纳米GaAs-SiO_2镶嵌复合薄膜的发光特性

摘要

采用射频磁控共溅射法制备了纳米GaAs -SiO2 镶嵌复合薄膜。通过X射线衍射、透射电镜观察和X射线光电子能谱等手段研究了薄膜的结构及其与沉积过程中基片温度间的关系。测量了薄膜的光致发光特性。结果表明 ,薄膜由晶态的GaAs及非晶SiO2 两相组成 ,GaAs在沉积过程中未明显氧化 ,且以纳米颗粒形式均匀地弥散 ;GaAs的平均粒径依赖于沉积时的基片温度。通过控制基片温度 ,成功地获得了GaAs的平均粒径分别为 3～ 10nm的GaAs -SiO2 镶嵌复合薄膜。测得发光谱线由多峰叠加组成 ,其峰位随平均粒径变小而蓝移 ;当平均粒径为 10nm时 ,发光谱线位于可见光波段 ,峰位分别为 5 12、5 3 0、5 5 0、5 78nm。采用量子限域理论讨论了光发射波长与颗粒直径间的关系。