真空 ›› 2024, Vol. 61 ›› Issue (1): 41-46.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2024.01.06
李树锋1, 王丽2, 高东文2
LI Shu-feng1, WANG Li2, GAO Dong-wen2
摘要: 采用脉冲激光沉积技术在基片温度为800 ℃条件下制备了不同Co含量的ZnSe:Cox(x=0.1, 0.3, 0.5)微晶薄膜。通过X射线衍射、原子力显微镜、X射线光电子能谱、红外透射光谱及光致发光光谱分析了薄膜的微结构及光学特性。结果表明:所制备的纳米晶薄膜结晶质量优秀,具有(111)择优取向,薄膜结晶质量、光谱透射率和光学带隙均随Co含量的增加而减小;薄膜在波长约700 ~850 nm处存在一吸收带,这源于Co2+在周围Se2-构成的四面体晶场中4A2(4F)→4T1(4P)能级之间的跃迁;当Co掺入量x=0.5时,薄膜达到过掺杂状态,α-Co杂质相出现,薄膜红外光致发光谱大幅降低。
中图分类号: O472
[1] | KARADZA B, AVERMAET H V, MINGABUDINOVA L, et al.Efficient, high-CRI white LEDs by combining traditional phosphors with cadmium-free InP/ZnSe red quantum dots[J]. Photonics Research, 2022, 10(1): 155-165. |
[2] | YIN H, BAO K, WANG Y, et al.Photocatalytic properties of zinc selenide and cobalt selenide nanocomposite[J]. Journal of the Chemical Society of Pakistan, 2022, 44(2): 89-97. |
[3] | SUNAINA, GANGULI A K, MEHTA S K. High performance ZnSe sensitized ZnO heterostructures for photo-detection applications[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2022, 894: 162263. |
[4] | ELSAEEDY H I, HASSAN A A, YAKOUT H A, et al.The significant role of ZnSe layer thickness in optimizing the performance of ZnSe/CdTe solar cell for optoelectronic applications[J]. Optics & Laser Technology, 2021, 141:107139. |
[5] | CHENG Y Z, ZHANG X B, SONG H X.C5+ ion irradiated ZnSe optical waveguide operating from near-infrared to mid-infrared wavelength band[J]. Optik, 2022, 255: 168715. |
[6] | BILLAHA M A, BHOWMICK B, CHOUDHARY S K, Investigating inter-subband photocurrent in CdS/ZnSe quantum well photodetector for infrared applications[J]. Microsystem Technologies, 2021, 27(9): 3357-3363. |
[7] | 莫延宏, 张钢强, 孙朋涛. ZnSe:Mn纳米片的合成及光催化性能研究[J]. 中国锰业, 2022, 40(2):15-20. |
[8] | ZOU M, WANG J, KHAN M S, et al.Spin-related optical behaviors of dilute magnetic semiconductor ZnSe:Ni(II) nanobelts[J]. Nanotechnology, 2020, 31(32): 325002. |
[9] | PAWAR S T, CHAVAN G T, PRAKSHALE V M, et al.Probing into the optical and electrical properties of hybrid Zn1-xCoxSe thin films[J]. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 2018, 29:3704-3714. |
[10] | 张健, 齐振华, 李建浩, 等.磁控溅射法制备ITO膜层及其光电性能研究[J]. 真空, 2022, 59(6): 45-50. |
[11] | XU W L, NIU M S, YANG X Y, et al.Chemical vapor deposition growth of phase-selective inorganic lead halide perovskite films for sensitive photodetectors[J]. Chinese Chemical Letters,2021, 32(1): 489-492. |
[12] | 刘祺, 徐均琪, 苏俊宏, 等.热蒸发技术制备梯度折射率薄膜的研究[J]. 真空, 2022, 59(6): 22-28. |
[13] | LI S F, WANG L, GAO D W, et al.Effects of substrate temperature on microstructure, morphology and optical properties of ZnSe:Co films obtained by pulsed laser deposition[J]. Thin Solid Films, 2018, 660: 405-410. |
