一种增强氧化锌薄膜蓝光发射的方法

摘要

本发明一种增强氧化锌(ZnO)薄膜蓝光发射的方法，涉及半导体技术，该方法制备ZnO/Ag复合结构薄膜，利用Ag表面等离激元与ZnO带间发射间的共振耦合，使ZnO带间辐射复合速率加快；同时借助具有一定粗糙度的Ag薄膜表面将等离激元耦合成光，以达到增强ZnO薄膜蓝光发射的目的。通过ZnO/Ag复合结构薄膜和ZnO薄膜的光致发光性能对比，发现Ag表面等离激元的参与能将ZnO带间蓝光发射的强度提高约50倍，同时有效地抑制了ZnO薄膜中缺陷导致的绿光发射。该方法不仅实现了ZnO蓝光发射增强，而且也能广泛应用于其它半导体发光材料以及其它类型的发光体。

主权项

一种增强氧化锌薄膜蓝光发射的方法，其特征在于，通过制备ZnO/Ag复合结构薄膜，利用Ag表面等离激元与ZnO带间发射间的共振耦合，使ZnO带间辐射复合速率加快；同时借助具有一定粗糙度的Ag薄膜表面将等离激元耦合成光，以达到增强ZnO薄膜带间的蓝光发射，同时有效地抑制ZnO薄膜中缺陷导致的绿光发射；所述制备ZnO/Ag复合结构薄膜，是使用三靶射频磁控溅射系统制备ZnO/Ag复合结构薄膜，其包括如下步骤：1)以Si(001)单晶片为衬底；2)用99.99％的高纯Ag靶作为金属Ag薄膜沉积的溅射靶；3)用99.99％的高纯ZnO陶瓷靶作为ZnO薄膜沉积的溅射靶；4)采用ZnO/Ag双层结构，第一层沉积Ag，第二层沉积ZnO；所述4)步中，沉积生长时的衬底-靶的间距d为50-80mm；所述4)步中，第一层沉积Ag时，衬底温度为室温；工作气体为高纯氩，工作气体压强pAg＝1.0-2.0Pa；溅射功率WAg＝20-80W，沉积Ag所用的时间tAg＝5-40min；所述4)步中，第二层沉积ZnO时，衬底温度TZnO＝400℃；工作气体为高纯氩，工作气体压强pZnO＝1.0-2.0Pa；溅射功率WZnO＝40-90W，沉积ZnO所用的时间tZnO＝30-80min。