电弧离子镀AlN薄膜的光致发光性能的研究.pdf

第４卷第４期２０１０年１２月材料研究与应用ＭＡＴＥＲＩＡＩ。ＳＲＥＳＥＡＲＣＨＡＮＤＡＰＰＬＩＣＡＴｌ０ＮＶ０１．４，ＮＯ．４Ｄｅｃ．２０１０———文章编号：１６７３９９８１（２０１０）０４０５７２０５电弧离子镀ＡＩＮ薄膜的光致发光性能的研究邱万奇，蔡明，钟喜春，余红雅，刘仲武，曾德长（华南理工大学材料科学与工程学院，广东广州５１０６４０）摘要：在电弧离子镀弧靶前加挡板以去除大颗粒污染，分别在Ｓｉ（１００）基底上制备非掺杂的纯Ａ１Ｎ薄膜，在石英玻璃基底上制备Ｃｕ掺杂的Ａ１Ｎ薄膜．用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）分析表明，纯ＡＩＮ膜为弱（１００）多晶织构，而掺Ｃｕ的ＡＩＮ薄膜为非晶结构；Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）研究表明，Ｃｕ掺杂Ａ１Ｎ薄膜中，Ｃｕ为＋１价，原子百分含量为１１％；光致发光谱显示纯ＡｌＮ薄膜发紫光（～４００ｎｍ），Ｃｕ掺杂的ＡＩＮ薄膜发蓝光（～４５０ｎｍ）。关键词：电弧离子镀；ＡＩＮ薄膜；掺杂；光致发光中图分类号：ＴＧｌ４６．４文献标识码：ＡＡｌＮ具有较高的热导率、良好的化学稳定性和很宽禁带宽度（６．２ｅＶ），是制造半导体发光二极管（ＬＥＤ）和电致发光显示器件（ＥＬＤ）的理想材料．近些年来，利用稀土元素和过渡元素掺杂山一Ｖ族半导体材料来实现红绿蓝（ＲＧＢ）及白色发光成为研究—的重点，Ａ１Ｎ作为ｍＶ族半导体材料中的优秀代表也越来越受到人们的重视．纯ＡＩＮ薄膜［１。２］的发光和利用杂质元素掺杂形成发光中心的Ａ１Ｎ薄膜［３１３］的发光性能已经开始被大量研究．Ｊ．Ｌｉ等ｕ］人用金属有机物化学气相沉积的方法制备出ＡｌＮ外延膜，在２１７ｎｍ波长位置有紫外光致发光；吕惠民等ｃ２３利用催化剂二茂铁使无水三氯化铝与叠氮化钠在无溶剂的条件下直接反应，合成出六方单晶氮化铝薄膜，在４１３ｎｍ处有发光峰．Ａ．Ｌ．Ｍａｒｔｉｎ等¨１采用射频磁控溅射的方法沉积出非晶Ａ１Ｎ：Ｃｕ薄膜，经过１２５０Ｋ退火后在４２０ｎｍ发现有阴极射线致发光．巴德纯等１４ｏ用中频磁控溅射的方法在玻璃衬底上制作出非晶ＡｌＮ：Ｃｕ薄膜，在４３０ｎｍ处可以看到明显的光致发光现象．在众多发光ＡｌＮ薄膜制备方法中，工业最常用的电弧离子镀方法却未见报道，原因是膜层中因含收稿日期：２０１０一ｌＯ一２８作者简介：邱万奇（１９６４一），男，副教授，博士．有大颗粒污染而被认为不适合于制备功能Ａ１Ｎ薄膜．本文采用挡板过滤阴极靶发出的大颗粒，在基体表面获得无大颗粒污染的纯Ａ１Ｎ薄膜，并通过在阴极靶上镶嵌铜来实现掺杂，获得了光致发光ＡｌＮ薄膜．