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脉冲激光沉积法制备的ZnO薄膜的低阈值电抽运紫外随机激射

徐韵 李云鹏 金璐 马向阳 杨德仁

脉冲激光沉积法制备的ZnO薄膜的低阈值电抽运紫外随机激射

徐韵, 李云鹏, 金璐, 马向阳, 杨德仁
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  • 分别采用直流反应溅射法和脉冲激光沉积法在硅衬底上沉积ZnO薄膜, 用X射线衍射、扫描电镜、光致发光谱等手段对两种方法沉积的ZnO薄膜的结晶状态、 表面形貌和光致发光等进行了表征. 进一步对比研究了以上述两种方法制备的ZnO薄膜作为发光层的金属-绝缘体-半导体结构器件的电抽运紫外随机激射. 结果表明, 与以溅射法制备的ZnO薄膜作为发光层的器件相比, 以脉冲激光沉积法制备的ZnO薄膜为发光层的器件具有更低的紫外光随机激射阈值电流和更高的输出光功率. 这是由于脉冲激光沉积法制备的ZnO薄膜中的缺陷更少, 从而显著地减少了紫外光在光散射过程中的光损耗.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61176042)、国家重点基础研究发展计划 (批准号:2013CB632102)、浙江省自然科学基金(批准号:R4090055)和浙江省创新团队项目(批准号:2009R50005)资助的课题.
    [1]

    Wiersma D S 2008 Nat. Phys. 4 359

    [2]

    Redding B, Choma M A, Cao H 2012 Nat. Photon. 6 355

    [3]

    Gottardo S, Cavalieri S, Yaroschuck O, Wiersma D S 2004 Phys. Rev. Lett. 93 3901

    [4]

    Polson R C, Vardeny Z V 2004 Appl. Phys. Lett. 85 1289

    [5]

    Cao H, Zhao Y G, Ong H C, Ho S T, Dai J Y, Wu J Y, Chang R P H 1998 Appl. Phys. Lett. 73 3656

    [6]

    Cao H, Zhao Y G, Ho S T, Seelig E W, Wang Q H, Chang R P H 1999 Phys. Rev. Lett. 82 2278

    [7]

    Chai L, Wang Q Y, Zhang W L, Sun T, Huang J S, Wang K L 2003 Acta Phys. Sin. 52 2127 (in Chinese) [柴 路, 王清月, 张伟力, 孙 涛, 黄锦圣, 王克伦 2003 物理学报 52 2127]

    [8]

    Yu S F, Yuen C, Lau S P, Lee H W 2004 Appl. Phys. Lett. 84 3244

    [9]

    Chen L, Lou Q H, Wang Z J, Dong J X, Wei Y R 2006 Acta Phys. Sin. 55 920 (in Chinese) [陈 雷, 楼祺洪, 王之江, 董景星, 魏运荣 2006 物理学报 55 920]

    [10]

    Wang C S, Chen Y L, Lin H Y, Chen Y T, Chen Y F 2007 Appl. Phys. Lett. 97 191104

    [11]

    Fallert J, Dietz R J B, Sartor J, Schneider D, Klingshirn C, Kalt H 2009 Nat. Photon. 3 279

    [12]

    Yang H Y, Yu S F, Li G P, Wu T 2010 Opt. Express 18 13647

    [13]

    Leong E S P, Yu S F 2006 Adv. Mater. 18 1685

    [14]

    Ma X Y, Chen P L, Li D S, Zhang Y Y, Yang D R 2007 Appl. Phys. Lett. 91 251109

    [15]

    Chu S, Olmedo M, Yang Z, Kong J Y, Liu J L 2008 Appl. Phys. Lett. 93 181106

    [16]

    Long H, Fang G, Huang H, Mo X, Xia W, Dong B, Meng X, Zhao X 2009 Appl. Phys. Lett. 95 013509

    [17]

    Zhu H, Shan C X, Zhang J Y, Zhang Z Z, Li B H, Zhao D X, Yao B, Shen D Z, Fan X W, Tang Z K, Hou X H, Choy K L 2010 Adv. Mater. 22 1877

    [18]

    Özgr Ü, Alivov Ya I, Liu C, Teke A, Reshchikov M A, Doğan S, Avrutin V, Cho S J, Morkoç H 2005 J. Appl. Phys. 98 041301

  • [1]

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    Redding B, Choma M A, Cao H 2012 Nat. Photon. 6 355

    [3]

    Gottardo S, Cavalieri S, Yaroschuck O, Wiersma D S 2004 Phys. Rev. Lett. 93 3901

    [4]

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    Chai L, Wang Q Y, Zhang W L, Sun T, Huang J S, Wang K L 2003 Acta Phys. Sin. 52 2127 (in Chinese) [柴 路, 王清月, 张伟力, 孙 涛, 黄锦圣, 王克伦 2003 物理学报 52 2127]

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    Yu S F, Yuen C, Lau S P, Lee H W 2004 Appl. Phys. Lett. 84 3244

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    Chu S, Olmedo M, Yang Z, Kong J Y, Liu J L 2008 Appl. Phys. Lett. 93 181106

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    Long H, Fang G, Huang H, Mo X, Xia W, Dong B, Meng X, Zhao X 2009 Appl. Phys. Lett. 95 013509

    [17]

    Zhu H, Shan C X, Zhang J Y, Zhang Z Z, Li B H, Zhao D X, Yao B, Shen D Z, Fan X W, Tang Z K, Hou X H, Choy K L 2010 Adv. Mater. 22 1877

    [18]

    Özgr Ü, Alivov Ya I, Liu C, Teke A, Reshchikov M A, Doğan S, Avrutin V, Cho S J, Morkoç H 2005 J. Appl. Phys. 98 041301

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出版历程
  • 收稿日期:  2012-12-05
  • 修回日期:  2012-12-18
  • 刊出日期:  2013-04-05

脉冲激光沉积法制备的ZnO薄膜的低阈值电抽运紫外随机激射

  • 1. 浙江大学, 硅材料国家重点实验室, 杭州 310027
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61176042)、国家重点基础研究发展计划 (批准号:2013CB632102)、浙江省自然科学基金(批准号:R4090055)和浙江省创新团队项目(批准号:2009R50005)资助的课题.

摘要: 分别采用直流反应溅射法和脉冲激光沉积法在硅衬底上沉积ZnO薄膜, 用X射线衍射、扫描电镜、光致发光谱等手段对两种方法沉积的ZnO薄膜的结晶状态、 表面形貌和光致发光等进行了表征. 进一步对比研究了以上述两种方法制备的ZnO薄膜作为发光层的金属-绝缘体-半导体结构器件的电抽运紫外随机激射. 结果表明, 与以溅射法制备的ZnO薄膜作为发光层的器件相比, 以脉冲激光沉积法制备的ZnO薄膜为发光层的器件具有更低的紫外光随机激射阈值电流和更高的输出光功率. 这是由于脉冲激光沉积法制备的ZnO薄膜中的缺陷更少, 从而显著地减少了紫外光在光散射过程中的光损耗.

English Abstract

参考文献 (18)

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