掺杂浓度对Al2O3：Ce 3+薄膜发光性能的影响
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靶材 为 ９ ． ９／ 高纯 铝 。实 验 时在 抛 光的 铝靶 表 面 ９９ 的 ９ ６
薄膜 中的 Ｃ 。 度有 强烈 的依 赖 关 系， 且 分析 了产 ｅ 浓 并 生这 种 关系的原 因； 对发 光激 发谱 分析 表 明 ， 薄膜 发 光 是 源 于薄膜 中形成 的 氯化 铈集 合 体 中的 Ｃ ” 。Ａｌ 。 ｅ ： Ｏ
作 过程 稳定 。
备掺 铈的 Ａｌ ０ 薄膜 ， 固定的 电 源功率 下 ， 气流量 在 氩
为 ４ ｍｌｍｉ ， 流 量 为 ｌ ｍｌｍｉ ， 温 下 溅 射 时 间 为 ３ ／ ｎ氧 Ｏ ／ ｎ室
２ 实 验
实验 选用 中频 磁 控 溅 射 设 备 如 图 ｌ所示 ， 真空 室 直 径为 ７ ０ ５ ｍｍ， 高为 ８ ０ ０ ｍｍ； 中频 电源频 率为 ５ ｋ ， ０ Ｈｚ
：Ｃ 。 光 膜 可 应 用 于 需 要 蓝 光 发 射 的 平 板 显 示 领 ｅ 发 域。
刻蚀 区上 对 称 粘 贴 分 布 了若 干 直 径 为 Ｏｌ ｍｍ、 Ｏ 高为
３ ｍｍ 的 ９ ． ９／的 高 纯 Ｃ Ｃ 。片 ， 过 调 节 Ｃ Ｃ 。片 ９ ９ ６ ９ ｅ１ 通 ｅ１ 的数 目可 改变 薄膜 中 的掺铈 浓度 。
发 光 膜 的 各 种 性 能 通 过 不 同 的表 征 手 段 表 达 出
来 。薄 膜 的晶体 结构 是用 Ｘ射 线 衍 射 （ ＲＤ 检 测 的 ， Ｘ ）
所 用仪 器是 日本 理 学 Ｄ ｍａ —Ａ 旋转 阳极 Ｘ射线 双晶 ／ ｘｒ
制； 化学 气 相沉积 法 所 得 到 的 薄膜 与 基底 的 附着 力 又 较差 ， 容易脱 落 ； 而磁 控 溅 射法 克 服 前 面 方 法 的 缺 点 ， 能够 获 得 附 着 力 好 、 厚 均 匀 而 致 密 的 Ａｌ 膜 ： Ｏ 薄 膜 。 本文 主要是 应用 中频反 应磁 控溅 射设 备 在玻 璃 基底 上 制备 Ａｌ 发光薄 膜 。应用 中频 反应 磁 控溅 射设备 制 ｚ Ｏ 备 Ａｌ 。 。 薄膜 有 以下优 点 ： １ 能 够控 制 薄膜 的化学 计 ０ （） 量 比 ； ２ 容 易 获 得 高纯 度 的 金属 铝 靶 材 ， 易 于与 磁 （） 且
９ ｍｉ ０ ｎ的条件 下 ， 通过 控 制 薄 膜 中的 Ｃ 抖 离子 的掺 杂 ｅ 量 来改 变 薄 膜 的 发 光 性 能 。 通 过 Ｘ 光 能 量 散 射 谱
（ ＤＳ 和 光 致 发 光 测 量 ， 到 发 光 强 度 和 发 光 峰 位 对 Ｅ ） 得
溅射 源是 两个 相 同的 、 悬 浮 安 装 的 纯铝 和 氯化 铈 复 被 合 的孪生 靶 ， 长 为 ２ ０ 宽 为 ７ ｍｍ， 其 ７ ｍｍ ０ 厚度 为 ５ ｍｍ，
维普资讯
助
财
斟
２７ ０ 年第６ ３） ０ 期（８卷
掺 杂 浓 度 对 Ａｌ ３ Ｃ ３ 薄膜 发 光 性 能 的 影 响 ２ ： ｅ＋ Ｏ
廖 国进 ｈ ， 巴德 纯 闻 立 时。刘斯 明 ， 绍峰 ， ， 阎
（． １ 东北 大学 机 械工 程与 自动化 学 院 ， 溅 射 法 等 。但 是溶 胶 一 胶 法 和 热 分 凝 解 喷射法所 得 到 的 ＡｌＯ ： 。薄 膜 的 膜 厚 均 匀 度 难 于控
每 次 溅 射 前 ， 预 先 在 纯 Ａｒ气 氛 围 中预 溅 射 都 ３ ｍｉ 右 ， 除 去 靶 表 面 的 氧 化 物 。 制 备 掺 杂 ０ ｎ左 以 Ａｌ 。 膜 的工作 参数 见 表 ｌ 在反应 溅射 过程 中靶表 ｚ 薄 Ｏ ， 面的辉 光颜 色 为粉红 或橘 红 等颜 色 。
ｔ ｕｓ
