 1382

    [15]

    Shen Q H, Gao Z W, Ding H Y, Zhang G H, Pan N, Wang X P 2012 Acta Phys. Sin. 61 167105 (in Chinese) [沈庆鹤, 高志伟, 丁怀义, 张光辉, 潘楠, 王晓平 2012 物理学报 61 167105]

    [16]

    Yang Q, Saeki Y, Izumi S, Nukui T, Tackeuchi A, Ishida A, Tatsuoka H 2010 Appl. Surf. Sci. 256 6928

    [17]

    Sim K U, Shin S W, Moholkar A V, Yun J H, Moon J H, Kim J H 2010 Curr. Appl. Phys. 10 S463

    [18]

    Park G C, Hwang S M, Choi J H, Kwon Y H, Cho H K, Kim S W, Lim J H, Joo J 2013 Phys. Status Solidi A 210 1552

    [19]

    Qiao B, Tang Z L, Zhang Z T, Chen L 2006 Acta Phys. Chim. Sin. 10 1291

    [20]

    Zhong J, Muthukumar S, Chen Y, Lu Y, Ng H M, Jiang W, Garfunkel E L 2003 Appl. Phys. Lett. 83 3401

    [21]

    Yang Q, Zhou X H, Nukui T, Saeki Y, Izumi S, Tackeuchi A, Tatsuoka H, Liang S H 2014 AIP Adv. 4 027101

    [22]

    Lee S Y, Song Y W, Jeon K A 2008 J. Cryst. Growth. 310 4477

    [23]

    Hou Q Y, Dong H Y, Ma W, Zhao C W 2013 Acta Phys. Sin. 62 157101 (in Chinese) [侯清玉, 董红英, 马文, 赵春旺 2013 物理学报 62 157101]

    [24]

    Sorescu M, Diamandescu L, Tarabasanu-Michaila D, Teodorescu V S 2004 J. Mater. Sci. 39 675

    [25]

    Bhosle V, Tiwari A, Narayan J 2006 J. Appl. Phys. 100 033713

    [26]

    Zhang X J, Wang G Q, Wang Q P, Gong X Y, Wu X H, Ma H L 2008 Chin. J. Lumin. 29 451 (in Chinese) [张锡健, 王国强, 王卿璞, 龚小燕, 吴小惠, 马洪磊 2008 发光学报 29 451]

    [27]

    Xu X L, Xu J, Xu C M, Yang X J, Guo C X, Shi C S 2003 Chin. J. Lumin. 24 171 (in Chinese) [许小亮, 徐军, 徐传明, 杨晓杰, 郭常新, 施朝淑 2003 发光学报 24 171]

    [28]

    Lim J, Shin K, Kim H W, Lee C 2004 Mater. Sci. Eng. B 107 301

    [29]

    Zhong M, Li Y B, Tolizono T, Zheng M J, Yamada I, Delaunay J J 2012 J. Nanopart. Res. 14 804

    [30]

    Chen M, Wang X, Yu Y H, Pei Z L, Bai X D, Sun C, Huang R F, Wen L S 2000 Appl. Surf. Sci. 158 134

    [31]

    Hirschwald W H 1985 Acc Chem. Res. 18 228

    [32]

    Zhang L T, Wei L, Zhang Y, Zhang W F 2007 Chin. J. Lumin. 28 561 (in Chinese) [张丽亭, 魏凌, 张杨, 张伟风 2007 发光学报 28 561]

    [33]

    Ma Y, Wang W L, Liao K J, L J W, Sun X N 2004 J. Funct. Mater. 35 139 (in Chinese) [马勇, 王万录, 廖克俊, 吕建伟, 孙晓楠 2004 功能材料 35 139]

    [34]

    Xu P S, Sun Y M, Shi C S, Xu F Q, Pa H B 2003 Nucl. Instrum. Meth. A 199 286

  • [1]

    Liang H K, Yu S F, Yang H Y 2010 Appl. Phys. Lett. 96 101116

    [2]

    Lupan O, Pauporte T, Viana B, Tiginyanu I M, Ursaki V V, Cortes R 2010 ACS Appl. Mater. Inter. 2 2083

    [3]

    Zhang L C, Zhao F Z, Wang F F, Li Q S 2013 Chin. Phys. B 22 128502

    [4]

    Heredia E, Bojorge C, Casanova J, Canepa H, Craievich A, Kellermann G 2014 Appl. Surf. Sci. 317 19

    [5]

    Gao L, Zhang Y, Zhang J M, Xu K W 2011 Appl. Surf. Sci. 257 2498

    [6]

