Zn缺陷对ZnO薄膜光学特性的影响

采用射频磁控溅射方法在熔石英玻璃衬底上制备了ZnO薄膜.薄膜的X射线衍射(XRD)分析表明样品具有较好的结晶性和良好的c轴取向.光致发光(PL)性能分析发现,分别在398 nm和470 nm波长出现了较强的发光峰,与ZnO薄膜通常的发光峰位置明显不同.通过分析表明,398 nm波长的发光峰是由于导带电子跃迁到Zn空位引起,470 nm波长的发光峰是由于间隙Zn电子跃迁到Zn空位上而产生.

Zn空位缺陷ZnS的电子状态、磁性质与光学性质研究

基于密度泛函理论第一性原理,研究了Zn空位缺陷对ZnS半导体材料电子状态、磁性质和光学性质的影响.结果表明Zn空位缺陷浓度为6.25%时,ZnS半导体材料仍呈直接带隙型能带结构,带隙较本征ZnS半导体增大了6.4%,达到2.19 eV.缺陷体系s态、p态电子主要在距离费米能量较近的区域产生能带,数量较少;Znd态电子主要在距离费米能量较远的区域产生能带.Zn空位缺陷对ZnS半导体材料是一种空穴型掺杂,Zn空位会增加ZnS的空穴型载流子浓度.其价带空穴具有较大有效质量,导带电子具有较小有效质量,Zn空位缺陷ZnS不显示磁性.Zn空位缺陷ZnS半导体材料210 nm附近介电吸收峰强度降低,170 nm附近介电吸收峰消失,100 nm波长附近出现了较弱的介电吸收峰.

ZnO薄膜中与Zn原子缺陷相关的发光特性研究

ZnO薄膜中可见光的发射与缺陷有关,为了研究ZnO薄膜中与Zn原子缺陷相关的发光特性,将不同Zn缓冲层厚度的ZnO薄膜沉积在Si衬底上,且所有样品在400℃下真空中退火1 h,采用X射线衍射谱(XRD)、吸收谱和光致发光谱(PL)表征了样品的晶体结构和光学特性。结果表明,随着Zn缓冲层溅射时间的增加,ZnO薄膜中的紫光峰向长波段发生了红移,且所有的发光峰强度逐渐增加;缓冲层和真空中退火都使得样品中有过量的Zn原子缺陷出现,薄膜中所有的发光峰与Zn原子缺陷相关。