本文選題：Zn_3N_2薄膜　切入點：有效折射率　出處：《山東建筑大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天,半導(dǎo)體薄膜材料憑借其優(yōu)良的特性和尺寸上的特殊優(yōu)勢,已然成為當(dāng)今材料技術(shù)研究的熱點。目前研究比較廣泛的是鋅類和氮族化合物。Zn_3N_2薄膜材料因同屬于鋅類和氮族的Ⅱ-Ⅴ化合物,引起了科學(xué)研究者的廣泛關(guān)注。Zn_3N_2薄膜具有高載流子遷移速率、高電導(dǎo)率且禁帶寬度因制備方法的不同而變化等優(yōu)點,同時Zn_3N_2薄膜的制備方便、操作簡單。本研究采用射頻反應(yīng)磁控濺射技術(shù),將純度為99.99%的純金屬鋅靶材放在氮氣和氬氣氣氛中反應(yīng)濺射,在Al_2O_3、MgO和Si111襯底上制備Zn_3N_2薄膜,研究襯底材料的種類、襯底溫度及氮氣和氬氣的流量比對沉積的Zn_3N_2薄膜結(jié)晶度、表面形貌和光波導(dǎo)特性的影響。在其它沉積參數(shù)相同的條件下,分別在Al_2O_3、MgO和Si111三種不同的襯底上沉積生長Zn_3N_2薄膜,經(jīng)過X射線衍射和原子力顯微鏡檢測后發(fā)現(xiàn),在Al_2O_3襯底上生長的Zn_3N_2薄膜晶粒尺寸較大,薄膜結(jié)構(gòu)較為致密,在Si111襯底上沉積的薄膜晶粒尺寸較小,粗糙度較大,而在MgO襯底上并沒有發(fā)現(xiàn)Zn_3N_2薄膜的的衍射峰。選擇Si111做襯底,襯底溫度分別控制在25℃(室溫)、200℃、400℃,在三種不同的襯底溫度下濺射沉積Zn_3N_2薄膜,研究不同的襯底溫度對Zn_3N_2薄膜晶格結(jié)構(gòu)和光波導(dǎo)特性的影響。通過XRD檢測和原子力顯微鏡觀察,可以看出,在200℃下,沉積出的Zn_3N_2薄膜的質(zhì)量較好,結(jié)晶度較高而粗糙度較低,當(dāng)襯底溫度較高時,生長的Zn_3N_2薄膜表面粗糙度增大。選擇Si111做襯底,分別在純N_2環(huán)境和氮氬流量比為3:2的環(huán)境中生長Zn_3N_2薄膜,觀察到在純N_2環(huán)境也可生長出Zn_3N_2薄膜,但生長出的薄膜結(jié)晶性和粗糙度不如在氮氬混合氣氛中生長出的薄膜高。應(yīng)用棱鏡耦合技術(shù),研究沉積的Zn_3N_2薄膜的光波導(dǎo)特性,觀察到在Al_2O_3襯底上有2個TE模1個TM模,而在MgO襯底上也觀察到同樣個數(shù)的TE、TM模,并模擬計算出Zn_3N_2薄膜的有效折射率,在Al_2O_3襯底上薄膜的有效折射率為no=2.338,ne=1.757,在MgO襯底上薄膜的有效折射率為no=2.213,ne=1.737。
[Abstract]:With the rapid development of science and technology, semiconductor thin film materials have special advantages in size and quality. At present, zinc and nitrogen compounds. Zn3N2 thin film materials belong to zinc and nitrogen group 鈪，

本文編號：1658129