杨帆，周昕，何明灿，周响亮，彭峰，李雪勇

（湖南工业大学理学院，湖南株洲412007）

Al掺杂对ZnO薄膜结构和光学性能的影响

杨帆，周昕，何明灿，周响亮，彭峰，李雪勇

（湖南工业大学理学院，湖南株洲412007）

研究了Al掺杂对采用直流磁控溅射方法制备的ZnO薄膜结构及光学性能的影响。X射线衍射结果揭示薄膜具有良好的C轴择优取向生长特性，同时，衬底温度对它们的透射谱和荧光谱有着明显影响，所有薄膜都有大于86%的可见光透过率和陡峭的本征吸收边，但ZAO薄膜的光学透过率略低。Al掺杂导致了更宽的光学带隙，光致发光光谱显示ZnO具有较强的近带本征吸收峰和深能级发射峰，但Al掺杂使得深能级发射峰降低。随着衬底温度的升高，近带边吸收峰蓝移，与光学带隙Eg变化趋势一致。

Al掺杂ZnO；磁控溅射；晶体结构；光学性质

0 引言

氧化锌ZnO是一种六角纤锌矿结构的直接带隙宽禁带（3.37 eV）半导体，具有优异的光学和电学性能，因而引起了半导体领域中科研工作者们的兴趣与广泛研究[1-2]。ZnO具有较高的激子束缚能（60 meV），大于激子室温热离化能（26 meV）[3]，其高化学稳定性和高热稳定性使得它在不同领域具有各种各样的应用，如被应用于紫外发射器件、声表面波器件、气体传感器和透明导电电极[1]等。此外，氧化锌可以与各种各样的离子掺杂，以满足不同领域的需求。掺Al的ZnO（ZAO）薄膜具有较低的电阻率和良好的光学特性，表现出紫外截止特性，在红外光区范围内有较高的反射率，在可见光区具有较高的透射率，且其光学带隙可由Al的掺杂浓度来改变[4]。……