硒化鋅(ZnSe)是一種備受關注的II-VI族直接寬帶隙半導體材料,因其在諸如發(fā)光二級管、藍綠色半導體激光器及中紅外激光器等光電子器件方面有很高的應用價值,近些年受到廣泛研究。納米薄膜及納米柱形式的納米材料是目前半導體研究發(fā)展的主導方向,也是實現(xiàn)某些功能的應用集成單元,因此獲得良好的納米薄膜及納米柱是工作的關鍵。隨著科技的發(fā)展和工藝設備的提高,人們開發(fā)出多種方法手段來制備硒化鋅納米材料,本課題研究以采用電子束蒸發(fā)沉積系統(tǒng)生長硒化鋅半導體納米材料為出發(fā)點,先后進行了硒化鋅納米薄膜、摻鉻硒化鋅納米薄膜和硒化鋅納米柱陣列的制備工作,具體研究內容和結果分析如下:首先,基于腔溫和基底運動狀態(tài)兩因素考慮,利用電子束蒸鍍系統(tǒng)在ITO玻璃基底上制備出三種相同厚度的ZnSe薄膜,通過原子力顯微鏡(AFM)對其測試分析得知在腔溫20度、基底保持旋轉的條件下生長的薄膜樣品表面光滑平坦。利用熒光光譜儀測試了三種硒化鋅薄膜的室溫光致發(fā)光譜,并對其發(fā)光機理進行了簡單分析。運用X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)及能譜分析儀對生長質量好的ZnSe薄膜進行了微觀結構和成分的表征,結果證明顯示薄膜樣品晶粒大小均勻、密集分布,具有良好的結晶性能,呈現(xiàn)沿<111>取向生長的立方閃鋅礦結構,同時存在少量的鋅元素缺失。利用光譜儀測試了樣品在可見光區(qū)域的透射譜,擬合計算出薄膜樣品的光學帶隙為2.66eV。其次,利用電子束蒸發(fā)沉積系統(tǒng)通過掠角沉積方法(GLAD)在ITO玻璃基底上成功制備出傾斜生長和垂直生長兩種模式的硒化鋅納米柱陣列,通過場發(fā)射掃描電子顯微鏡觀察沉積鍍率、腔內初溫和掠射角度會對納米柱的生長結構產生影響。運用能譜分析、X射線衍射儀和拉曼光譜儀等手段表征直立硒化鋅透鏡納米柱的微觀形態(tài)結構和化學組分,結果顯示結晶質量優(yōu)越、符合化學計量比的樣品具有立方閃鋅礦結構。均勻規(guī)則的光刻光柵基底誘導生長出周期分布、同取向生長的納米柱陣列結構。利用熒光光譜儀測試了直立硒化鋅納米柱結構的室溫光致發(fā)光譜,結果顯示除了產生460nm的本征發(fā)射峰之外,存在485nm的強發(fā)射峰,相比薄膜樣品,與鋅缺陷相關的529nm發(fā)射強度變弱。最后,采用普通燒結陶瓷的方法制備摻雜鉻硒化鋅靶材,通過電子束蒸發(fā)沉積系統(tǒng)獲得薄膜樣品,經X射線衍射測試得知,相比未摻雜的硒化鋅薄膜,(111)衍射峰向小角度微移。同時利用熒光光譜儀對兩不同摻鉻濃度的硒化鋅薄膜樣品進行了光致發(fā)光測試并分析了其發(fā)光機理,證實了樣品中深層發(fā)光中心Cr+2與Cr+1電荷態(tài)的存在。