硅衬底上ZnS纳米薄膜的制备与光学特性研究

"硅衬底上生长ZnS薄膜及其性能研究" 本文主要探讨了在硅衬底上通过分子束外延(MBE)技术制备ZnS纳米薄膜的方法及其光学特性。ZnS是一种重要的II-VI族半导体材料，具有广泛的光电子应用，如LED、太阳能电池和光电探测器等。在硅衬底上生长ZnS薄膜可以为微电子和光电子器件提供新的平台，促进跨材料集成。 金凯、李英兰和王志等人利用MBE设备在Si(100)衬底上成功生长了单一相的ZnS纳米薄膜。MBE是一种精密的薄膜生长技术，能够精确控制材料的原子层沉积，从而获得高质量的薄膜。实验结果显示，所制备的ZnS纳米薄膜具有良好的晶体质量，表现为单一相结构。 研究还分析了ZnS纳米薄膜的光学特性。通过紫外-可见光谱分析，发现薄膜的吸收峰出现在250nm，相比于体材料的紫外吸收峰，存在显著的蓝移现象。这种蓝移可能是由于量子尺寸效应或表面态的影响，导致能带结构的调整。此外，在315nm的激发下，观察到了一个强荧光发射峰，位于464nm，这表明ZnS纳米薄膜具有优良的荧光性能。 进一步的研究表明，该荧光发射是非本征的，源于薄膜中的缺陷发光。缺陷在半导体材料中通常会引入额外的能级，影响材料的光学性质。通过改变生长条件，可以调控ZnS薄膜的发光峰位置，这为通过调整生长参数来优化材料性能提供了可能性。 关键词涉及的领域包括凝聚态物理、分子束外延、ZnS薄膜以及光学特性。这些关键词揭示了该研究的核心科学问题和技术手段。文章的作者简介部分介绍了主要研究人员的研究方向，如金凯专注于低维材料的制备与性质，而王志则侧重于低维材料的制备和物理性质研究。 这项工作展示了在硅衬底上生长ZnS纳米薄膜的技术潜力，以及这种薄膜独特的光学性质，为开发新型光电器件提供了有价值的基础研究。通过深入理解ZnS薄膜的缺陷发光机制和优化生长条件，有望实现更高效的光电器件设计。