Mn掺杂对ZnO薄膜结构和光学性质的影响

摘要： 利用脉冲激光淀积的方法在Si衬底上生长出了$c$轴高度取向的ZnO和Zn0.9Mn0.1O薄膜. 光致发光结果显示了Mn的掺杂引起了薄膜的带边发射蓝移, 强度减弱, 紫光发射几乎消失, 但绿光发射增强. 利用X射线衍射, X射线吸收精细结构和X射线光电子能谱等实验技术对Mn掺杂的ZnO薄膜的结构及其对光学性质影响进行了研究. 结果表明: Mn掺入到ZnO薄膜中形成了Zn0.9Mn0.1O合金薄膜, Mn以+2价的价态存在, 这就导致了掺Mn以后的薄膜带隙变大, 在发光谱中表现为带边发射的蓝移. 同时由于掺入的Mn与薄膜中的填隙Zn反应, 导致薄膜的结晶性变差,薄膜中的填隙Zn减少, O空位增多, 引起带边发射和紫光发射减弱, 绿光发射增强.