搜索

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

氧分压对溅射制备氧化镓薄膜结构及光学带隙的影响

马海林 苏庆

引用本文:
Citation:

氧分压对溅射制备氧化镓薄膜结构及光学带隙的影响

马海林, 苏庆

Effect of oxygen pressure on structure and optical band gap of gallium oxide thin films prepared by sputtering

Ma Hai-Lin, Su Qing
PDF
导出引用
  • 在不同氧分压η(η =O2/[Ar+O2])实验条件下,通过直流反应溅射制备了氧化镓薄膜,然后在真空环境下进行高温再结晶热处理. 用紫外-可见分光光度计(UV-Vis)研究了氧分压η 对光学带隙Eg的影响. X射线衍射(XRD)和共聚焦拉曼散射光谱(Raman Scattering)分析显示:经900 ℃高温热处理后,薄膜呈结晶β 相氧化镓,且晶粒尺寸随着氧分压的逐渐增加而变大. 室温下由UV-Vis测试薄膜透过率并利用Tauc公式计算得到样品的光学带隙Eg在4.68–4.85 eV之间,且随氧分压η 的逐渐增加而变大.
    Gallium oxide (Ga2O3) thin films are deposited on silicon and quartz glass substrates by reactive DC magnetron sputtering under different oxygen pressure η (η =O2/[Ar+O2]), and the effect of oxygen pressure on the structure and optical band gap (Eg) is investigated. X-ray diffraction (XRD) and Raman scattering reveal that the products are beta-gallium oxide after heat treatment at 900 ℃, and that the grain size and optical band gap of gallium oxide are increased, the band gap Eg varies from 4.68 to 4.85 eV when tested by a room-temperature ultraviolet-visible (UV-VIS) spectrophotometer, and the (Eg) has also been calculated by using Tauc formula while the oxygen pressure η gradually increases.
    • 基金项目: 兰州交通大学青年科学基金(批准号:2011037)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Young Scholars Science Foundation of Lanzhou Jiaotong University, China (Grant No 2011037).
    [1]

    Wu X C, Song W H, Huang W D, Pu M H, Zhao B, Sun Y P, Du J J 2000 Chem. Phys. Lett. 328 5

    [2]

    Rustum Roy, Hill V G, Osborn E F 1952 J. Am. Chem. Soc. 74 719

    [3]

    Fleischer M, Meixner H 1991 Sensor and Actuators B 43 437

    [4]

    Li Y X, Trinchi A, Wlodarski W, Galatsis K 2003 Sensor and Actuators B 93 431

    [5]

    Biyikli N, Aytur O, Kimukin L 2002 Appl. Phys. Lett. 81 3272

    [6]

    Zhou M, Zou S H, Zhao D G 2008 Acta Phys. Sin. 57 7322 (in Chinese)[周梅, 左淑华, 赵德刚 2008 物理学报 57 7322]

    [7]

    Yang C 2010 Ph. D. Dissertation (Chendu: University of Electronic and Science of China) (in Chinese) [杨承 2010 博士学位论文(成都: 电子科技大学)]

    [8]

    Trinchi A, Wlodarski W, Li Y X 2004 Sensor and Actuators B 100 94

    [9]

    Batiston G A, Gerbasi R, Porchia M, Caccavale F 1996 Thin Solid Films 279 115

    [10]

    Passlack M et al 1995 J. Appl. Phys. 2 77

    [11]

    Rebiena M, Henrion W, Hong M, Mannaerts J P, Fleischer M 2002 Appl. Phys. Lett. 81 2

    [12]

    Passlack M, Hong M, Mannaerts J P 1996 Appl. Phys. Lett. 68 8

    [13]

    Ma H L, Su Q, Lan W, Liu X Q 2008 Acta Phys. Sin. 57 7322 (in Chinese) [马海林, 苏庆, 兰伟, 刘雪芹 2008 物理学报 57 7322]

    [14]

    Ma H L, Fan D W 2009 Chin. Phys. Lett. 26 117302

    [15]

    Ma H L, Fan D W, Niu X S 2010 Chin. Phys. B 19 117302

    [16]

    Li S T 1990 Elements of crystal X-ray diffraction (Beijing: Industry of metallurgy press) p170 (in Chinese) [李树棠 1990 晶体X射线衍射学基础(北京: 冶金工业出版社)第170页]

