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1、第26卷第5期山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào)V01．26No．52011燕10月JOURNALOFSHANDONGJIANZHUUNIVERSITY0ct．20ll文章編號(hào)：1673—7644(2011)05-0425一o4Er／Yb／A1摻雜ZnO薄膜的結(jié)構(gòu)與形貌研究韓利新，張寧玉，霍慶松，宋紅蓮(山東建筑大學(xué)理學(xué)院，山東濟(jì)南250101)摘要：采用射頻磁控濺射技術(shù)在室溫下si襯底上制備了ZnO薄膜和Er／Yb／A1摻雜的ZnO薄膜。通過(guò)對(duì)XRD的結(jié)構(gòu)分析表明：未摻雜ZnO薄膜沿c取向性生長(zhǎng)，摻雜ZnO薄膜偏離了正常生長(zhǎng)，變?yōu)?/p>
2、(102)取向性生長(zhǎng)的納米多晶結(jié)構(gòu)；Er／Yb／A1摻雜的ZnO薄膜的晶粒尺寸隨著Er元素含量的增多而減小。經(jīng)AFM對(duì)其形貌分析表明：Er3、Y、Al¨的摻入引起了ZnO薄膜晶格場(chǎng)變化，使薄膜表面粗糙度變大。關(guān)鍵詞：射頻磁控濺射；ZnO薄膜；摻雜；結(jié)構(gòu)；形貌中圖分類(lèi)號(hào)：0484．1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AStudyonthestructureandmorphologyofEr／Yb／AI-dopedZnOthinfilmHANLi—xin，ZHANGNing—yu，HUOQing—song，eta1．(SchoolofSci
3、ence，ShangdongJianzhuUniversity，Jinan250101，China)Abstract：ZnOthinfilmsandEr／Yb／A1-dopedZnOthinfilmsonSisubstratewerefabricatedbyusingRFmagnetronsputteringmethodatroomtemperature．TheXRDstructureanalysisshowsthatundopedZnOthinfilmgrowsalongtheCorientation，butdo
4、pedZnOthinfilmsdeviatefromthenormalgrowthorientationandbecomenano-multi—crystalstructurewhichisalong(102)orientationandthecrystal-litesizeofZnOthinfilmdopedtheEr／Yb／A1decreaseswiththeincreaseofthecontentoftheErele-ment．ThemorphologybyAFManalysisshowsthatEr“、Yb
5、¨、A1¨thatisdopedintheZnOthinfilmscauseachangeofcrystalfieldandmaketheSUl~aceroughnesslarger．Keywords：RFmagnetronsputtering；ZnOthinfilm；doping；structure；morphology(002)取向性生長(zhǎng)。ZnO的原料易得、廉價(jià)、無(wú)毒，0引言性能穩(wěn)定，是最具開(kāi)發(fā)潛力的新型功能材料之一，被廣泛應(yīng)用于表面聲波器材、氣體傳感器、太陽(yáng)能電池ZnO是一種優(yōu)良的寬帶隙Ⅱ．Ⅵ族n型半導(dǎo)體電極
6、、磁光、電光器件、壓電器件、新型發(fā)光材料、緩材料，晶格常數(shù)：a=b=0．32496nm，C=0．520沖層等領(lǐng)域。65nm，帶隙E=3．37eV?，其激子結(jié)合能高達(dá)目前制備ZnO薄膜的方法主要包括磁控濺射60MeV，比同是寬禁帶材料的ZnSe(20MeV)和GaN法J、分子束外延(MBE)法、脈沖激光沉積(PLD)(21MeV)都高，室溫下易實(shí)現(xiàn)高效受激發(fā)射。它在法、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)法和溶膠一凝室溫下的穩(wěn)定相是六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)，通常具有膠(Sol—Ge1)法等。分子束外延法制備的薄收稿日期：201l
7、—o6—1O基金項(xiàng)目：住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部研究開(kāi)發(fā)項(xiàng)目(2010一K4—15)；山東建筑大學(xué)博士基金(010180921)作者筒介：韓利新(1987一)，男，山東泰安人，在讀碩士，主要從事光電半導(dǎo)體研究．E—mail：hanlixin2012@126．corn山膜質(zhì)量最高，有利于生長(zhǎng)單晶薄膜，但設(shè)備昂貴；脈沖激光沉積法生長(zhǎng)的薄膜往往不夠均勻，很難生長(zhǎng)2結(jié)果與討論大面積的薄膜；金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法使用的原材料大多是易燃、有毒物質(zhì)，并且設(shè)備也不便宜；溶根據(jù)Er／nI／摻雜量我們對(duì)樣品進(jìn)行編號(hào)，樣膠一凝膠法制備的薄膜多為多
8、晶薄膜，穩(wěn)定性差；磁品s1為純ZnO靶，樣品S2、s3、s4是質(zhì)量比分別為控濺射法可以用來(lái)濺射各種固體材料，并且具有沉EhO3：Yb2O3：ZnO：A12O3=1：9．254：36．412：42．959，積速率高、成膜溫度低、膜厚的可控性和重復(fù)性好，Er203：Yb2O3：ZnO：A12O3=1：3．091：12．162：14．17，薄膜與基片的附著力強(qiáng)、薄
