1、隨著信息技術的迅猛發(fā)展,光電子信息材料是本世紀最受關注的材料之一。ZnO是一種多功能的半導體材料,激子束縛能高達60meV,是一種新型的直接帶隙寬帶半導體。ZnO具有優(yōu)異的光學、電學及壓電特性,在光探測器、發(fā)光二極管、電致熒光器件、表面聲波器、透明導電薄膜等諸多領域有著廣泛的應用。
　　ZnO薄膜的制備方法和表征技術主要有:磁控濺射法、脈沖激光沉積、金屬有機化學氣相沉積、溶膠-凝膠法和X射線衍射儀、原子力顯微鏡、紫外分光光度計、熒

2、光/磷光分光光度計等。磁控濺射法由于具有設備簡單、成本低、易操作、沉積率高、對基底溫度的要求相對較低且薄膜的附著性好,其成分在一定程度上可控等優(yōu)點而被廣大研究者廣泛采用。
　　本論文通過射頻磁控濺射方法和射頻反應磁控濺射方法進一步研究了Fe的不同摻雜量、SiO2的沉積時間對ZnO薄膜的結構及光學特性的影響,從而為ZnO薄膜的應用提供一些實驗數(shù)據(jù)和理論基礎。主要研究結果如下:
　　1、在研究玻璃襯底,Fe的不同摻雜量對ZnO薄

3、膜結構的影響中發(fā)現(xiàn),隨著摻雜量的增加,(002)衍射峰的半高寬逐漸增大,晶粒尺寸逐漸減小,c軸方向的晶格常數(shù)逐漸增大。這種現(xiàn)象我們認為是Fe的摻入使得晶格發(fā)生紊亂所導致,證明Fe進入了ZnO的晶體結構。
　　2、在研究硅襯底,Fe-ZnO薄膜光致發(fā)光(PL)性質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn),發(fā)光峰主要有藍光發(fā)射和綠光發(fā)射,藍光發(fā)射主要是由于電子從導帶向鋅空位形成的淺受主能級上的躍遷;綠光發(fā)射是由于電子從氧空位到鋅空位的能級躍遷及導帶底到氧錯位缺陷能

4、級的躍遷。
　　3、由透射譜和吸收譜分析,Fe-ZnO薄膜在可見光區(qū)的平均透過率為66％,摻雜量為2%Fe的薄膜的禁帶寬度最接近于ZnO的禁帶寬度。
　　4、在研究玻璃襯底,SiO2的沉積時間對ZnO薄膜結構中發(fā)現(xiàn),隨著SiO2沉積時間的增加,沉積時間為40分鐘的樣品 i擁有最小的半高寬,晶粒尺寸最大,薄膜的應力最小。這說明 SiO2緩沖層的加入以及適合的沉積時間能夠改善 ZnO的結晶質(zhì)量。由原子力顯微鏡測試可知:所有樣品的

5、表面粗糙度都小于5nm,說明制備的 ZnO/SiO2的薄膜非常平滑。
　　5、在研究退火溫度對ZnO/SiO2薄膜結構的影響時,退火溫度為500℃時,樣品i出現(xiàn)了在2θ=31.76°,34.26°,36.27°的較強的(100),(002),(101)的衍射峰,這說明ZnO薄膜出現(xiàn)了多晶結構。與未退火的樣品 i比較,退火后的樣品 i衍射峰的強度大大降低?？傮w說退火后的ZnO薄膜質(zhì)量變差。
　　6、通過對ZnO薄膜光吸收和透射