铈掺杂氧化铝薄膜的蓝紫色发光特性.pdfVIP

第57卷 第 11期 2008年 11月 物 理 学 报 Vo1．57，No．11，November，2008 1000—3290／2008／57(11)／7327—06 ACrA PHYSICA SINICA @2008Chin．Phys．Soc． 铈掺杂氧化铝薄膜的蓝紫色发光特性* 廖国进 闰绍峰’ 巴德纯 1)(辽宁工业大学机械工程与 自动化学院，锦州 121001) 2)(东北大学机械工程与 自动化学院，沈阳 110004) (2008年 1月2日收到；2008年4月24日收到修改稿) 应用 中频反应磁控溅射技术制备 了Ah0 ：Ce”的非晶薄膜 ．X射线光 电子谱(X]Ps)检测显示薄膜 中有 ce“生 成 ．这些薄膜的光致发光峰是在 374nm附近 ，它来 自于 ce3离子 的5d激发态 向基态 4fl的两个劈裂能级的跃迁 ． 发光强度强烈地依赖于薄膜的掺杂浓度，但发光峰位置不随掺杂浓度而变化．ce3含量和薄膜的化学成分是通过 x射线散射能谱 (EDS)测量的．薄膜试样的晶体结构应用 x射线衍射分析 ．俄歇电子谱用于对薄膜材料的化学组分 进行定性分析 ．发射蓝紫色光的A120，：Ce“非晶薄膜在平板显示等领域有着广泛的潜在应用前景 ． 关键词 ：光致发光，A10，，薄膜，稀土元素 PACC：7855H，6770，6115H，7840 掺铈氧化铝薄膜 的发光性能． 1．引 言 2．实验过程 近几年以来 ，稀土元素掺杂磷光发光研究因为 在诸如发光材料n ]、激光H ]、光纤放大器 、高 溅射源是两个相同的、被悬浮安装 的纯铝和金 密度光存储 和电致发光显示器件 。等领域有广 属铈复合的孪生靶 ，其长为 270mm宽为 70mm，厚 泛的潜在应用前景，而得到广泛的关注 ．其 中，稀土 度为 5mm，靶材为99．99％的高纯铝 ．实验时在抛光 掺杂的薄膜发光材料又因其在平板显示 中的诱人的 的铝靶表面刻蚀区上对称粘贴分布了若干直径为5 应用前景格外引人瞩 目 ．然而 ，这方面材料的开发 m m 、高为 2mm的99．99％的高纯金属铈片．金属铈 速度较为缓慢 ．到 目前为止 ，只有 zn，Ca和 Sr的硫 片与铝靶表面保持物理接触 ，不发生化学反应 ．通过 化物和硒化物是公认 的高效发光基质材料 ．虽然 ，在 调节金属铈片的数 目可改变薄膜的掺铈浓度 ．也就 硫化物发光机理材料方面取得 了巨大的进步 ，但是 是通过调节纯铝和金属铈片相对面积 比来调节薄膜 它的发光寿命退化因素限制 了它的实际应用优势． 中的铈离子掺杂量 ．薄膜制备参数见表 1． 表 1 中频反应磁控溅射制备AI2O ：Ce薄膜的工作参数 与传统的硫基发光材料相 比，氧基发光材料如氧化 靶材(复合靶)纯度，％ 铝已经证明是潜在的的薄膜发光材料，这主要是 因 靶尺寸／mm 为 ，它的高的透明，优异的化学和热稳定性 ，和相对 工作气体 Ar纯度 ／％ 高的发光亮度 ． 反应气体 纯度 ／％ 氩气流率 ／seem 许多种薄膜沉积技术如射频磁控溅射 、化学气 氧气流率 ／seem 相沉积、脉冲激光沉积、原子外延生长和溶胶凝胶方 基片材料