电弧离子镀具有较高的离化率和沉积速率、良好的膜／基粘附性能，适宜于制备大面积发光薄膜，整个制备过程中不需要高温加热，有利于商品化．１实验本文利用双层挡板过滤掉电弧离子镀中的大颗粒，挡板与靶材和基底之间的相对位置简图如图１，图中单位均为ｍｍ．采用ＡＩＰ一０１型电弧离子镀膜机制备纯ＡＩＮ薄膜和Ｃｕ掺杂的Ａ１Ｎ薄膜．纯Ａ１Ｎ的制备采用直径为１００ｍｍ的高纯铝作为弧源靶；Ｃｕ掺杂的Ａ１Ｎ薄膜的制备采用镶嵌靶材，即在直径为１００ｍｍ的高纯Ａｌ靶上采用机加工的方式在每隔１２０度半径方向上距靶面中心２５ｍｍ处加工出三个直径为１４．４ｍｍ的盲孔，然后在真空中将纯Ｃｕ棒镶嵌其中，孔轴为过盈配合，最后对镶嵌好的靶材进行去应力退火处理，并机加工以保证靶面的平整度．万方数据第４卷第４期邱万奇，等：电弧离子镀ＡＩＮ薄膜的光致发光性能的研究５７３图１Ａ１Ｎ薄膜靶材与挡板和基底相对位置简图纯Ａ１Ｎ的制备用Ｓｉ（１００）为基底，Ｃｕ掺杂的ＡｌＮ薄膜采用石英玻璃为基底，都放置在图１中４的位置上．镀前清洗均采用无水酒精超声清洗１５ｍｉｎ后烘干放入镀膜室内，并在抽真空过程中将镀℃膜室内加热管温度调到１００以上以进～步除去水气，镀膜室真空抽至６．５×１０＿３Ｐａ，然后Ａｒ＋溅射清洗５ｍｉｎ后引弧镀膜，镀膜过程中没有进行加热．纯ＡｌＮ薄膜和Ｃｕ掺杂的ＡｌＮ薄膜工艺参数如表１．’镀膜样品用ＸＰｅｒｔ型Ｘ射线衍射仪，Ａｘｉｓ—ＵｌｔｒａＤＬＤ多功能光电子能谱分析仪，对薄膜进行结构分析．纯ＡＩＮ薄膜的光致发光用ＰＩ。Ｍ－１００荧光—光谱仪用ＨｅＣｄ激光光源激发，激发波长３２５ｎｍ；Ｃｕ掺杂的ＡｌＮ薄膜是在组合式荧光寿命与稳态荧光光谱仪上用氙灯为激发源，激发波长为３７０ｎｍ．所有测试均在室温下进行．衰１ＡＩＮ薄膜和ｃｕ掺杂ｈｉＮ薄膜工艺参数２结果与讨论２．１结构分析图２为挡板电弧离子镀ＡＩＮ膜的Ｘ射线衍射图，从图谱可以看到，ＡｌＮ薄膜有一个（１００）方向的衍射峰，虽然在ＡＩＮ薄膜的主要衍射峰中只有（１００）峰和（１１０）峰出现，其中两者之间的强度比为Ⅲ…Ｊ。，／Ｉ。，一２．８．在标准ＰＤＦ卡图库中，ＡＩＮ的三强峰有（１００）、（１０１）、（００２），它们之间的强度比为‘，ｌｏｏ）／ｉ（００２）一１．６６，ｆ（１００）／ｉ（１０１）＝１．１２，ｆ（１００）／ｉ（１ｌｏ）＝１．９２．根据图２所得到的数据，（１０１）和（００２）峰并没有出现，所以与基底相比较，Ｊｃ㈨，／Ｉｃ基底，一７，远大于标准ＰＤＦ卡片中（１００）与其它两强峰之间的强度比…１．６６或１．１２；其中工ｃ。。。，／Ｊ。，之比，本图谱所得结果２．８也比标准ＰＤＦ卡片中的强度比值１．９２要大，综合以上可以发现该薄膜具有并不明显的多晶择优取向现象．图３可以看出Ｃｕ掺杂Ａ１Ｎ的ＸＲＤ谱由漫散射峰组成，没有明确的晶体峰位，说明该薄膜主要是非晶薄膜．