【正文】 得出，LaAlZnO薄膜樣品在500℃和570℃退火時具有良好的（002）C軸擇優(yōu)取向性。 LaAlZnO薄膜退火處理本次退火實驗采用的是合肥科晶材料技術(shù)有限公司的OFT1200X型真空管式高溫燒結(jié)爐，因為本次實驗采用的襯底為蓋玻片，蓋玻片的熔點為600℃，所以退火溫度設定得普遍較低，分別設定為400℃、500℃和570℃?？梢杂肧cherrer公式計算實際晶粒的大小。同時，退火還有激活施主和受主雜質(zhì)的功能，即把有些處于間隙位置的雜質(zhì)原子通過退火而讓它們進入替代位置。 什么是退火所謂退火就是將材料緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時間，然后以適宜速度冷卻(通常是緩慢冷卻，有時是控制冷卻)的一種材料熱處理工藝。 退火介紹ZnO薄膜的制備方法很多，主要有金屬有機物化學氣相沉積法(MOCVD)、噴霧熱解法(SP)、分子束外延法(MBE)、脈沖激光沉積法(PLD)以及磁控濺射法(Magnetron Sputtering)等。（4）關(guān)閉流量計。（3）打開射頻功率電源、調(diào)節(jié)功率到預定值，濺射氣體電離轟擊靶材并起輝。（3）打開流量計，從零開始調(diào)解流量（打到閥控擋）。此時電離硅管開始工作。（2）開電控柜總控開關(guān)，再開機械泵開關(guān)，并打開旁抽閥。最后用去離子水(ρ18MΩ濺射溫度設為400℃，生長室壓強為1Pa，濺射功率為170W，濺射時間1h。 退火爐 OTF1200X型真空管式高溫燒結(jié)爐 X射線衍射儀由德國(Bruker)布魯克公司生產(chǎn)的當今世界上最先進的X射線衍射儀，主要用來對單晶、多晶和非晶樣品進行結(jié)構(gòu)參數(shù)分析。這就是磁控濺射具有“低溫”、“高速”兩大特點的道理。通過測量Hall系數(shù)可以確定半導體導電類型，電阻率，霍爾遷移率，載流子濃度等電學信息[17]。 霍爾效應霍爾效應是磁電效應的一種，是美國物理學家霍爾()于1879年在研究金屬的導電機構(gòu)時發(fā)現(xiàn)的。利用謝樂(Scherrer)公式： （22）可以估算ZnO薄膜的平均晶粒尺寸D。由于晶體中原子散射的電磁波互相干涉和互相疊加而在某一方向得到加強或抵消的現(xiàn)象稱為衍射。Bragg方程只給出了衍射峰的位置，而不能給出峰的寬度。 X射線的Bragg衍射示意圖，平行晶面3，入射到晶面1和2的兩束X射線的反射束光程差為△=DB+BF，DB=BF=dsinθ，D= 2dsinθ。勞厄照相法用來評價單晶體內(nèi)部的完整性，通過它可以了解晶體結(jié)構(gòu)中的畸變、位錯、應力等信息。X射線具有很強的穿透能力，可以和物質(zhì)產(chǎn)生交互作用，并被物質(zhì)吸收使強度衰弱。X射線衍射方法是利用電磁波(或物質(zhì)波)和周期性結(jié)構(gòu)的衍射效應來分析材料的晶體結(jié)構(gòu)、晶格參數(shù)、晶體缺陷(位錯等)的?；魻栃亲畛Ｓ玫臏y量薄膜電學性質(zhì)的手段，可以獲得薄膜的導電類型、載流子濃、遷移率等信息。與其他科技領域一樣，半導體材料科學也有其本身特色的表征技術(shù)。缺點:(1)等離子體管中含有的微粒，氣態(tài)原子或分子會被帶入薄膜，影響薄膜的質(zhì)量。 脈沖激光沉積設備示意圖激光脈沖沉積技術(shù)的原理是在真空室內(nèi)(一般可達到105 Pa )利用脈沖激光束通過真空室窗口照射高純度的靶材，加熱并使其蒸發(fā)，蒸發(fā)物氣化膨脹后遇冷沉積在襯底上或與通入真空室的氣源或氣源的等離子體進行反應最后沉積到襯底上。(3)生長的薄膜均勻性較好，適合工業(yè)生產(chǎn)。生長時通過載氣把金屬有機化合物(如二乙基鋅或二甲基鋅)和其它氣源(如OZ)攜帶到反應室中，混合氣體流經(jīng)過加熱的襯底表面時會發(fā)生熱分解反應，最終在襯底表面形成反應產(chǎn)物。(5)生長成本低廉，適合于大面積生長。磁控濺射方法的優(yōu)點是:(1)襯底溫度低，甚至可以在室溫下進行生長。入射離子能量大小對濺射率的影響比較顯著，當入射離子的能量高于濺射閾值時，才一會發(fā)生濺射現(xiàn)象。通過射頻放電產(chǎn)生低溫等離子體，等離子體中的離子在電場的作用下加速成高能離子，這些高能離子轟擊陰極靶材，將靶材上的物質(zhì)以分子和分子團的形式濺射出來沉積到基片上形成薄膜。早期的直流(射頻)濺射技術(shù)有許多缺陷，例如生長的ZnO薄膜一般為多晶膜，生長質(zhì)量相對較低，并且需要高壓(210Pa)裝置，成膜速率較低。