SiC-ZnO納米顆粒薄膜的微觀結(jié)構(gòu)及其光致發(fā)光性能.pdf

1、在發(fā)光器件領(lǐng)域，SiC被認(rèn)為是替代Si的理想材料，SiC量子點(diǎn)由于量子限制效應(yīng)而導(dǎo)致的獨(dú)特光電性能倍受人們的青睞。本文采用交替磁控濺射和后續(xù)在N2的保護(hù)下進(jìn)行退火處理的方法制備了SiC量子點(diǎn)分散在.ZnO基體中的半導(dǎo)體納米顆粒膜，系統(tǒng)研究了不同濺射工藝和退火溫度、時(shí)間對SiC/ZnO納米顆粒膜微觀結(jié)構(gòu)和光致發(fā)光性能的影響。 根據(jù)XRD分析，在750℃以下退火，ZnO基體的結(jié)晶性能隨著退火溫度的提高而得到改善并具有明顯的c軸取向，

2、當(dāng)退火溫度升高到800℃以上時(shí)，ZnO基體的結(jié)晶性能變壞，這可能是由于在高溫下退火SiC與ZnO界面的相互作用所致。 ZnO/SiC/ZnO多層膜樣品在600℃退火時(shí)，較薄的SiC層會團(tuán)聚形成SiC非晶納米團(tuán)簇分布在ZnO基體中，當(dāng)退火溫度升高到850℃時(shí)，部分SiC非晶納米團(tuán)簇會轉(zhuǎn)變成β-SiC納米晶，根據(jù)FTIR分析，SiC納米顆粒表面會被氧化形成一層SiOx(x<2)或SiO2，SiC量子點(diǎn)的形核與長大是以擴(kuò)散型控制為主的

3、成長過程，即Si，C原子會在降低總能量的驅(qū)動下在內(nèi)部缺陷位置處通過遷移、擴(kuò)散聚合到一起，形成三維島狀結(jié)構(gòu)。 對樣品在不同溫度下退火進(jìn)行PL分析發(fā)現(xiàn)，樣品的發(fā)光強(qiáng)度總體隨著溫度的升高而增大，樣品主要有三個(gè)發(fā)光峰：發(fā)光峰在381nm(3.3eV)處為較強(qiáng)的紫外發(fā)射，這是由于ZnO的自由激子躍遷造成：在465nm(2.7eV)處為強(qiáng)的藍(lán)光發(fā)射可能與Si-O相關(guān)的缺陷形成的發(fā)光中心有關(guān)，而位于550nm(2.3eV)附近的弱綠光發(fā)射可能