研究目的
研究ZnO和ZnO:Yb薄膜在不同温度退火下的结构与光致发光演变。
研究成果
退火处理可提升ZnO薄膜的结晶度，而Yb掺杂会影响薄膜结构及光致发光特性。高温退火会导致稀土元素与硅的扩散，在薄膜/衬底界面形成新相。Yb掺杂会使光致发光强度降低并改变可见光谱范围的响应特性。980nm处的光致发光强度随温度升高而增强，表明Yb3?离子在ZnO基质中排列更为有序。
研究不足
该研究仅限于退火温度最高达1173 K对ZnO和ZnO:Yb薄膜结构及光致发光性能的影响。ZnO基质与Yb3?离子间潜在的能量传递机制尚未完全阐明，需进一步研究。
1：实验设计与方法选择：
在373K氩气环境下，通过射频磁控溅射在(100)取向p型硅片上制备了ZnO及掺杂Yb的ZnO薄膜。
2：样品选择与数据来源：
使用两种ZnO靶材——含Yb2O3颗粒的靶材用于制备ZnO:Yb层，纯ZnO靶材用于制备未掺杂ZnO薄膜。
3：实验设备与材料清单：
射频磁控溅射系统、He2+离子束（用于卢瑟福背散射）、D8布鲁克DiscoverX射线衍射仪、赛默飞Nicolet NEXUS 470傅里叶变换红外光谱仪、双束FEI Helios纳米实验室660（聚焦离子束）、日本电子2010F透射电镜、日本电子ARM200F扫描透射电镜（高角环形暗场成像）、He/Cd IK3452R-F激光器（光致发光测量）。
4：实验流程与操作步骤：
薄膜在873至1173K氮气环境下进行梯度退火，采用XRD、RBS、TEM、EDXS、FTIR、拉曼光谱及PL光谱进行结构与光学表征。
5：数据分析方法：
RBS数据通过RUMP模拟软件拟合，PL光谱分析激子发射与缺陷相关发射。
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获取完整内容-
RF magnetron sputtering system
Used for the preparation of ZnO and ZnO:Yb films.
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D8 Bruker Discover X-ray diffractometer
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Thermo Nicolet NEXUS 470 FTIR System
Thermo Nicolet
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Dual beam FEI Helios nanolab660
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JEOL 2010F microscope
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Used for detection in PL measurements.
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