濺射鍍膜法是利用直流或高頻電場使惰性氣體發(fā)生電離，電離產(chǎn)生的正離子在電場的作用下高速轟擊作為陰極的靶材，使靶材上的原子或分子濺射出來而沉積到基片上形成薄膜。隨著ZnO薄膜制備技術(shù)的不斷改進，ZnO薄膜的質(zhì)量也越來越高。 ZnO主要制備原理介紹為了更好的研究ZnO的特性和開發(fā)更優(yōu)異的ZnO基器件，需要制備出高質(zhì)量的ZnO薄膜。 綜述ZnO薄膜集合了紫外受激發(fā)射、透明導電、氣敏、壓電、作為GaN的緩沖層、濕敏等特性于一體。還可能是由于導帶到VZn的躍遷及Vo的兩種不同的電離狀態(tài)之間的躍遷引起的。(2)能帶與缺陷能級及缺陷與缺陷之間的躍遷發(fā)光，包括導帶底到缺陷能級、缺陷能級到價帶頂以及不同類型的缺陷能級之間的躍遷等。 ZnO的受激發(fā)射ZnO作為一種直接帶隙寬禁帶半導體，其禁帶寬度決定了其本征發(fā)光處于紫外波段。在所有四面體結(jié)構(gòu)的半導體中，ZnO具有最高的壓電系數(shù)(e33=)。 ZnO的壓電性能壓電性是指電介質(zhì)在壓力作用下發(fā)生極化而在兩端出現(xiàn)電位差的性質(zhì)。n型摻雜時馬德隆能降低，所以容易進行；而P型摻雜使馬德隆能增加，造成P型摻雜比較困難。 ZnO薄膜的P型摻雜是制作ZnO基光電器件的關(guān)鍵。Fumiyasa等人經(jīng)過理論計算后認為Vo和Zni都對ZnO的n型導電起作用?！?ZnO材料的基本性質(zhì)[6]物理參數(shù)符號數(shù)值晶體結(jié)構(gòu)P63mc六方纖鋅礦晶格常數(shù)（?）a0c0分子量M密度（g/㎝3）ρ熔點（℃）Tm1975電子有效質(zhì)量（m0）me*熱容（J/gK）Cv室溫禁帶寬度（eV）Eg激子束縛能（meV）Eex60莫氏硬度輻射阻抗（MeV）2熱導率（W/cmK）σv（a軸方向）（c軸方向）熱脹系數(shù)（106/k）△a/a△c/c介電系數(shù)ε壓電系數(shù)ee31=e33=e13= ZnO的電學性質(zhì)由于ZnO中存在大量的本征缺陷，如鋅間隙(Zni)、氧空位(Vo)和H等。寬禁帶半導體中ZnO與GaN具有相近的晶格常數(shù)和禁帶寬度[4]。 ZnO纖鋅礦結(jié)構(gòu)示意圖：灰色陰影球代表Zn原子，黑球代表O原子 ZnO的能帶結(jié)構(gòu)ZnO的價帶由于晶體勢場和自旋軌道相互作用而劈裂成三個態(tài)A，B和C。原子構(gòu)成一個ZnO46負離子配位四面體。 g/cm3，無毒、無味、無污染、無砂性，是兩性氧化物，可溶于酸、強堿以及氨水、氯化餒等溶液，不溶于水、醇和苯等有機溶劑。本文就要在170W的濺射功率下制備的LaAlZnO靶材薄膜樣品，對樣品進行在不同退火溫度下的XRD測定。目前，ZnO薄膜在表面聲波器件、太陽能電池、氣敏和壓敏器件等很多方面得到了較為廣泛的應用，在紫外探測器、LED、LD等諸多領域也有著巨大的開發(fā)潛力，而且ZnO薄膜的許多制作工藝與集成電路工藝相容，可與硅等多種半導體器件實現(xiàn)集成化，因而備受人們重視，具有廣闊的應用前景。具有良好的c軸取向，這使得ZnO具有優(yōu)良的光學性能。 Crystallizatio。在一定溫度范圍內(nèi)隨退火溫度的升高，（002）方向的衍射峰強度逐漸增強，半峰寬逐漸變小，結(jié)晶度增大，晶粒尺寸逐漸增大，原子面間距減?。淳Ц癯Ａ孔冃。?從而使晶體質(zhì)量變好。對樣品在不同退火條件下進行XRD測定。由于ZnO在結(jié)構(gòu)、電學和光學性質(zhì)等方面有很多優(yōu)點，并且ZnO薄膜的制作方法很多，如磁控濺射(Magnetron Sputtering)、脈沖激光沉積(PLD)、金屬有機物化學氣相沉積(MOCVD)、噴霧熱解(SP)、分子束外延(MBE)等，使其在光探測器、表面聲波器件、透明電極、太陽能電池等光電子器件領域有很大的發(fā)展前景。氧化鋅(ZnO)是一種直接帶隙寬禁帶IIVI族化合物半導體材料，激子束縛能高達60meV，遠高于室溫下的熱離化能(26meV)，ZnO中的激子能夠在室溫下穩(wěn)定存在，并且可以產(chǎn)生很強的光致激子紫外發(fā)射，非常適于制備室溫或更高溫度下低閾值、高效率受激發(fā)射器件。本文按照一定配比制備了LaAlZnO靶材，并采用磁控濺射法在170W的濺射功率下制備薄膜樣品。利用X射線衍射(XRD)對薄膜進行測試，測試結(jié)果：LaAlZnO薄膜樣品在500℃和570℃退火時具有良好的（002）C軸擇優(yōu)取向性。 XRD。其激子束縛能高達60meV，大于室溫的熱能量25meV, 可以實現(xiàn)室溫的激子發(fā)射, 成為紫外