[14] | XIA K L, JIA G, GAN H T, et al.Ultrabroadband mid-infrared emission from Cr2+:ZnSe doped chalcogenide glasses prepared via hot uniaxial pressing and melt-quenching[J]. Chinese Physics B, 2021, 30(9): 094208. |
[15] | HASABELDAIM E, NTWAEABORWA O M, KROON R E, et al.Effect of substrate temperature and post annealing temperature on ZnO:Zn PLD thin film properties[J]. Optical Materials, 2017, 74: 139-149. |
[16] | LAURETI S, AGOSTINELLI E, SCAVIA G, et al.Effect of oxygen partial pressure on PLD cobalt oxide films[J]. Applied Surface Science, 2008, 254(16): 5111-5115. |
[17] | SU X Q, WANG L, CHEN J B, et al.Role of cobalt in ZnO:Co thin films[J]. Journal of Physics D: Applied Physics, 2011, 44: 265002. |
[18] | 文昌秀, 石华伟, 陈美伶, 等. 过渡金属Co2+离子掺杂ZnS硫化物纳米晶制备与中红外发光特性研究[J]. 光子学报, 2020, 49(2): 199-204. |
[19] | 党新志, 张仁刚, 张鹏, 等. 不同硫压退火对溅射沉积ZnS薄膜性能的影响[J]. 物理学报, 2023, 72(3): 107-113. |
[20] | BAHADUR N, SRIVASTAVA A K, KUMAR S, et al.Influence of cobalt doping on the crystalline structure, optical and mechanical properties of ZnO thin films[J]. Thin Solid Films, 2010, 518(18): 5257-5264. |
[21] | PRAYAS C P, SURAJIT G, SRIVASTAVA P C, Antiferromagnetic coupling in Co-doped ZnS[J]. Journal of Materials Science, 2015, 50(24): 7919-7929. |
[22] | 杨扬, 李刚, 金克武, 等. 室温射频磁控溅射制备纳米晶ZnSx薄膜及其性能研究[J]. 光子学报, 2021, 50(7): 230-237. |
[1] | 乌李瑛, 刘丹, 付学成, 程秀兰. 掺杂氧化铪基薄膜铁电性能的研究进展*[J]. 真空, 2024, 61(1): 10-11. |
[2] | 赵祯赟, 陈定君, 郭圆萌, 杨皓, 东帅, 孙铁生, 黄美东. 不同温度下氮化铬薄膜的疏水性能研究*[J]. 真空, 2024, 61(1): 27-33. |
[3] | 李国浩, 万亿, 张昕洁, 杜广煜. 类金刚石薄膜抗腐蚀疲劳性能的研究进展*[J]. 真空, 2023, 60(6): 22-31. |
[4] | 吴小虎, 呼书杰, 孙恩泽, 张鑫, 赵琦. 面向大空间建筑的氟化非晶碳薄膜性能调控方法研究*[J]. 真空, 2023, 60(6): 42-46. |
[5] | 黄传鑫, 辛纪英, 田中俊, 王猛, 吕凯凯, 梁兰菊, 刘云云. 氧气等离子体处理提升InZnO材料及TFT电学性能和稳定性研究*[J]. 真空, 2023, 60(4): 24-28. |
[6] | 朱建华, 潘婧, 岳建明, 郝丽萍, 支鹏伟, 贾哲. 不同生长温度下Zn1-xSbxO薄膜的结构与发光性能研究*[J]. 真空, 2023, 60(3): 18-23. |
[7] | 向玉春, 朱建雷, 袁亚. 氧气压强对脉冲激光沉积法制备的CuO薄膜性能的影响*[J]. 真空, 2023, 60(3): 42-45. |
[8] | 张汉焱, 郑丹旭, 沈奕, 陈玉云. 中频磁控反应溅射氧化硅(SiOx)薄膜绝缘性的研究*[J]. 真空, 2023, 60(2): 34-38. |
[9] | 杨曌, 付振晓, 沓世我, 王鑫豪, 姚日晖, 宁洪龙. 钽氮化合物电阻薄膜的研究进展*[J]. 真空, 2022, 59(6): 34-39. |
[10] | 张健, 齐振华, 李建浩, 牛夏斌, 徐全国, 宗世强. 磁控溅射法制备ITO膜层及其光电性能研究[J]. 真空, 2022, 59(6): 45-50. |
[11] | 赵琦, 满玉岩, 李苏雅, 李松原, 李琳. 面向干式电抗器的氟碳纳米结构薄膜性能调控方法研究*[J]. 真空, 2022, 59(6): 51-55. |
[12] | 辛先峰, 刘林根, 林国强, 董闯, 丁万昱, 张爽, 王棋震, 李军, 万鹏. Zr55Cu30Al10Ni5非晶薄膜的制备与性能研究*[J]. 真空, 2022, 59(5): 1-6. |
[13] | 王冬远, 周甜, 陈强, 刘忠伟. 钯金属薄膜制备方法的研究现状与进展*[J]. 真空, 2022, 59(5): 7-13. |
[14] | 吴帅, 刘爽, 覃礼钊, 张旭, 张同华, 廖斌, 王可平. FCVAD技术制备CrCN薄膜的热稳定性研究[J]. 真空, 2022, 59(5): 14-19. |
[15] | 付学成, 乌李瑛, 栾振兴, 毛海平, 王英. 用于电子束蒸镀金属银膜的钨坩埚改造[J]. 真空, 2022, 59(3): 41-45. |
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