学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

脉冲激光沉积法制备硅基掺Mn硅酸锌薄膜

作　者: 晏锦辉
导　师: 季振国
学　校: 浙江大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 硅酸锌薄膜发光脉冲激光沉积硅基光电
分类号: TB383.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 93次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

掺Mn硅酸锌发光材料由于发光效率高、稳定性好、饱和色高以及制备工艺可与硅集成电路工艺兼容等优点,具有在硅基光电器件中的潜在应用前景。至今人们已经采用多种薄膜生长技术来制备掺Mn硅酸锌薄膜材料。相比其他薄膜生长技术,脉冲激光沉积(PLD)法具有能保持薄膜组分与靶材一致等优点,在多元氧化物薄膜制备方面有着独特的优势。因此,开展脉冲激光沉积法制备硅基掺Mn硅酸锌薄膜的研究具有非常重要的意义。本文在总结掺Mn硅酸锌材料制备研究现状的基础上,利用脉冲激光沉积技术在硅衬底上制备了掺Mn硅酸锌薄膜,并利用X射线衍射仪(XRD)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、场发射扫描电镜(FESEM)、荧光光谱仪(PL)对掺Mn硅酸锌薄膜的结构性能和光学性能进行了测试和分析,研究了热处理温度、激光频率、激光能量密度、衬底温度、氧气压强等工艺参数对薄膜性能的影响及其影响机理。实验结果表明:当热处理温度为1000℃时,薄膜结晶性能最好,而900℃下薄膜在525nm处光致发光峰达到最强。激光频率为5Hz时,可以获得具有最佳结晶性能与发光性能的掺Mn硅酸锌薄膜,薄膜沉积具有一定的激光能量密度阈值(3.36J/cm~2),过低的激光能量密度会降低薄膜的发光强度。衬底温度会影响薄膜的沉积速率,300℃时的衬底温度下可以获得薄膜最大沉积速率为16.1nm/min,且薄膜性能达到最好。当氧气压强为10Pa时,可以获得具有最佳结晶性能和发光性能的薄膜,且薄膜荧光衰减时间为5.9ms。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章文献综述  8-24
  1.1 研究目的及研究内容确定  8-11
  1.2 脉冲激光沉积技术优势  11-12
  1.3 硅酸锌的结构、性质及研究历史  12-14
  1.4 掺Mn硅酸锌发光材料的研究进展  14-18
  1.5 发光薄膜常用制备技术  18-23
    1.5.1 溶胶-凝胶法  18-20
    1.5.2 喷雾热解法  20-21
    1.5.3 溅射法  21
    1.5.4 真空蒸发沉积  21-22
    1.5.5 脉冲激光烧蚀法  22-23
  1.6 本文研究内容  23-24
第二章脉冲激光沉积原理与工艺  24-35
  2.1 脉冲激光沉积概述  24-32
    2.1.1 脉冲激光沉积技术发展历史  24-25
    2.1.2 脉冲激光沉积技术基本原理  25-28
    2.1.3 目前脉冲激光沉积薄膜技术的最新发展方向  28-29
    2.1.4 PLD设备  29-32
  2.2 掺Mn硅酸锌薄膜的生长工艺  32-33
  2.3 样品的表征  33-35
第三章热处理温度对掺Mn硅酸锌薄膜的影响  35-42
  3.1 热处理温度对掺Mn硅酸锌薄膜结晶性能的影响  35-37
  3.2 热处理温度对掺Mn硅酸锌薄膜键合形态的影响  37-38
  3.3 掺Mn硅酸锌薄膜发光机理及热处理温度对其影响  38-41
  3.4 本章小结  41-42
第四章激光参数对掺Mn硅酸锌薄膜的影响  42-47
  4.1 激光频率对掺Mn硅酸锌薄膜性质的影响  42-44
  4.2 激光能量密度对掺Mn硅酸锌薄膜性质的影响  44-46
  4.3 本章小结  46-47
第五章衬底温度对掺Mn硅酸锌薄膜的影响  47-53
  5.1 衬底温度对掺Mn硅酸锌薄膜结晶性能的影响  48
  5.2 衬底温度对掺Mn硅酸锌薄膜发光性能的影响及其影响机理  48-52
  5.3 本章小结  52-53
第六章氧气压强对掺Mn硅酸锌薄膜的影响  53-59
  6.1 氧气压强对掺Mn硅酸锌薄膜结晶性能的影响  54-55
  6.2 氧气压强对掺Mn硅酸锌薄膜发光性能的影响及影响其机理  55-57
  6.3 薄膜衰减时间  57-58
  6.4 本章小结  58-59
第七章结论  59-60
参考文献  60-69
附录Ⅰ.硕士生学习期间完成的论文  69-70
致谢  70

脉冲激光沉积法制备硅基掺Mn硅酸锌薄膜

内容摘要

全文目录

相似论文