    [17]

    Xu X, Cao C B, Guo Y J, Zhu H S 2003 Chem. Phys. Lett. 378 660

    [18]

    Jalilian R, Yazdanpanah M M et al 2006 Chem. Phys. Lett. 426 393

    [19]

    Tauc J, Grigorovici R, Vancu A 1966 Phys. Status Solidi. 15 627

  • [1]

    Wu X C, Song W H, Huang W D, Pu M H, Zhao B, Sun Y P, Du J J 2000 Chem. Phys. Lett. 328 5

    [2]

    Rustum Roy, Hill V G, Osborn E F 1952 J. Am. Chem. Soc. 74 719

    [3]

    Fleischer M, Meixner H 1991 Sensor and Actuators B 43 437

    [4]

    Li Y X, Trinchi A, Wlodarski W, Galatsis K 2003 Sensor and Actuators B 93 431

    [5]

    Biyikli N, Aytur O, Kimukin L 2002 Appl. Phys. Lett. 81 3272

    [6]

    Zhou M, Zou S H, Zhao D G 2008 Acta Phys. Sin. 57 7322 (in Chinese)[周梅, 左淑华, 赵德刚 2008 物理学报 57 7322]

    [7]

    Yang C 2010 Ph. D. Dissertation (Chendu: University of Electronic and Science of China) (in Chinese) [杨承 2010 博士学位论文(成都: 电子科技大学)]

    [8]

    Trinchi A, Wlodarski W, Li Y X 2004 Sensor and Actuators B 100 94

    [9]

    Batiston G A, Gerbasi R, Porchia M, Caccavale F 1996 Thin Solid Films 279 115

    [10]

    Passlack M et al 1995 J. Appl. Phys. 2 77

    [11]

    Rebiena M, Henrion W, Hong M, Mannaerts J P, Fleischer M 2002 Appl. Phys. Lett. 81 2

    [12]

    Passlack M, Hong M, Mannaerts J P 1996 Appl. Phys. Lett. 68 8

    [13]

    Ma H L, Su Q, Lan W, Liu X Q 2008 Acta Phys. Sin. 57 7322 (in Chinese) [马海林, 苏庆, 兰伟, 刘雪芹 2008 物理学报 57 7322]

    [14]

    Ma H L, Fan D W 2009 Chin. Phys. Lett. 26 117302

    [15]

    Ma H L, Fan D W, Niu X S 2010 Chin. Phys. B 19 117302

    [16]

    Li S T 1990 Elements of crystal X-ray diffraction (Beijing: Industry of metallurgy press) p170 (in Chinese) [李树棠 1990 晶体X射线衍射学基础(北京: 冶金工业出版社)第170页]

    [17]

    Xu X, Cao C B, Guo Y J, Zhu H S 2003 Chem. Phys. Lett. 378 660

    [18]

    Jalilian R, Yazdanpanah M M et al 2006 Chem. Phys. Lett. 426 393

    [19]

