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论文类型：期刊论文

发表时间：2011-03-15

发表刊物：物理学报

收录刊物：PKU、ISTIC、CSCD

卷号：60

期号：3

页面范围：523-529

ISSN号：1000-3290

关键字：ZnO Mg掺杂 脉冲激光沉积 薄膜生长 光学特性

摘要：利用脉冲激光沉积技术,通过改变沉积过程中的氧气压力,在蓝宝石(0001)基片上制备了一系列ZnMgO合金.通过X射线衍射、反射和透射光谱以及室温和变温荧光光谱,对薄膜的结构和光学性能进行了系统地表征,分析了工作气压对ZnMgO合金薄膜的结晶质量及光学特性的影响.研究结果表明:随着沉积环境中氧气压力的增大,ZnMgO薄膜的结晶质量下降,富氧环境下,与蓝宝石晶格平行的ZnO晶粒的出现是导致薄膜结晶质量下降的主要原因;相对于本征ZnO,不同氧气环境下沉积的ZnMgO薄膜的紫外荧光峰均出现了不同程度的蓝移.随着工作气压的增大,ZnMgO薄膜的紫外荧光峰峰位从3.374 eV逐渐红移到3.332 eV,氧气压力增加导致的ZnMgO薄膜中Mg含量的减少是紫外荧光峰红移主要原因;与ZnO薄膜相比,ZnMgO薄膜的紫外PL光谱存在着明显的宽化现象,而且主要由两个荧光峰构成,分别对应为束缚激子复合过程和局域激子复合过程;ZnMgO薄膜中束缚激子的激活能较大,并随薄膜沉积环境中氧气压力的增加有逐渐增大的趋势.