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Eu掺杂ZnO薄膜与Si(100)衬底间扩散过程分析
  • ISSN号:1002-185X
  • 期刊名称:《稀有金属材料与工程》
  • 时间:0
  • 分类:O469[理学—凝聚态物理;理学—电子物理学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]北京工业大学材料学院,北京100022
  • 相关基金:NSFC ( No.60601020 and 60576012), PHR (IHLB)
中文摘要:

利用雾化热解工艺,在Si(100)衬底上制备了Eu掺杂的ZnO薄膜,通过N2的作用,将前驱体溶液输送到衬底表面,同时为实现ZnO的晶化,衬底温度保持在350℃。通过RBS分析了薄膜和衬底之间的原子分布,结果显示了ZnO薄膜与Si衬底之间存在过渡层。对RBS数据的分析表明该过渡层的形成是由于Si向ZnO层中的扩散,表明Si向氧化物中的扩散是不能忽略的,即使在350℃的低温下。同时,作者利用Fiek扩散方程对Si向Eu^3+掺杂ZnO薄膜的扩散行为进行了分析,结果表明掺杂离子Eu^3+具有阻止Si扩散的能力,其原因可能与Eu^3+离子在晶界上的偏析有关。

英文摘要:

Eu doped ZnO thin films were deposited on a Si(100) substrate using a spraying pyrolysis method. The precursor solution was sprayed by N2 carrier gas. To form polycrystalline ZnO material, the substrates were set into a tube furnace to maintain the deposition temperature at 350℃. Using a Rutherford backscattering (RBS) system, the atom distribution of elements between the ZnO:Eu thin films and Si(100) substrates was examined. The experiments show that the transit/on layers exist between ZnO thin films and the Si (100) substrate. The RBS measurements and simulation reveal that the formation of the layer is controlled by the diffusion of Si into the ZnO thin films. This fact indicates that the diffusion of Si into oxide thin films should not be neglected, even at low temperature of 350 ℃. By applying the Fiek's Diffusion Law, the diffusion capability of Si into ZnO thin films with different Eu3+ doping was studied and calculated. It is concluded that the doping Eu3+ will strongly hinder the diffusion of Si into ZnO films due to the precipitation of Eu3+ at the grain boundary.

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期刊信息
  • 《稀有金属材料与工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会 中国材料研究学会 西北有色金属研究院
  • 主编:张平祥
  • 地址:西安市51号信箱
  • 邮编:710016
  • 邮箱:RMME@c-nin.com
  • 电话:029-86231117
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-185X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1154/TG
  • 邮发代号:52-172
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国优秀期刊一等奖,中国有色金属工业优秀期刊1等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24715