ZnO是宽禁带Ⅱ-Ⅶ族半导体材料,带隙宽度约为3.37 eV,具有纤锌矿结构,属六方晶系,化学稳定性较好、材料来源丰富、价格低廉。ZnO的诸多优势决定了这种多功能半导体材料在很多领域有着极为广泛的应用前景。为了满足器件的各种要求,特别是在光电方面的要求,人们试图在ZnO中掺杂各种元素以实现对其光电性能的调制。关于ZnO带隙调节方面,已有许多文献进行了报道。但目前对于通过掺杂实现增大ZnO带隙的报道中,均是对ZnO导带进行调节以达到增大带隙的目的,因为ZnO的价带主要由O 2p态决定,能级较深,从Chris G Van de Walle等的第一性原理计算结果来看,SiO2比ZnO的价带能级更深的,通过Si掺杂有可能使得ZnO的价带向低能方向移动,若该设想能够实现,这对于实现具有高注入效率的ZnO基光发射器件具有重要意义。同时,通过Si掺杂也为ZnO可见区发光机制提供有用信息。实验利用磁控溅射方法,采用ZnO陶瓷靶,以石英为衬底,制备了不同Si掺杂浓度的样品,并在氧气氛下对样品做了不同温度的快速退火和随炉温自然退火处理,为了对比,实验采用了同样的制备方法制备了未掺杂ZnO薄膜。通过X射线衍射、拉曼光谱、光致发光光谱和吸收光谱对其结构和光学性质进行了表征。通过对X射线衍射光谱和拉曼光谱的分析可知,Si可能掺入到ZnO晶格中。通过比较未掺杂的ZnO薄膜和不同Si掺杂浓度的ZnO薄膜的光致发光光谱可知,在紫外区,Si的掺杂导致了紫外发光峰向短波方向移动,由此可以判断,Si的掺入使得ZnO带隙增大。对吸收光谱的分析亦得出该结论。Si的掺入对ZnO可见区发光也产生了重要影响。未掺杂的ZnO薄膜在700℃氧气氛下退火后,紫外发光增强,可见发光减弱,同时其可见区发光中心发生了蓝移,而Si掺杂的ZnO薄膜在退火过程中也观察到了可见发光中心蓝移现象,但随着掺杂浓度的提高,可见区发光中心发生蓝移所需要的退火温度也有所提高,表明ZnO中掺入的Si与产生ZnO可见区发光的深能级缺陷间存在较强的相互作用。