后退火对射频磁控溅射法制备 Mg 掺杂 Ga 2 O 3 薄膜性质的影响

作者:李如永,段 苹,崔 敏,王吉有,原安娟,邓金祥(北京工业大学应用数理学院,北京 100124)

关键词:后退火;Mg 掺杂 Ga₂ O 3薄膜;光透过率;带隙宽度;光致发光谱

摘要:

本文采用双靶材交替溅射的射频磁控溅射法生长了高质量的 Mg 掺杂氧化镓薄膜,并将制备的样品在 1000℃条件下进行后退火处理,以研究退火前后 Mg 掺杂 Ga ₂ O 3 薄膜的性质变化。XRD 结果表明,退火后的(004)、(202)和(120)峰从无到有,(401)、(601)和(122)峰由强变弱,表明退火改变了 Mg 掺杂 Ga ₂ O3 薄膜的结构。AFM 结果表明,退火后的薄膜表面均方根粗糙度由 1.3637nm 增大到 17.1133nm。EDS 结果表明,退火处理后的 Mg 元素重量百分比有所提高。紫外可见透射光谱研究表明,退火前薄膜在200-1500nm 波长范围内的平均光透过率较低,大约为 80%,退火后平均光透过率明显提高到 90%以上,此外薄膜光学吸收边蓝移,带隙宽度变大,表明退火有助于改善薄膜结构,增强光透性。光致发光谱实验结果表明,相比较退火处理后的薄膜,退火前的光致发光峰几乎可以忽略不计,这说明退火可显著改变Mg 掺杂 Ga₂ O3薄膜的光致发光特性。

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