Mn掺杂对ZnO薄膜结构和光学性质的影响

摘要

利用脉冲激光淀积的方法在Si衬底上生长出了c轴高度取向的ZnO和Zn0.9Mno.1O薄膜.光致发光结果显示了Mn的掺杂引起了薄膜的带边发射蓝移,强度减弱,紫光发射几乎消失,但绿光发射增强.利用X射线衍射,X射线吸收精细结构和X射线光电子能谱等实验技术对Mn掺杂的ZnO薄膜的结构及其对光学性质影响进行了研究.结果表明:Mn掺入到ZnO薄膜中形成了Zn0.9Mn0.1O合金薄膜,Mn以+2价的价态存在,这就导致了掺Mn以后的薄膜带隙变大,在发光谱中表现为带边发射的蓝移.同时由于掺入的Mn与薄膜中的填隙Zn反应,导致薄膜的结晶性变差,薄膜中的填隙Zn减少,O空位增多,引起带边发射和紫光发射减弱,绿光发射增强.