Mg掺杂浓度对Mg_xZn_(1-x)O薄膜结构和光学性能的影响

摘要

通过超声喷雾热解工艺在p型Si衬底上制备了不同Mg掺杂浓度的纳米MgxZn1-xO薄膜。通过扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和光致发光(PL)谱的测试对不同Mg掺杂浓度下薄膜的表面形貌、成分、晶体结构和光学性能进行了研究。SEM测试结果表明,低Mg掺杂浓度时,MgxZn1-xO表面平整致密,但随Mg浓度的增加,薄膜表面平整度降低。XRD测试结果表明在低浓度下MgxZn1-xO薄膜是ZnO的纤锌矿结构,而没有出现MgO的分相,ZnO的衍射峰峰强随Mg浓度的增加逐渐减弱。不同Mg掺杂浓度下的光致发光谱图均出现了近带边紫外发射峰和可见光发射峰,其中近带边紫外发射峰随掺杂浓度的增大出现了明显的蓝移。