王 宁，孙 为，苏 津，郭丰志，宋伟利，吴海城，周广刚，卢贵武

(中国石油大学(北京)理学院，北京 102249)

0 引 言

氧化锌(ZnO)作为Ⅱ-Ⅵ化合物，具有较高的激子结合能(60 meV)，是一种宽带隙(3.37 eV)透明半导体材料[1-3]。氧化锌一般有三种结构状态：纤锌矿、闪锌矿和岩盐矿晶体结构，其压电和光电性能优异，具有很好的化学稳定性和热稳定性，在电子、陶瓷工业和生物降解领域都有广泛的应用。此外本征ZnO电导率和介电常数较低，光电耦合大，化学性能稳定，在制造表面声波、气敏压敏原件方面都有很大的优势[4]。目前普遍认为掺杂Mg原子是与ZnO构建有效异质结的理想三元合金体系，这使ZnMgO成为紫外波段光电器件研究的热点方向。

近年来通过实验制备不同浓度Mg掺杂的ZnO薄膜的研究工作已有大量报道。例如赵鹏程等[5]使用分子束外延法(P-MBE)，利用纯度很高的金属锌(99.999 9%)和Mg(99.999%)作为反应材料，通过热蒸发法把固体源激发为原子束，改变Mg源温度可以调控Mg掺杂的浓度；黄凯等[6]运用溶胶-凝胶法在石英玻璃和Si上制备了Mg掺杂的ZnO薄膜，得出Mg掺杂ZnO薄膜仍为六角纤锌矿型结构且具有较好的c轴择优取向；黄海辉等[7]利用脉冲激光沉积技术(PLD)在Si(111)衬底上生长Zn1-xMgxO薄膜及ZnMgO/ZnO多层结构，研究结果表明，Zn1-xMgxO薄膜的晶体结构类型与ZnO中的Mg掺入量有关：当x<0.37时为六角纤锌矿结构，随着Mg含量增加时出现立方相和六角相共存的过渡态，当x>0.62时Zn1-xMgxO是立方结构；刘晓燕等[8]采用低温热分解法制备了Zn1-xMgxO(x=0、0.03)纳米材料，用光致发光(PL)、X射线衍射(XRD)等研究了Mg掺杂对样品的结构和光学性质的影响，发现Zn0.97Mg0.03O是六方纤锌矿结构，当进一步提高 Mg掺入浓度时其结晶质量下降。……