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高质量氧化锡薄膜的制备及其发光性质的研究
  • 项目名称:高质量氧化锡薄膜的制备及其发光性质的研究
  • 项目类别:重大研究计划
  • 批准号:90401004
  • 申请代码:E020702
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2005-01-01-2007-12-31
  • 项目负责人:马瑾
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:山东大学
  • 批准年度:2004
中文摘要:

采用MOCVD等方法制备氧化锡薄膜,研究制备条件、退火过程和衬底材料对薄膜结构的影响;研究薄膜生长的晶格适配问题,寻找合适的衬底材料,探索用MOCVD方法制备高质量氧化锡薄膜的最佳工艺条件;研究薄膜的发光性质及其与薄膜结构的关系;通过进行掺杂引入新的复合中心,研究掺杂薄膜的发光特性和及能带结构;研究氧化锡薄膜的发光机制,对氧化锡薄膜光发射给予理论上的解释。蓝光发光二极管和蓝光及紫外光激光器在全色显示、白光照明以及光信息存储等领域有着极其广阔的应用前景。与氮化镓和氧化锌相比较,氧化锡材料不仅具有更宽的带隙(3.6eV)和更高的激子束缚能(130meV),而且具有制备温度低和物理化学稳定性好等优点,是一种很有前途的紫外和蓝光材料。研究高质量氧化锡薄膜的制备和发光性质,弄清其发光机理,将为该材料在紫外光和蓝光器件上的应用奠定基础。因此,该项研究既具有重要的科学意义又具有良好的应用前景。

结论摘要:

采用MOCVD、APCVD和磁控溅射方法制备氧化锡薄膜,研究制备条件和衬底材料对薄膜结构和光电性质的影响;研究薄膜生长的晶格适配问题和最佳工艺条件;研究了纯氧化锡薄膜和铟(Ⅲ族元素)掺杂及锑(Ⅴ族元素)掺杂氧化锡薄膜的电学、光学性质和发光机制。在蓝宝石衬底上成功外延生长出高质量的氧化锡单晶薄膜,外延关系为SnO2 (100)∥Al2O3 (0001)。室温光致发光测量首次在331nm(3.746eV)附近得到了由氧化锡带间跃迁产生的强而单一的紫外发光峰,研究纯氧化锡薄膜和掺杂氧化锡薄膜的光致发光精细结构,确定了施主和受主能级的位置。研究了退火处理对薄膜性能的影响,获得了具有高稳定性的n型氧化锡外延单晶薄膜。在氧化锆衬底上也外延生长出氧化锡单晶薄膜。用APCVD法和磁控贱射法在不同衬底上制备出氧化锡和掺杂氧化锡薄膜,室温光致发光测量显示,在334nm附近观测到紫外发光峰,对SnO2:Sb的光致发光机制进行了研究。研究高质量氧化锡薄膜的制备和发光性质,弄清其发光机理,将会提升氧化锡材料在紫外和透明光电子器件方面潜在的应用价值。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
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