２．２成分分析图４为Ｃｕ掺杂的ＡｌＮ薄膜在表面剥蚀１０ｒａｉｎ后的ＸＰＳ图谱．从图４可以看出，谱线中有Ａ１２ｓ，Ａ１２ｐ，Ｎｌｓ，Ｃｕ２ｐ，Ｏｌｓ等峰，剥蚀主要为了减少薄膜样品在制备过程中和存放过程中所产生的污染，以求准确地反映薄膜内部信息．其中，可以看到Ｏｌｓ峰位较低，说明薄膜中氧元素含量较少，其原子百分含量为４．１％．图２ＡＩＮ薄膜的Ｘ射线衍射图谱万方数据５７４材科研究与应用２‘０，。ｌ图３Ｃｕ掺杂ＡｌＮ薄膜Ｘ射线衍射分析图谱由图５可以看出，３９６．４４ｅＶｃｌ５］对应于ＡｌＮ中—的ＡｌＮ键，由于０元素的减少及内层的污染较少，Ｎ元素主要是以ＡＩ－Ｎ键形式存在，其余状态下的存在极少．而Ｃｕ元素的Ｃｕ２ｐ３／２和Ｃｕ２ｐｌ／２峰分别位于９３２．３８ｅＶ［１们和９５２．２５ｅＶＣｌ７］，由于内层氧化较少，所以Ｃｕ元素进入ＡｌＮ晶格以＋１价的价态存在和单质形式存在，这部分Ｃｕ离子的存在是ＡＩＮ：Ｃｕ薄膜发光的重要原因．此ＡｌＮ掺Ｃｕ薄膜剥蚀１０ｍｉｎ后中Ｃｕ的原子百分含量为１１％．９２０９２５９３０９３５９４０９４５９５０９５５９６０９６５结合能／ｅＶ图５ＡＩＮ：Ｃｕ薄膜剥蚀１０ｍｉｎ后的Ｎｌｓ、Ｃｕ２ｐ峰３０００００２５００００∽８２０００００趟酿ｉ５００００１０００００５００００２００４００６００８００１０００１２００１４００结合能／ｅＶ圈４Ｃｕ掺杂ＡＩＮ薄膜剥蚀１０ｒａｉｎ后ＸＰＳ全谱２．３光致发光分析图６为挡板电弧离子镀非掺杂ＡｌＮ膜光致发光谱，从图中可以看出，只有一个主峰在４００ｎｍ左右的宽带发射峰，这与吕惠民等凹１所合成的六方单晶氮化铝薄膜所发出的紫光峰在４１３ｎｍ处相近．由于样品在制备的过程中是采用纯Ａｌ靶蒸发“”沉积，在Ａｌ靶的表面上会出现一些中毒现象，以及被氧化的一层表面，虽然在做实验过程中也对靶材表面进行溅射，但是由于时间过短，不太可能使表面彻底洁净．而在炉腔内部，本底真空也只达到１０＿３℃Ｐａ级别，而进行加热１００以上进行水气的清除，也并不能消除所有的水气，以上原因可能使样品在制备过程中就存在一定量的氧杂质污染，而样品在存放的过程当中也易与空气相接触，使氧污染加剧．由于此样品非刻意掺杂杂质元素，所以样品中应该只有氧杂质和一部分水气的存在．相对强度波长／ｎｍ圈６Ａ｜Ｎ膜光致发光谱万方数据第４卷第４期邱万奇，等：电弧离子镀ＡＩＮ薄膜的光致发光性能的研究５７５根据光致发光机理，电子要产生跃迁而发光，必须要使电子进入到价带上面的禁带或者导带以脱离原子核的束缚，而物体内部的缺陷和杂质才会破坏晶格的周期性，使电子在禁带中产生新的能级，或者进入导带中的能级；而在外界能量如紫外光的入射下，产生能级跃迁，而产生一定的发光现象．由于样品结晶性能并不是很好以及可能产生的少量元素富集现象，样品中可能有Ｎ朋（Ａ１替代Ｎ）、ＡＩ。