    El-Desoky M M, Ali M A, Afifi G, Imam H 2014 J. Mater. Sci.-Mater. El. 25 5071

    [7]

    Shinde S S, Shinde P S, Oh Y W, Haranath D, Bhosale C H, Rajpure K Y 2012 Appl. Surf. Sci. 258 9969

    [8]

    Miyake A, Kominami H, Tatsuoka H, Kuwabara H, Nakanishi Y, Hatanaka Y 2000 Jpn. J. Appl. Phys. 39 L1186

    [9]

    Kaul A R, Gorbenko O Y, Botev A N, Burova L I 2005 Superlattice Microst. 38 272

    [10]

    Fan X M, Lian J S, Guo Z X, Lu H J 2005 J. Cryst. Growth 279 447

    [11]

    Vanheusden K, Seager C H, Warren W L, Tallant D R, Voigt J A 1996 Appl. Phys. Lett. 68 403

    [12]

    Liu M, Kitai A H, Mascher P 1992 J. Lumin. 54 35

    [13]

    Kohan A F, Ceder G, Morgan D, van de Walle C 2000 Phys. Rev. B 61 15019

    [14]

    Ding L H, Yang Y X, Jiang X W, Zhu C S, Chen G R 2008 J. Non-Cryst. Solids 354 1382

    [15]

    Shen Q H, Gao Z W, Ding H Y, Zhang G H, Pan N, Wang X P 2012 Acta Phys. Sin. 61 167105 (in Chinese) [沈庆鹤, 高志伟, 丁怀义, 张光辉, 潘楠, 王晓平 2012 物理学报 61 167105]

    [16]

    Yang Q, Saeki Y, Izumi S, Nukui T, Tackeuchi A, Ishida A, Tatsuoka H 2010 Appl. Surf. Sci. 256 6928

    [17]

    Sim K U, Shin S W, Moholkar A V, Yun J H, Moon J H, Kim J H 2010 Curr. Appl. Phys. 10 S463

    [18]

    Park G C, Hwang S M, Choi J H, Kwon Y H, Cho H K, Kim S W, Lim J H, Joo J 2013 Phys. Status Solidi A 210 1552

    [19]

    Qiao B, Tang Z L, Zhang Z T, Chen L 2006 Acta Phys. Chim. Sin. 10 1291

    [20]

    Zhong J, Muthukumar S, Chen Y, Lu Y, Ng H M, Jiang W, Garfunkel E L 2003 Appl. Phys. Lett. 83 3401

    [21]

    Yang Q, Zhou X H, Nukui T, Saeki Y, Izumi S, Tackeuchi A, Tatsuoka H, Liang S H 2014 AIP Adv. 4 027101

    [22]

    Lee S Y, Song Y W, Jeon K A 2008 J. Cryst. Growth. 310 4477

    [23]

    Hou Q Y, Dong H Y, Ma W, Zhao C W 2013 Acta Phys. Sin. 62 157101 (in Chinese) [侯清玉, 董红英, 马文, 赵春旺 2013 物理学报 62 157101]

    [24]

    Sorescu M, Diamandescu L, Tarabasanu-Michaila D, Teodorescu V S 2004 J. Mater. Sci. 39 675

    [25]

    Bhosle V, Tiwari A, Narayan J 2006 J. Appl. Phys. 100 033713

    [26]

    Zhang X J, Wang G Q, Wang Q P, Gong X Y, Wu X H, Ma H L 2008 Chin. J. Lumin. 29 451 (in Chinese) [张锡健, 王国强, 王卿璞, 龚小燕, 吴小惠, 马洪磊 2008 发光学报 29 451]

    [27]

    Xu X L, Xu J, Xu C M, Yang X J, Guo C X, Shi C S 2003 Chin. J. Lumin. 24 171 (in Chinese) [许小亮, 徐军, 徐传明, 杨晓杰, 郭常新, 施朝淑 2003 发光学报 24 171]

    [28]

    Lim J, Shin K, Kim H W, Lee C 2004 Mater. Sci. Eng. B 107 301

    [29]

    Zhong M, Li Y B, Tolizono T, Zheng M J, Yamada I, Delaunay J J 2012 J. Nanopart. Res. 14 804

    [30]

    Chen M, Wang X, Yu Y H, Pei Z L, Bai X D, Sun C, Huang R F, Wen L S 2000 Appl. Surf. Sci. 158 134

    [31]

    Hirschwald W H 1985 Acc Chem. Res. 18 228

    [32]

