【摘 要】
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采用射频反应磁控溅射方法,在Si(001)基片上制备了具有高c轴择优取向的ZnO薄膜.利用原子力显微镜、X射线衍射、透射电子显微镜和透射光谱分析技术,对不同工作气压下合成的ZnO
【机 构】
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大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,
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采用射频反应磁控溅射方法,在Si(001)基片上制备了具有高c轴择优取向的ZnO薄膜.利用原子力显微镜、X射线衍射、透射电子显微镜和透射光谱分析技术,对不同工作气压下合成的ZnO薄膜的表面形貌、微观结构和光学性能进行表征,研究了工作气压对ZnO薄膜的结晶性能以及生长行为的影响.研究结果显示:对于Ar/O2流量比例接近1∶1的固定比值下,ZnO薄膜的生长行为主要取决于成膜空间中氧的密度,临界工作气压介于0·5—1·0Pa之间.当工作气压小于临界值时,ZnO薄膜的成核密度较高,且随工作气压的变化明显,ZnO的生长行为受控于氧的密度,属于氧支配的薄膜生长;当工作气压大于临界值以后,ZnO薄膜的成核密度基本保持不变,Zn原子的数量决定薄膜的生长速率;在0·1—5·0Pa的工作气压范围内,均可获得高度c轴取向的ZnO薄膜,但工作气压的变化改变着ZnO晶粒之间的界面特征和取向关系.随着工作气压的增加,ZnO晶粒之间的界面失配缺陷减少,但平面织构特征逐渐消失,三叉晶界的空洞逐渐扩大,薄膜的密度下降,折射率减小.
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