氮掺杂氧化锌薄膜的光电特性

采用气体反应电子束蒸发法，氨气氛下在玻璃上沉积了氮掺杂氧化锌（ZnO）薄膜。AFM观察发现氨气氛下生长的氮掺杂氧化锌薄膜表面比未掺杂样品的粗糙度略高，且随氨气压的增加粗糙度也随之增加，这可能与氨气氛对ZnO生长表面的轻微腐蚀作用有关，但表面依然比较平整。XRD分析显示，（0002）衍射峰位没有发生移动，但是氮掺杂后衍射峰的线宽比未掺杂样品稍有增加，衍射峰的半峰全宽由非掺杂ZnO的0．261°增加到0．427°。氧化锌掺氮后电阻率提高了4-7个数量级，达到了降低ZnO中电子浓度的目的。

磁控溅射法制备氮掺杂的氧化锌薄膜

目的比较氮掺杂的氧化锌薄膜与纯氧化锌薄膜的发光特性。方法用射频磁控溅射法,在玻璃衬底上通过控制氩气,氧气,氮气的流量,制备了纯氧化锌薄膜和氮掺杂的氧化锌薄膜样品。结果通过比较纯氧化锌薄膜样品和氮掺杂的氧化锌薄膜样品的发光谱,在466 nm(2.6 eV)附近发现了一个发光峰;氮掺杂的氧化锌薄膜样品的带隙比纯氧化锌薄膜样品的带隙宽。结论氮掺杂的氧化锌薄膜在466 nm左右的发光峰与氮有关;带隙变宽的原因:一个是样品中的晶粒小引起的量子限制效应,另一个是压应力引起的氧化锌晶格中的氧原子的2p轨道和锌原子的4s轨道之间斥力增大。

掺氮氧化锌薄膜的P型转变研究

采用射频磁控溅射法在室温下制备了氮掺杂ZnO薄膜.用蓝宝石为衬底,氩气和不同流量的氮气为溅射气体.使用拉曼光谱仪对样品进行分析,在275cm-1位置为氮掺杂所引起的峰.样品经高温真空退火后,随着氮气流量的上升,薄膜中的载流子浓度有下降趋势,在氮气流量为6sccm时,薄膜具有较高的空穴载流子浓度,实现了氮的受主掺杂,氧化锌薄膜的导电类型实现了P型转变.

掺氮ZnO薄膜的制备及其光电性能

在保持氩气流量一定,通过改变O2与N2的流量比,以高纯锌为靶材,通过射频磁控溅射技术在石英玻璃衬底上生长氮掺杂ZnO薄膜。采用XRD、荧光光谱、扫描电镜及皮安表对薄膜的晶体结构、光学性能、表面和截面形貌及电学性能进行了表征。结果表明:氮掺杂ZnO薄膜仍具有高度的c轴择优取向;氮以受主杂质形式存在可有效降低薄膜的电阻率;薄膜中氮含量的相对变化是影响ZnO薄膜晶体质量和光电性质的重要因素。