在c-面蓝宝石上控制生长高质量的ZnO单晶薄膜

作者：张权林; 苏龙兴; 吴天准; 王玉超; 祝渊; 陈明明; 桂许春; 汤子康

来源：发光学报, 2015, 36(10): 1171-1177.

• 缓冲层
• 应力
• 缺陷
• ZnO
• 高质量薄膜

利用Mg O和低温Zn O的缓冲层技术,在c面蓝宝石衬底上用等离子体辅助分子束外延(P-MBE)的方法生长了高质量的Zn O单晶薄膜。通过XRD测试,Zn O薄膜样品具有c轴方向的择优取向,其(002)方向摇摆曲线的半高宽(FWHM)仅为68.4 arcsec,(102)方向摇摆曲线的半高宽(FWHM)为1 150 arcsec,显示了外延薄膜极高的晶体质量。另外从扫描电子显微测试结果和原子力显微测试结果来看,Zn O薄膜具有极为平整的表面,3μm×3μm面积内的均方根粗糙度仅为0.842 nm,接近原子级的平整。拉曼光谱(Raman)和荧光光谱(PL)测试结果显示,Zn O薄膜样品内部的应力基本释放,而且具有极低的点缺陷密度。高质量Zn O单晶薄膜的实现为Zn O基的光电器件的制备提供了坚实的基础。

• 单位
  中山大学; 中国科学院深圳先进技术研究院; 光电材料与技术国家重点实验室; 西昌卫星发射中心