射频溅射法制备的ZnO光波导薄膜结晶优化研究

本文主要探讨了射频磁控溅射法在制备ZnO（氧化锌）光波导薄膜方面的应用。作者李爽、王凤翔等人，来自山东建筑大学理学院，通过这项技术在室温条件下成功地在石英玻璃基底上生长出具有高度c轴择优取向的ZnO薄膜。这是一种重要的薄膜制备技术，对于光电子、微电子和纳米科技等领域具有重要意义。 文章首先介绍了实验方法，利用X射线衍射(XRD)技术来评估薄膜的晶体结构，这种技术能够提供关于薄膜内部原子排列的信息，以确定其晶格特性。Rutherford背散射分析(RBS)则用于探测薄膜成分的均匀性和缺陷情况，这对于理解薄膜的微观结构及其对性能的影响至关重要。此外，棱镜耦合法被用来测试薄膜的光波导性质，这是衡量薄膜作为光学信号传输介质的关键指标。 研究发现，通过降低溅射压强，可以提高ZnO薄膜的结晶质量和c轴的择优取向。这可能是因为较低的压力有助于减少溅射过程中的非晶化和表面缺陷，从而促进晶体生长。随着溅射压强的减小，薄膜的厚度增加，这可能与沉积速率减慢有关，而薄膜的有效折射率更接近于晶体材料的理论值，表明其光学性能得到了优化。 论文关键词包括ZnO薄膜、射频磁控溅射、光波导和X射线衍射，这些关键词揭示了研究的核心内容和关键技术。文章的中图分类号0484.4和文献标识码A表明了该研究属于材料科学领域，特别是与ZnO薄膜相关的科学研究。 这项工作为理解和改进ZnO光波导薄膜的制备工艺提供了有价值的见解，对于优化薄膜的性能，特别是在光通信、传感器和集成光学器件的应用中，具有实际的技术指导价值。同时，它也展示了射频磁控溅射作为一种精确控制薄膜生长的方法，对于提升材料科学领域的薄膜制备技术水平的重要性。