ZnO薄膜发光特性的研究进展.docx

第 9 卷第 2 期 2003 年 0 6 月 真空与低温 V acuum C ryogen ics  113 ZnO 薄膜发光特性的研究进展 边 超1 , 姚 宁1 , 张 兰2 , 杨仕娥1 , 张兵临1 (1. 郑州大学 材料物理重点实验室, 河南 郑州 450052; 2. 郑州大学 工程力学系, 河南 郑州 450052) 摘 要: ZnO 薄膜具有压电、光电、压敏、气敏、发光等多种特性, 应用极为广泛。针对 ZnO 薄膜的发光特性, 对 ZnO 薄膜的制备、影响其发光特性的因素及其发光机理的研究进展进行了综述。 关键词: ZnO 薄膜; 光致发光 (PL ) ; 阴极射线发光 (CL ) 中图分类号: O 482. 3 文献标识码: A 文章编号: 100627086 (2003) 0220113206 AD VANCES IN RESEARCH ON THE L UM INESCENT CHARACTER IST IC OF ZnO TH IN F ILM B IAN Chao1 , YAO N ing1 , ZHANG Lan2 , YANG Sh i-e1 , ZHANG B ing- l in1 (1. M a ter ia l and Physics Research Labora tory of Zhengzhou Un iversity, Zhengzhou 450052, Ch ina; 2. Eng ineer ing M echan ics D epartm en t of Zhengzhou Un iversity, Zhengzhou 450052, Ch ina) Abstract: ZnO th in film has m any characters such as p lezoelectricity, pho toelectricity vo ltage2sen sitive, gas2 sen sitive, lum inescence, etc. T herefo re, it can be u sed in var io u s field s. A s far as the lum inescen t character w as concerned, the p reparat io n m ethods, facto rs affecting the lum inescen t character and the lum inescen t m echan ics of ZnO th in film s are summ arized. Key words: ZnO th in film ; pho to lum inescence (PL ) ; cathodo lum inescence(CL ) 1 引 言 ZnO 是一种多功能的半导体材料, 在很多领域都有极为广泛的应用前景。 它具有六角纤锌矿型的晶体 结构, 属于宽禁带半导体, 室温下禁带宽度 3120 eV , 同时具有很高的激子结合能 60 m eV 。C 轴取向良好的 ZnO 薄膜具有较好的压电和光电效应, 可作为表面声波元件、声光元件及光波导。低电阻率的 ZnO 薄膜可取 代传统的透明导电薄膜 ITO 而作为太阳能电池、光电传感器和平板显示器件的窗口材料。利用 ZnO 薄膜所 具有的气敏、压敏性, ZnO 薄膜可用于制备气敏传感器和压敏传感器。 最近几年 ZnO 薄膜的发光特性尤其引起人们的关注。 由于室温下 ZnO 的禁带宽度为 3120 eV , 理论上 ZnO 应具备蓝光或紫外光发射的本领, 再加之其较高的激子束缚能, 确保 ZnO 在高于室温的环境下具有显 著的低阈值激发机制。 因此, 最近几年人们开始致力于利用 ZnO 薄膜研制短波长发光二极管和激光器。 同 时, 随着平板显示器件的兴起, 研究人员也试图将 ZnO 研制成一种低压高效的绿色荧光薄膜材料。但是实验 结果表明 ZnO 薄膜可实现多种谱带的光发射, 其能带结构较为复杂, 所以研究人员对其发光机理的解释也 各不相同。因此, 研究总结以往研究人员的研究结果, 并采用实验与理论相结合的方法进一步探索 ZnO 薄膜 的发光机理, 将有助于人们有目的的制备出性能符合要求的大面积均匀、致密的 ZnO 薄膜, 以得到高强度的 单色光的发射, 尤其是蓝2绿光的发射, 以满足实际需要。 收稿日期: 2002210216. 作者简介: 边超 (1978- ) , 女, 河南省安阳市人, 硕士研究生, 从事薄膜