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PLD方法生长ZnO/Si异质外延薄膜的研究

赵杰 , 胡礼中 , 王兆阳 , 李银丽 , 王志俊 , 张贺秋 , 赵宇

功能材料

用脉冲激光沉积法在Si(111)衬底上制备了ZnO薄膜.RHEED和XRD测试表明,直接沉积在Si衬底上的ZnO薄膜为多晶薄膜,且薄膜的结晶质量随衬底温度的升高而下降.相比之下,生长在一低温同质缓冲层上的ZnO薄膜则展现出规则的斑点状RHEED图像,说明它们都是外延生长的高质量ZnO薄膜.XRD与室温PL谱分析表明,外延ZnO薄膜的质量随衬底温度的升高得到明显的改善.在650℃生长的样品具有最好的结构和发光特性,其(002)衍射峰的半高宽为0.185°,UV峰的半高宽仅为86meV.

关键词: ZnO薄膜 , 反射式高能电子衍射 , X射线衍射 , 光致发光

生长和退火温度对磁控溅射法制备的ZnO薄膜性能的影响

王彬 , 赵子文 , 邱宇 , 马金雪 , 张贺秋 , 胡礼中

人工晶体学报

利用磁控溅射法于500 ℃、550 ℃、600 ℃和650 ℃下在Al2O3(001)衬底上生长ZnO薄.对生长的ZnO薄膜后分别进行了800 ℃退火和1000 ℃退火处理.利用X射线衍射(XRD)、霍尔测试仪和透射谱仪对薄膜的结构、电学和光学性质进行了研究,结果表明合适的生长温度和退火温度能够提高ZnO薄膜的结晶质量和性能.

关键词: ZnO薄膜 , 磁控溅射 , 结晶质量 , 退火处理

衬底温度对PLD法制备ZnO薄膜结构及发光特性的影响

赵杰 , 胡礼中 , 宫爱玲 , 刘维峰

功能材料

在60Pa的高氧压气氛中,用脉冲激光沉积法以Si(111)为衬底在不同温度下制备了ZnO薄膜.RHEED和XRD结果表明,所有样品都是c轴高度择优取向的多晶ZnO薄膜.随衬底温度的升高,ZnO薄膜(002)衍射峰的半高宽不断减小,从0.227~0.185°.对(002)衍射峰的2θ值分析表明,650℃下生长的ZnO薄膜几乎处于无应力的状态,而在较低或较高温度下生长的薄膜中都存在着一定程度的c轴压应力.室温PL谱测试说明在650℃生长的ZnO薄膜具有最强的紫外发射峰和最窄的UV峰半高宽(83meV).在700℃得到的样品PL谱中,检测到一个位于3.25eV处的低能发射峰.经分析,该峰可能是来自于施主-受主对(DAP)的跃迁.

关键词: ZnO薄膜 , 反射式高能电子衍射 , X射线衍射 , 光致发光

ZnO微米刺球的CVD法生长及其在压电应力传感器中的应用

刘欣 , 胡礼中 , 张贺秋 , 邱宇 , 赵宇 , 骆英民

人工晶体学报

利用化学气相沉积(CVD)方法生长出一种新颖的氧化锌(ZnO)微米刺球状结构,并使用该结构制备出一种新型压电应力传感器件.使用半导体特性分析系统(Keithley 4200)对器件特性进行测试,结果表明该种器件对所施加的应力高度敏感,开关比高达约60,比目前多数ZnO基压电应力传感器件高出数倍,在应力检测和机电开关等领域有很好的应用前景.

关键词: 氧化锌 , 微米刺球 , 化学气相沉积 , 压电应力传感器 , 开关比

CIO薄膜材料制备进展

郎野 , 胡礼中 , 长贺秋 , 宁志敏 , 杜建锋 , 高卓

兵器材料科学与工程 doi:33-1331/TJ.20120302.1649.005

随着侦察及动态跟踪技术的飞跃发展和广泛应用,使战场的单向或双向透明度增大.如果不综合运用光电对抗技术,将难以对付红外、激光、雷达等侦察或制导.透明导电薄膜CIO(CdIn2O4)是一种高性能半导体材料,通过调节掺杂浓度,可实现红外波段的高反射性及可见光波段的高透过性.但由于CIO薄膜体系的复杂性和纯CIO薄膜的大面积制备尚没有完全解决,严重阻碍了它在光电对抗、红外防护等方面的实际应用.综述CIO薄膜的多种制备方法以及各自的优缺点,并着重介绍CIO薄膜在抗红外领域的应用.

关键词: CIO薄膜 , 红外 , 透光率 , 高反射

超声喷雾热解法生长氧化锌同质p-n结及其电致发光性能研究

边继明 , 刘维峰 , 胡礼中 , 梁红伟

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00173

采用超声喷雾热解法在单晶GaAs(100) 衬底上生长ZnO同质p-n结. 以醋酸锌水溶液为前驱体, 分别以醋酸铵和硝酸铟为氮(N)源和铟(In)源, 通过氮--铟(N-In)共掺杂沉积p型ZnO薄膜, 以未故意掺杂的ZnO薄膜做为n型层获得ZnO基同质p-n结. 采用热蒸发工艺在ZnO层和GaAs衬底上分别蒸镀Zn/Au和Au/Ge/Ni电极而获得发光二极管原型器件, 在室温下发现了该器件正向电流注入下的连续发光现象.

关键词: ZnO薄膜 , p-n homojunction , electroluminescence , ultrasonic spray pyrolysis

超声喷雾热解法生长氧化锌同质p-n结及其电致发光性能研究

边继明 , 刘维峰 , 胡礼中 , 梁红伟

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2007.01.036

采用超声喷雾热解法在单晶GaAs(100)衬底上生长ZnO同质p-n结.以醋酸锌水溶液为前驱体,分别以醋酸铵和硝酸铟为氮(N)源和铟(In)源,通过氮-铟(N-In)共掺杂沉积p型ZnO薄膜,以未故意掺杂的ZnO薄膜做为n型层获得ZnO基同质p-n结.采用热蒸发工艺在ZnO层和GaAs衬底上分别蒸镀Zn/Au和Au/Ge/Ni电极而获得发光二极管原型器件,在室温下发现了该器件正向电流注入下的连续发光现象.

关键词: ZnO薄膜 , 同质p-n结 , 电致发光 , 超声喷雾热分解

PLD工艺制备高质量ZnO/Si异质外延薄膜

赵杰 , 胡礼中 , 王维维

功能材料

采用脉冲激光沉积工艺在不同条件下以Si(111)为衬底制备了Zno薄膜.通过对不同氧压下(0~50Pa)沉积的样品的室温PL谱测试表明,氧气氛显著地提高了薄膜的发光质量,在50Pa氧气中沉积的ZnO薄膜具有最强的近带边UV发射.XRD测试说明在氧气氛中得到的薄膜结晶质量较差,没有单一的(002)取向.利用-低温(500℃)沉积的ZnO薄膜作缓冲层,得到了高质量的ZnO外延膜.与直接沉积的ZnO膜相比,生长在缓冲层上的ZnO膜展现出规则的斑点状衍射花样,而且拥有更强的UV发射和更窄的UV峰半高宽(98meV).对不同温度下沉积的缓冲层进行了RHEED表征,结果表明,在600~650℃之间生长缓冲层,有望进一步改善ZnO外延膜的质量.

关键词: ZnO薄膜 , 光致发光 , X射线衍射 , 反射式高能电子衍射

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