射频磁控溅射生长AlN:Er薄膜及其光致发光

更新时间:2023-05-28

【摘要】采用射频磁控溅射的方法在Si（100）衬底上生长了AlN:Er薄膜。利用X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分别对薄膜晶体取向和表面形貌进行了表征,并测量了薄膜的光致发光（PL）光谱。结果表明:不同条件下的AlN:Er薄膜均以（002）晶面取向择优生长,在靶基距5 cm条件下得到了结晶度较好的AlN:Er薄膜;与同条件下生长的AlN薄膜相比, AlN:Er薄膜（002）晶面衍射峰的角度向小角度偏移了0.4°,晶格常数c值增大了0.005 nm。不同条件下生长的AlN:Er薄膜表面大范围内均匀平坦,当靶基距从5 cm增大到6 cm时薄膜生长方式由层状生长转变为颗粒密堆积状生长。AlN:Er薄膜在480, 555和610 nm处均有较强的发光峰,分别来源于Er3+的4F7/2能级向基态4I15/2能级的间接激发跃迁、铝空位(VAl)向价带顶的跃迁和导带底向与氧有关的杂质能级（Io）间的跃迁,并且随着靶基距增大,薄膜在555和610 nm处的发光峰强度减弱。

【关键词】 射频磁控溅射 AlN:Er 择优生长 晶格扩张

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