衬底温度对非极性ZnO薄膜结晶性能和发光特性的影响

采用金属有机化学汽相沉积(MOCVD)设备在LiGaO2(100)衬底上制备了结晶性能良好的非极性ZnO薄膜。研究了衬底温度对ZnO薄膜结晶性能的影响。X射线衍射(XRD)分析结果表明在衬底温度为500 °C时可以获得高质量的(1100)晶面取向的非极性ZnO薄膜。采用原子力显微镜(AFM)观察ZnO薄膜的表面形貌及晶体尺寸,观察到500 °C生长的ZnO薄膜表面更加平整,晶粒分布均匀,粗糙度均方根值(RMS)为0.626 nm。光致发光(PL)光谱结果显示,ZnO薄膜的带边发光峰均位于375 nm,但是在较低温度下(400 °C)生长时黄光峰较强,说明低温生长时结晶性能较差,且缺陷较多。