Er^ 注入Yb掺杂的ZnO波导膜的光学及结构特性研究.pdf

《Er^ 注入Yb掺杂的ZnO波导膜的光学及结构特性研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第27卷第3期山东建筑大学学报l2年6月JOURNALOFSHANDONGJIANZHUUNIVERSITYVo1．27No．3June2012文章编号：1673—7644(2012)03～0262—05Er+注入Yb掺杂的ZnO波导膜的光学及结构特性研究齐俊鹤，王凤翔，卢菲，陈志华，宋红莲(1．山东建筑大学理学院山东济南250101；2．山东大学信息科学与工程学院山东济南250100)摘要：利用射频磁控溅射技术在蓝宝石衬底上沉积ZnO：Yb光波导薄膜，然后用离子注入技术将能量为200keV的Er离子注入薄膜中，剂量为1×10ions／e

2、m。。应用棱镜耦合技术、卢瑟福背散射(RBS)技术、X射线衍射(XRD)技术和荧光光谱等技术研究了薄膜的波导性质、基本结构、厚度、组分、Er的射程情况及光学频率上转换性质。实验发现掺杂Yb和Er的薄膜可以形成光波导结构，但波导质量较纯ZnO波导膜差，膜的有效折射率及沉积速率随Yb掺杂量增加有减小趋势；薄膜呈ZnO高度c一轴取向生长，Yb和Er能有效掺杂进ZnO晶格，ZnO晶格常数受Yb掺杂量的不同而变化；在980nm激光激发下没有发现在300～720nm间的光学频率上转换。关键词：离子注人；掺杂；ZnO；光波导；Er；Yb中图分类号：04

3、84．4文献标识码：AOpticalandstructuralpropertiesofYb-dopedZnOwaveguide-filmswithErimplantationQIJun—he，WANGFeng．xiang，LUFei，eta1．(1．SchoolofScience，ShandongJianzhuUniversity，Jinan250101，China；2．SchoolofInformationScienceandEn—gineering，ShandongUniversity，Jinan250100，China)Abstra

4、ct：Yb—dopedZnOopticalwaveguidethinfilmsarcdepositedonsapphiresubstratesbyRFmag-netronsputteringtechnology，andthenErionsareimplantedintotheas—depositedfilms，theenergyis200KeVandimplantationdoseis1×10。ions／cm．WaveguidepropertiesisstudiedbyprismCOU-piingmethod．Filmthickness，

5、elementcomponentsarestudiedbyRutherfordbackscatteringtechnolo—gy(RBS)．ThebasicstructureandphaseofthefilmsarestudiedbyusingX—raydiffraction(XRD)．Thepropertyofopticalfrequencyupconversionisinvestigatedbyfluorescencespectrometer．There—suhsshowthattheEr-·implanted--Yb·-dopedf

6、ilmshavewaveguidestructurebutthewaveguideproper··tiesispoorthanthepureZnOfilmswhichpreparedbymagnetronsputtering，andthattheeffectivere—fractiveindicesandfilmformingratesdecreaseasYbdopedconcentrationlevelsincrease．ZnOfilmsarewell—developedc—axispreferredorientationstructu

7、re．YbandErareincorporatedintotheZnOlat—ticesuccessfully，whilethelatticeconstantsvarybytheYbdopingamount．Excitatedbythe980nmlaserinroomtemperature，stimulatedupconvensionemissionisnotobservedbetween300～720nm．Keywords：ionimplantation；doped；ZnO；waveguide；Er；Yb收稿日期：201l—l1—02基

8、金项目：国家自然科学基金项目(51042oo2)；山东省自然科学基金项目(2009ZRBO19DZ)作者简介：齐俊鹤(1986一)，男，山东单县人，在读硕士，主要从事薄膜材料的研究．E—mai