磁控溅射法制备ZnO薄膜

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本文采用射频磁控溅射法在载玻片玻璃基片上制备了Li:ZnO薄膜,研究了磁控溅射功率、基片温度、热处理温度、过渡层种类及厚度等工艺参数对ZnO薄膜结构及性能的影响,运用XRD、AFM、SEM、EDS、PL、光学透过率等测试手段对样品进行了分析,结果表明:在无基片加热的情况下,高溅射功率(550W)制备的薄膜呈现较好的(100)择优取向性,其定向指数达到0.752,而在较低的功率(200~380W)下溅射薄膜为(101)取向,定向指数达0.799;在基片加热至250℃,溅射功率200W时,制备的ZnO薄膜则表现为(002)择优取向性,定向指数为0.742。对三种择优取向薄膜的晶格常数的测试结果表明,(002)取向的晶胞较小,而(101)取向的薄膜晶胞最大,这主要是因为薄膜的择优生长方向主要取决于生长过程中原子的堆积方式的不同,从而导致材料中的各种缺陷的变化。(100)取向薄膜的PL谱以Li的杂质能级峰(399nm)为主,(002)取向的薄膜以Zni缺陷的能级峰(420nm)为主,而(101)取向薄膜主要为带边发射(384nm)。薄膜的表面形貌表明,(100)取向的薄膜与其它取向薄膜相比晶粒更加细密。
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