MgZnO薄膜的制備及光學(xué)特性的研究.pdf

1、本研究用 ZnO陶瓷靶、Mg金屬靶，采用直流和射頻共同濺射的方法制備MgxZn1-xO薄膜。制備出不同Mg含量、不同襯底、不同生長(zhǎng)溫度的MgxZn1-xO薄膜樣品，并對(duì)部分樣品進(jìn)行真空和O2環(huán)境中的不同溫度的退火處理。
　　通過(guò)X射線(xiàn)衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線(xiàn)能譜儀（EDX）、紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)等儀器獲得數(shù)據(jù)，對(duì) MgxZn1-xO薄膜樣品進(jìn)行表征和分析，對(duì)不同Mg含量、不同襯底、不同生長(zhǎng)溫度以及退火對(duì)薄膜

2、結(jié)構(gòu)特性、光學(xué)特性的影響進(jìn)行討論。
　　研究結(jié)果表明： MgxZn1-xO薄膜樣品具有良好的c軸擇優(yōu)取向，伴隨Mg摻雜量的增多，薄膜樣品的結(jié)晶質(zhì)量提高，吸收邊藍(lán)移，帶隙增大。藍(lán)寶石襯底與薄膜間的晶格失配較小，更有利于薄膜的生長(zhǎng)。100℃下制備的樣品結(jié)晶質(zhì)量較好，生長(zhǎng)溫度為400℃和100℃時(shí)，薄膜樣品對(duì)應(yīng)的光學(xué)帶隙分別為3.36 eV和3.25 eV。根據(jù)透射Z掃描數(shù)據(jù)分析到MgxZn1-xO薄膜具有反飽和吸收特性，并且隨著Mg含

3、量的增多，樣品的三階非線(xiàn)性極化率也隨之增大。
　　隨著退火溫度逐漸升高，MgxZn1-xO的（002）衍射峰增強(qiáng)，衍射峰向大角度方向移動(dòng)，樣品的晶粒大小趨于均勻，吸收邊藍(lán)移。但當(dāng)退火溫度繼續(xù)升高時(shí)，由于較大的熱失配引起的應(yīng)力作用致使MgxZn1-xO的（002）衍射峰變?nèi)?，薄膜中出現(xiàn)了尺寸較大的顆粒和一些細(xì)小空隙，薄膜質(zhì)量變差。引入O2退火，薄膜中的氧空位缺陷得到改善，結(jié)晶質(zhì)量有所提高。本文的制備方法下，O2氣氛中退火500℃的樣