显示 器 、 学放 大器 、 体激 光 器 、 密度 光 存 储 等领 光 固 高 域Ｌ ； Ｅ 可 用 于 制 造 光 纤 通 信 中 的 光 波 导［如 ； ８掺 ｒ ］ 掺 杂 ＴｂＺ （ ａ 可 用 于 制 作 长 余 辉 发 光 材 料［ —ｎ Ｃ ） １ 。适 当 掺 杂后的 Ａｌ 薄膜 ， ： ０ 具有 非 常 巨大 的 潜 在 的应 用 前 景ｌ １ 由此 科 学 工 作 者 开 发 研 制 了 许 多 制 备 Ａｌ 。 ： Ｏ 薄膜 的方法 ， 例如 溶胶一 凝胶 法 、 热分 解 喷 射 法 、 学 气 化
２ 辽宁 工学 院 机械 工程 与 自动化 学院 ， ． 辽宁 锦 州 １ １ ０ ； ２０１
３ 中 国科 学 院金属 研究 所表 面工程 部 ， 宁 沈 阳 ｌ ０ １ ； ． 辽 １ ０ ６ ４ 北京 航 空航 天大 学 机 械工 程 与 自动化 学 院 ， 京 １ Ｏ ８ ） ． 北 ０ Ｏ ３ 摘 要 ： 应 用 中频反 应 磁 控 溅射 技 术 在 载玻 片上 制
关键 词 ： 三氧化 二铝 薄膜 ； 控溅 射 ； 杂浓 度 ； 致 磁 掺 光
发光 ； Ｃｅ
中图分类号 ： ＴＢ ３ ４
文献标 识码 ： Ａ
文 章编号 ：０ １９ ３ （０ ７ ０ — ８ ２０ １ ０ —７ ｌ ２ ０ ） ６０ ７ —４
１ 引 言
掺杂 Ａｌ 。薄膜 具 有 优 良的发 光 性 能 ， 受 物 理 ｚ Ｏ 倍
学领 域 的 广 泛 关 注 。如 Ａｌ ： Ｏ。薄 膜 掺 杂 Ｅ ¨［ ］ ｕ １、
Ｔｂ ３５、 ｅ ［ ”［ ３Ｃ 。 引、 。 ￣ Ｎｄ Ⅲ 和 Ｍｎ 。 。 ［ 可 用 于 平 板 －
图 １ 磁 控溅 射设 备结 构 示意 图
Ｆ ｇ ｌ Ｓ ｈ ｍ ａ ｉ ｉ ｇ ａ ｏ ｈ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｐ ａ ａ ｉ ｃ ｅ ｔｃ ｄ ａ ｒ ｍ ｆｔ ｅ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｌａ ｐ ｒ —
薄膜 中的 Ｃ 。 度有 强烈 的依 赖 关 系， 且 分析 了产 ｅ 浓 并 生这 种 关系的原 因； 对发 光激 发谱 分析 表 明 ， 薄膜 发 光 是 源 于薄膜 中形成 的 氯化 铈集 合 体 中的 Ｃ ” 。Ａｌ 。 ｅ ： Ｏ
作 过程 稳定 。
备掺 铈的 Ａｌ ０ 薄膜 ， 固定的 电 源功率 下 ， 气流量 在 氩
为 ４ ｍｌｍｉ ， 流 量 为 ｌ ｍｌｍｉ ， 温 下 溅 射 时 间 为 ３ ／ ｎ氧 Ｏ ／ ｎ室
２ 实 验
实验 选用 中频 磁 控 溅 射 设 备 如 图 ｌ所示 ， 真空 室 直 径为 ７ ０ ５ ｍｍ， 高为 ８ ０ ０ ｍｍ； 中频 电源频 率为 ５ ｋ ， ０ Ｈｚ
：Ｃ 。 光 膜 可 应 用 于 需 要 蓝 光 发 射 的 平 板 显 示 领 ｅ 发 域。
刻蚀 区上 对 称 粘 贴 分 布 了若 干 直 径 为 Ｏｌ ｍｍ、 Ｏ 高为
３ ｍｍ 的 ９ ． ９／的 高 纯 Ｃ Ｃ 。片 ， 过 调 节 Ｃ Ｃ 。片 ９ ９ ６ ９ ｅ１ 通 ｅ１ 的数 目可 改变 薄膜 中 的掺铈 浓度 。
发 光 膜 的 各 种 性 能 通 过 不 同 的表 征 手 段 表 达 出
来 。薄 膜 的晶体 结构 是用 Ｘ射 线 衍 射 （ ＲＤ 检 测 的 ， Ｘ ）
所 用仪 器是 日本 理 学 Ｄ ｍａ —Ａ 旋转 阳极 Ｘ射线 双晶 ／ ｘｒ
制； 化学 气 相沉积 法 所 得 到 的 薄膜 与 基底 的 附着 力 又 较差 ， 容易脱 落 ； 而磁 控 溅 射法 克 服 前 面 方 法 的 缺 点 ， 能够 获 得 附 着 力 好 、 厚 均 匀 而 致 密 的 Ａｌ 膜 ： Ｏ 薄 膜 。 本文 主要是 应用 中频反 应磁 控溅 射设 备 在玻 璃 基底 上 制备 Ａｌ 发光薄 膜 。应用 中频 反应 磁 控溅 射设备 制 ｚ Ｏ 备 Ａｌ 。 。 薄膜 有 以下优 点 ： １ 能 够控 制 薄膜 的化学 计 ０ （） 量 比 ； ２ 容 易 获 得 高纯 度 的 金属 铝 靶 材 ， 易 于与 磁 （） 且
