Цель работы.

Целью данной работы является изучение особенностей УФ излучения микроструктур оксида цинка, а также систематическое исследование и приближенное описание влияния эффекта ППР на экситонную люминесценцию таких структур от накачки.

Эксперимент. Методы изготовления образцов.

В настоящее время известно множество методов получения пленок оксида цинка, к наиболее часто используемым можно отнести:

• CVD, метод химического осаждения из газовой фазы;

• Метод магнетронного распыления;

• ИЛО, импульсное лазерное осаждение;

Список методов не ограничивается указанными позициями, но в рамках данной работы будут рассмотрены только они как наиболее распространенные в исследованиях связанных с получением пленок оксида цинка с серебряным покрытием.

Схема установки для осаждения из газовой фазы (CVD).

На Рис. 4 представлена схема установки для газо-фазной эпитаксии, находящаяся в Институте Кристаллографии им. А.В. Шубникова РАН.

Печь 2 передвигается по основанию 12 вдоль кварцевой трубки 1. На печь подается напряжение с помощью генератора 11. Смесь газов Ar + O₂ подается из баллонов 6 по трубкам 7. Контроль над соотношением парциальных давлений осуществляется при помощи регуляторов 13. Откачка газов из системы осуществляется вакуумным механическим насосом 10. Если насос не востребован, его отключают от системы струбциной 8. Для измерения давления к системе подключен вакуумметр 9. Непосредственно в кварцевой трубке 1 и внутри печи 2 располагается лодочка 5 с источником цинка 3 и подложками 4 внутри.

До подачи смеси газов в рабочий объем в нем может быть достигнут вакуум ~ 10^-2 Торр.

Преимущества:

1. Возможность напыления однородных пленок на детали сложной конфигурации;

2. Высокая скорость осаждения пленок при высоком качестве;

3. Гибкость и возможность оперативной перестройки оборудования при изменении используемых веществ.

Недостатки:

1. Высокая энергия потока напыляемых частиц может приводить к деформации подложки или нарушению структуры нижних слоев пленки.

Схема метода магнетронного распыления.

Магнетронное распыление – технология нанесения тонких пленок на подложку с помощью катодного распыления мишени в плазме магнетронного разряда - диодного разряда в скрещенных полях. Процесс осаждения с использованием магнетронных распылительных систем (MPC) включает ряд стадий: образование ионов рабочего газа (в случае оксида цинка это кислород, либо смесь кислорода с азотом/водородом), бомбардировка мишени (процессы на поверхности мишени и в приповерхностном слое, сопровождающиеся различными видами эмиссии), массоперенос распыленных частиц через плазму, конденсация распыленных частиц на подложке, сопровождающаяся бомбардировкой ионами, нейтральными атомами, электронами и облучением светом (излучением) разряда.

Преимущества:

1. Возможность использования легкоплавких подложек;

2. Высокий уровень адгезии пленок;

3. Высокая скорость напыления;

4. Возможность распыления сплавов и материалов сложного состава.

Недостатки:

1. Возможность появления дефектов на пленке.

Схема метода ИЛО.

Лазерный луч (обычно используют мощные лазеры с частотой следования импульсов от 10 до 100 Гц, работающие на переходах между электронными уровнями эксимерных молекул, существующих только в электронно-возбужденных состояниях) фокусируется на мишени, испаряющиеся атомы которой переносятся на подложку, где растет пленка.

Преимущества:

1. Возможность использования легкоплавких подложек;

2. Возможность выполнения стехиометрических условий;

3. Возможность использования мишеней любых размеров и форм;

4. Возможность распыления сплавов и материалов сложного состава;

Недостатки:

2. Возможность повреждения пленки осколками мишени.