生长ZnO薄膜的氧分压对ZnO/PS体系光学性能的影响

摘要

采用电化学阳极氧化法,在p型（100）晶向的单晶Si片上制备多孔Si（PS）样品;以PS为衬底,采用射频反应磁控溅射技术在不同O2分压下沉积ZnO薄膜。X射线衍射（XRD）结果显示,所有ZnO/PS复合体系在衍射角为34.24°附近均出现较强的衍射峰,对应于ZnO的（002）晶面,说明样品具有良好的c轴择优取向;但由于衬底PS粗糙的表面结构,衍射峰的半高全宽（FWHM）都较大。扫描电子显微镜（SEM）形貌显示,ZnO颗粒完全覆盖了PS的孔洞。从室温下测得样品的光致发光（PL）谱观察到,ZnO/PS复合体系在可见光区（400~700 nm）形成一条宽的PL带,其包括ZnO的蓝、绿光峰及PS的红橙光峰,且发光强度随O2分压的减小先增强后减弱,ZnO的蓝、绿光与PS的红橙光叠加,呈现出较强的白光发射。经分析得出,在O2∶Ar为6∶10 sccm气氛中制备ZnO/PS复合体系的发光效率最高。