９ ｍｉ ０ ｎ的条件 下 ， 通过 控 制 薄 膜 中的 Ｃ 抖 离子 的掺 杂 ｅ 量 来改 变 薄 膜 的 发 光 性 能 。 通 过 Ｘ 光 能 量 散 射 谱
（ ＤＳ 和 光 致 发 光 测 量 ， 到 发 光 强 度 和 发 光 峰 位 对 Ｅ ） 得
溅射 源是 两个 相 同的 、 悬 浮 安 装 的 纯铝 和 氯化 铈 复 被 合 的孪生 靶 ， 长 为 ２ ０ 宽 为 ７ ｍｍ， 其 ７ ｍｍ ０ 厚度 为 ５ ｍｍ，
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财
斟
２７ ０ 年第６ ３） ０ 期（８卷
掺 杂 浓 度 对 Ａｌ ３ Ｃ ３ 薄膜 发 光 性 能 的 影 响 ２ ： ｅ＋ Ｏ
廖 国进 ｈ ， 巴德 纯 闻 立 时。刘斯 明 ， 绍峰 ， ， 阎
（． １ 东北 大学 机 械工 程与 自动化 学 院 ， 溅 射 法 等 。但 是溶 胶 一 胶 法 和 热 分 凝 解 喷射法所 得 到 的 ＡｌＯ ： 。薄 膜 的 膜 厚 均 匀 度 难 于控
每 次 溅 射 前 ， 预 先 在 纯 Ａｒ气 氛 围 中预 溅 射 都 ３ ｍｉ 右 ， 除 去 靶 表 面 的 氧 化 物 。 制 备 掺 杂 ０ ｎ左 以 Ａｌ 。 膜 的工作 参数 见 表 ｌ 在反应 溅射 过程 中靶表 ｚ 薄 Ｏ ， 面的辉 光颜 色 为粉红 或橘 红 等颜 色 。
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显示 器 、 学放 大器 、 体激 光 器 、 密度 光 存 储 等领 光 固 高 域Ｌ ； Ｅ 可 用 于 制 造 光 纤 通 信 中 的 光 波 导［如 ； ８掺 ｒ ］ 掺 杂 ＴｂＺ （ ａ 可 用 于 制 作 长 余 辉 发 光 材 料［ —ｎ Ｃ ） １ 。适 当 掺 杂后的 Ａｌ 薄膜 ， ： ０ 具有 非 常 巨大 的 潜 在 的应 用 前 景ｌ １ 由此 科 学 工 作 者 开 发 研 制 了 许 多 制 备 Ａｌ 。 ： Ｏ 薄膜 的方法 ， 例如 溶胶一 凝胶 法 、 热分 解 喷 射 法 、 学 气 化
２ 辽宁 工学 院 机械 工程 与 自动化 学院 ， ． 辽宁 锦 州 １ １ ０ ； ２０１
３ 中 国科 学 院金属 研究 所表 面工程 部 ， 宁 沈 阳 ｌ ０ １ ； ． 辽 １ ０ ６ ４ 北京 航 空航 天大 学 机 械工 程 与 自动化 学 院 ， 京 １ Ｏ ８ ） ． 北 ０ Ｏ ３ 摘 要 ： 应 用 中频反 应 磁 控 溅射 技 术 在 载玻 片上 制
关键 词 ： 三氧化 二铝 薄膜 ； 控溅 射 ； 杂浓 度 ； 致 磁 掺 光
发光 ； Ｃｅ
中图分类号 ： ＴＢ ３ ４
文献标 识码 ： Ａ
文 章编号 ：０ １９ ３ （０ ７ ０ — ８ ２０ １ ０ —７ ｌ ２ ０ ） ６０ ７ —４
１ 引 言
掺杂 Ａｌ 。薄膜 具 有 优 良的发 光 性 能 ， 受 物 理 ｚ Ｏ 倍
学领 域 的 广 泛 关 注 。如 Ａｌ ： Ｏ。薄 膜 掺 杂 Ｅ ¨［ ］ ｕ １、
Ｔｂ ３５、 ｅ ［ ”［ ３Ｃ 。 引、 。 ￣ Ｎｄ Ⅲ 和 Ｍｎ 。 。 ［ 可 用 于 平 板 －
图 １ 磁 控溅 射设 备结 构 示意 图
Ｆ ｇ ｌ Ｓ ｈ ｍ ａ ｉ ｉ ｇ ａ ｏ ｈ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｐ ａ ａ ｉ ｃ ｅ ｔｃ ｄ ａ ｒ ｍ ｆｔ ｅ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｌａ ｐ ｒ —