    Zhang L T, Wei L, Zhang Y, Zhang W F 2007 Chin. J. Lumin. 28 561 (in Chinese) [张丽亭, 魏凌, 张杨, 张伟风 2007 发光学报 28 561]

    [33]

    Ma Y, Wang W L, Liao K J, L J W, Sun X N 2004 J. Funct. Mater. 35 139 (in Chinese) [马勇, 王万录, 廖克俊, 吕建伟, 孙晓楠 2004 功能材料 35 139]

    [34]

    Xu P S, Sun Y M, Shi C S, Xu F Q, Pa H B 2003 Nucl. Instrum. Meth. A 199 286

  • [1] 沈庆鹤, 高志伟, 丁怀义, 张光辉, 潘楠, 王晓平. Ga掺杂对ZnO纳米结构可见光发射的抑制效应. 物理学报, 2012, 61(16): 167105. doi: 10.7498/aps.61.167105
    [2] 肖芝燕, 张伟力, 高 红, 王玉玺, 张喜田, 刘益春, 张吉英, 许 武. 高质量纳米ZnO薄膜的光致发光特性研究. 物理学报, 2003, 52(3): 740-744. doi: 10.7498/aps.52.740
    [3] 刘方舒, 吴定才, 胡志刚, 段满益, 徐禄祥, 董成军, 吴艳南, 纪红萱, 徐明. Co与Cu掺杂ZnO薄膜的制备与光致发光研究. 物理学报, 2009, 58(10): 7261-7266. doi: 10.7498/aps.58.7261
    [4] 高立, 张建民. 微量Mg掺杂ZnO薄膜的光致发光光谱和带隙变化机理研究. 物理学报, 2010, 59(2): 1263-1267. doi: 10.7498/aps.59.1263
    [5] 吴忠浩, 徐明, 段文倩. Fe掺杂对溶胶凝胶法制备的ZnO: Ni薄膜结构及发光特性的影响. 物理学报, 2012, 61(13): 137502. doi: 10.7498/aps.61.137502
    [6] 张丽, 徐明, 余飞, 袁欢, 马涛. Fe, Co共掺杂ZnO薄膜结构及发光特性研究. 物理学报, 2013, 62(2): 027501. doi: 10.7498/aps.62.027501
    [7] 宋永梁, 季振国, 刘 坤, 王 超, 向 因, 叶志镇. 热处理参数对溶胶-凝胶法制备氧化锌薄膜特性的影响. 物理学报, 2004, 53(2): 636-639. doi: 10.7498/aps.53.636
    [8] 吴艳南, 徐明, 董成军, 张佩佩, 纪红萱, 何林, 吴定才. Co,Sn共掺ZnO薄膜结构与光致发光的研究. 物理学报, 2011, 60(7): 077505. doi: 10.7498/aps.60.077505
    [9] 李伙全, 宁兆元, 程珊华, 江美福. 射频磁控溅射沉积的ZnO薄膜的光致发光中心与漂移. 物理学报, 2004, 53(3): 867-870. doi: 10.7498/aps.53.867
    [10] 朋兴平, 兰 伟, 谭永胜, 佟立国, 王印月. Cu掺杂氧化锌薄膜的发光特性研究. 物理学报, 2004, 53(8): 2705-2709. doi: 10.7498/aps.53.2705
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  753
  • PDF下载量:  796
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-09-26
  • 修回日期:  2014-11-26
  • 刊出日期:  2015-04-20

生长条件对Ga掺杂ZnO薄膜微观结构及光致发光性能的影响

  • 1. 西安理工大学材料科学与工程学院, 西安 710048;
  • 2. 陕西省电工材料与熔渗技术重点实验室, 西安 710048
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51202191)、陕西省自然科学基础研究计划(批准号: 2012JQ6002)和陕西省教育厅科研计划(批准号: 12JK0427)资助的课题.

摘要: 利用热氧化法在不同参数条件下生长了Ga掺杂范围较宽的ZnO薄膜, 研究了ZnO薄膜的表面微观结构和光致发光性能. 研究表明: Ga以Ga3+存在并掺入ZnO晶格取代Zn2+, Ga的掺入改变了ZnO薄膜中的缺陷类型及浓度、化学计量比、薄膜表面结晶质量, 进而影响了薄膜的光致发光性能. 随着热氧化温度升高, Ga掺杂量增大, ZnO薄膜的晶粒尺寸增大, 尺寸更均一, 紫外光与可见光强度比增大. 随着热氧化时间延长, Ga掺杂量降低, ZnO薄膜的晶粒尺寸均一性变差, 紫外光与可见光强度比减小.

English Abstract

参考文献 (34)

目录

    /

    返回文章
    返回