射频磁控溅射生长AlN:Er薄膜及其光致发光

采用射频磁控溅射的方法在Si(100)衬底上生长了AlN:Er薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对薄膜晶体取向和表面形貌进行了表征,并测量了薄膜的光致发光(PL)光谱。结果表明:不同条件下的AlN:Er薄膜均以(002)晶面取向择优生长,在靶基距5 cm条件下得到了结晶度较好的AlN:Er薄膜;与同条件下生长的AlN薄膜相比, AlN:Er薄膜(002)晶面衍射峰的角度向小角度偏移了0.4°,晶格常数c值增大了0.005 nm。不同条件下生长的AlN:Er薄膜表面大范围内均匀平坦,当靶基距从5 cm增大到6 cm时薄膜生长方式由层状生长转变为颗粒密堆积状生长。AlN:Er薄膜在480, 555和610 nm处均有较强的发光峰,分别来源于Er3+的4F7/2能级向基态4I15/2能级的间接激发跃迁、铝空位(VAl)向价带顶的跃迁和导带底向与氧有关的杂质能级(Io)间的跃迁,并且随着靶基距增大,薄膜在555和610 nm处的发光峰强度减弱。

钛酸锶纳米颗粒界面层特性的光谱学研究

利用拉曼光谱和紫外—可见光漫反射吸收光谱研究了颗粒度为10—80 nm的钛酸锶纳米颗粒的界面层特性.研究发现,当样品颗粒度从80 nm减小至10 nm时,一阶极化TO2模的拉曼强度有显著增加,表明在样品边界层中存在由增强表面缺陷偶极子造成的微极化区.相反,一阶非极化TO3模的拉曼强度随颗粒度的减小而降低.同时,发现TO2和TO3模的频率随着颗粒度的减小而发生软化,表明Ti—O键的键长随颗粒度减小而增加,与XRD观察到的晶格扩张相符合.紫外—可见光漫反射吸收光谱的检测结果表明,钛酸锶纳米颗粒的晶格扩张导致能隙宽度变大,与Harrison能带结构理论一致.位于-359 nm处的附加能级吸收峰强度随颗粒度减小而增加,表明界面层微极化区扩张造成表面缺陷态的增加.