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射频磁控溅射制备Mn掺杂ZnO薄膜的结构与光学性能

来源期刊:功能材料2011年第S3期

论文作者:张欢欢 李智 苗春雨 马春雨 张庆瑜

文章页码:536 - 540

关键词:Mn掺杂ZnO薄膜;射频磁控溅射;微结构;光学特性;

摘    要:采用反应射频磁控溅射方法制备Zn1-xMnxO薄膜(0≤x≤0.25),并在不同温度下进行退火处理。通过原子力显微镜、薄膜X射线衍射、透射电子显微镜和透射光谱对薄膜的成分、表面形貌、微结构和光学性质进行了研究。结果表明,薄膜结晶质量明显地依赖于掺杂Mn元素的浓度,所有薄膜都表现了沿(002)晶面方向择优取向生长,当Mn含量为7%时,Mn完全进入ZnO晶格,无纳米级第二相析出,当Mn含量超过13%时,会有ZnMnO3杂相析出。Mn掺杂ZnO薄膜(Zn1-xMnxO,x≈0.07)经600~800℃退火处理后,薄膜的光学带隙发生蓝移,带隙能由3.17eV升高到3.27eV,当退火温度高于700℃时,薄膜中压应力得到释放。

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射频磁控溅射制备Mn掺杂ZnO薄膜的结构与光学性能

张欢欢1,李智2,苗春雨1,马春雨1,张庆瑜1

1. 大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室2. 大连大学机械工程学院

摘 要:采用反应射频磁控溅射方法制备Zn1-xMnxO薄膜(0≤x≤0.25),并在不同温度下进行退火处理。通过原子力显微镜、薄膜X射线衍射、透射电子显微镜和透射光谱对薄膜的成分、表面形貌、微结构和光学性质进行了研究。结果表明,薄膜结晶质量明显地依赖于掺杂Mn元素的浓度,所有薄膜都表现了沿(002)晶面方向择优取向生长,当Mn含量为7%时,Mn完全进入ZnO晶格,无纳米级第二相析出,当Mn含量超过13%时,会有ZnMnO3杂相析出。Mn掺杂ZnO薄膜(Zn1-xMnxO,x≈0.07)经600~800℃退火处理后,薄膜的光学带隙发生蓝移,带隙能由3.17eV升高到3.27eV,当退火温度高于700℃时,薄膜中压应力得到释放。

关键词:Mn掺杂ZnO薄膜;射频磁控溅射;微结构;光学特性;

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