    Tauc J, Grigorovici R, Vancu A 1966 Phys. Status Solidi. 15 627

  • [1] 张裕, 刘瑞文, 张京阳, 焦斌斌, 王如志. 氧化镓悬臂式薄膜日盲探测器及其电弧检测应用研究. 物理学报, 2024, 0(0): 0-0. doi: 10.7498/aps.73.20240186
    [2] 况丹, 徐爽, 史大为, 郭建, 喻志农. 基于铝纳米颗粒修饰的非晶氧化镓薄膜日盲紫外探测器. 物理学报, 2023, 72(3): 038501. doi: 10.7498/aps.72.20221476
    [3] 落巨鑫, 高红丽, 邓金祥, 任家辉, 张庆, 李瑞东, 孟雪. 退火温度对氧化镓薄膜及紫外探测器性能的影响. 物理学报, 2023, 72(2): 028502. doi: 10.7498/aps.72.20221716
    [4] 刘增, 李磊, 支钰崧, 都灵, 方君鹏, 李山, 余建刚, 张茂林, 杨莉莉, 张少辉, 郭宇锋, 唐为华. 具有大光电导增益的氧化镓薄膜基深紫外探测器阵列. 物理学报, 2022, 71(20): 208501. doi: 10.7498/aps.71.20220859
    [5] 汪海波, 万丽娟, 樊敏, 杨金, 鲁世斌, 张忠祥. 势垒可调的氧化镓肖特基二极管. 物理学报, 2022, 71(3): 037301. doi: 10.7498/aps.71.20211536
    [6] 汪海波, 万丽娟, 樊敏, 杨金, 鲁世斌, 张忠祥. 势垒可调的氧化镓肖特基二极管. 物理学报, 2021, (): . doi: 10.7498/aps.70.20211536
    [7] 郭少强, 侯清玉, 赵春旺, 毛斐. V高掺杂ZnO最小光学带隙和吸收光谱的第一性原理研究. 物理学报, 2014, 63(10): 107101. doi: 10.7498/aps.63.107101
    [8] 陈明, 周细应, 毛秀娟, 邵佳佳, 杨国良. 外加磁场对射频磁控溅射制备铝掺杂氧化锌薄膜影响的研究. 物理学报, 2014, 63(9): 098103. doi: 10.7498/aps.63.098103
    [9] 唐华杰, 张晋敏, 金浩, 邵飞, 胡维前, 谢泉. 溅射功率对金属锰膜光学性质的影响. 物理学报, 2013, 62(24): 247803. doi: 10.7498/aps.62.247803
    [10] 沈向前, 谢泉, 肖清泉, 陈茜, 丰云. 磁控溅射辉光放电特性的模拟研究. 物理学报, 2012, 61(16): 165101. doi: 10.7498/aps.61.165101
    [11] 罗晓东, 狄国庆. 溅射制备Ge,Nb共掺杂窄光学带隙和低电阻率的TiO2薄膜. 物理学报, 2012, 61(20): 206803. doi: 10.7498/aps.61.206803
    [12] 狄国庆. 溅射制备Ta2O5薄膜的表面形貌与光学特性. 物理学报, 2011, 60(3): 038101. doi: 10.7498/aps.60.038101
    [13] 李林娜, 陈新亮, 王斐, 孙建, 张德坤, 耿新华, 赵颖. H2 气对脉冲磁控溅射铝掺杂氧化锌薄膜性能的影响. 物理学报, 2011, 60(6): 067304. doi: 10.7498/aps.60.067304
    [14] 贾璐, 谢二庆, 潘孝军, 张振兴. 溅射制备非晶氮化镓薄膜的光学性能. 物理学报, 2009, 58(5): 3377-3382. doi: 10.7498/aps.58.3377
    [15] 邓金祥, 汪旭洋, 姚 倩, 周 涛, 张晓康. 立方氮化硼薄膜的光学带隙. 物理学报, 2008, 57(10): 6631-6635. doi: 10.7498/aps.57.6631
    [16] 潘孝军, 张振兴, 王 涛, 李 晖, 谢二庆. 溅射制备纳米晶GaN∶Er薄膜的室温发光特性. 物理学报, 2008, 57(6): 3786-3790. doi: 10.7498/aps.57.3786
    [17] 肖剑荣, 徐 慧, 李燕峰, 李明君. 氮分压对氮化铜薄膜结构及光学带隙的影响. 物理学报, 2007, 56(7): 4169-4174. doi: 10.7498/aps.56.4169
    [18] 张 辉, 刘应书, 刘文海, 王宝义, 魏 龙. 基片温度与氧分压对磁控溅射制备氧化钒薄膜的影响. 物理学报, 2007, 56(12): 7255-7261. doi: 10.7498/aps.56.7255
    [19] 叶超, 宁兆元, 程珊华, 王响英. 氟化非晶碳薄膜的光学带隙分析. 物理学报, 2002, 51(11): 2640-2643. doi: 10.7498/aps.51.2640
    [20] 杨慎东, 宁兆元, 黄峰, 程珊华, 叶超. a-C:F薄膜的热稳定性与光学带隙的关联. 物理学报, 2002, 51(6): 1321-1325. doi: 10.7498/aps.51.1321
计量
  • 文章访问数:  5865
  • PDF下载量:  6569
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-11-17
  • 修回日期:  2014-02-09
  • 刊出日期:  2014-06-05

/

返回文章
返回