Er^ 注入Yb掺杂的ZnO波导膜的光学及结构特性研究.pdfVIP

第 27卷 第 3期 山东 建 筑 大 学 学 报 l2年 6月 JOURNALOF SHANDONG JIANZHU UNIVERSITY Vo1．27 No．3 June 2012 文章编号：1673—7644(2012)03～0262—05 Er+注入 Yb掺杂的ZnO波导膜的光学及 结构特性研究 齐俊鹤 ，王凤翔 ，卢菲 ，陈志华 ，宋红莲 (1．山东建筑大学 理学院 山东 济南250101；2．山东大学 信息科学与工程学院 山东 济南250100) 摘要：利用射频磁控溅射技术在蓝宝石衬底上沉积ZnO：Yb光波导薄膜 ，然后用离子注入技术将能量为200keV 的Er离子注入薄膜中，剂量为 1×10 ions／em。。应用棱镜耦合技术、卢瑟福背散射 (RBS)技术 、X射线衍射 (XRD)技术和荧光光谱等技术研究了薄膜的波导性质、基本结构、厚度、组分、Er 的射程情况及光学频率上转 换性质。实验发现掺杂Yb和Er的薄膜可以形成光波导结构，但波导质量较纯ZnO波导膜差，膜的有效折射率 及沉积速率随Yb掺杂量增加有减小趋势 ；薄膜呈ZnO高度c一轴取向生长，Yb和 Er能有效掺杂进 ZnO晶格， ZnO晶格常数受Yb掺杂量的不同而变化 ；在980nm激光激发下没有发现在300～720nm间的光学频率上转换。 关键词：离子注人；掺杂；ZnO；光波导；Er；Yb 中图分类号：0484．4 文献标识码 ：A OpticalandstructuralpropertiesofYb-dopedZnO waveguide-filmswith Er implantation QIJun—he，WANGFeng．xiang，LUFei，eta1． (1．SchoolofScience，ShandongJianzhuUniversity，Jinan250101，China；2．SchoolofInformationScienceandEn— gineering，ShandongUniversity，Jinan250100，China) Abstract：Yb—dopedZnOopticalwaveguidethinfilmsarcdepositedonsapphiresubstratesbyRFmag- netronsputteringtechnology，andthenEr ionsareimplantedintotheas—depositedfilms，theeneryg is200KeV andimplantationdoseis1×10。ions／cm ．Waveguidepropertiesisstudiedbyprism COU- piingmethod．Film thickness，elementcomponentsraestudiedbyRutherfordbackscatteringtechnolo— yg (RBS)．ThebasicstructureandphaseofthefilmsarestudiedbyusingX—raydiffraction(XRD)． Thepropertyofoptical frequencyupconversion isinvestigatedbyfluorescencespectrometer．There— suhsshow thattheEr-i·mplanted--Yb-·dopedfilmshavewaveguidesturcturebutthewaveguideproper·· tiesispoorthanthepureZnOfilmswhichprepraedbymagnetronsputtering，andthatthe