（Ｎ替代ＡＩ）、ＶＡ。（铝空位）、０。（氧替代氮）等本征缺陷，而根据张勇［１胡经过计算机摸拟得到本征缺陷ＯＮ（氧替代氮）的光学跃迁能级为２．１８ｅＶ，对应的波长在４５０～６５０ｎｍ之间，与本文图谱相比较，所以可以说明ＯＮ（氧替代氮）缺陷并不是发光的主要原因．而其它的本征缺陷通过计算机模拟发现也不会引起在４００ｎｍ左右波长的辐射．所以引起发光的原因最大的可能性就在于样品中吸附的氧杂质所引起的．图７为室温条件下Ｃｕ掺杂ＡｌＮ薄膜的光致发光谱，薄膜的发光是以大约４５０ａｍ为中心的宽带发射，其半峰宽（ＦＷＨＭ）大约有１００ｎｍ．与ＡＬＭａｒｔｉｎＥ３］和巴德纯［１４］的研究相比，本实验在制样过程中没有加热，并且没有进行退火处理所观察到的发光现象，发射峰在４５０ｎｍ左右，具有明显的蓝色发光性能，这与他们的研究结果基本相近．相对强度４００４５０５００５５０６００６５０波长／ｎｍ圈７Ｃｕ掺杂ＡＩＮ薄膜室温ＰＬ谱Ｃｕ原子基态的电子构型为１ｓ２２ｓ２２ｐ６３ｓ２３ｐ６３ｄ１０４ｓ１，最外层电子排布为３ｄ１０４ｓ１，在其失去一个电子变成Ｃｕ＋时具有ｄ１０电子构型的离子，其离子半径为０．９６Ａ，其核正电荷为２９．一般认为３ｄ，。过渡族元素的发光一般是３ｄ１０—４ｓ１３ｄ１０跃迁而产生的，Ｃｕ＋在许多宿主中存在发光现象．根据传统的晶体场理论，所讨论的过渡族元素是从ｄ１到ｄ９，而ｄ１０元素是不做为过渡族元素加以讨论的，因为晶体场理论认为ｄ１０属于饱和的轨道，不能再进行分裂，它们的晶体场稳定化能为零，总角动量子量也为零，自旋量子数也为零．也有学者认为，ｄ１０电子轨道在晶体场如同其他过渡族元素的ｄ１到ｄ９的电子轨道一样分裂成ｄ（Ｔ：）和ｄ（Ｅ）两个副轨道，这与经典的晶体场理论相矛盾，所以无法用晶体场理论加以解释．３结论采用电弧离子镀靶前加挡板的方法制备纯ＡｌＮ和Ｃｕ掺杂的ＡｌＮ薄膜，薄膜沉积温度低，在未经扩散退火处理条件下，用激发波长为３７０ａｍ氙灯进行激发，发现多晶纯ＡｌＮ发紫光（～４００ｎｍ）；用Ｈｅ－Ｃｄ激光器在３２５ｎｍ激发下检测非晶Ｃｕ掺杂的ＡｌＮ薄膜发蓝光（～４５０ｎｍ）．参考文献：［１］Ｉ。ｌＡＪ，ＦＡＮＺＹ，ＤＡＨＡＲ，ｅｔａ１．２００ｎｍｄｅｅｐｕｈｒａｖｉｏ－ｌｅｔｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒｓｂａｓｅｄｏｎＡＩＮ［Ｊ３。ＡｐｐｌＰｈｙｓＬｅｔｔ，２００６，８９：２１３５１０．Ｅ２３吕惠民。陈光德，耶红刚，等．六方单晶氮化铝薄膜的合成与紫光发光机理［Ｊ］．光子学报，２００７，３６（９）：１６８７一１６９０．［３３ＭＡＲＴＩＮＡＬ，ＳＰＡＬＤＩＮＧＣＭ，ＤＩＭＩＴＲＯＶＡＶｌ，ｅｔａ１．ＶｉｓｉｂｌｅｅｍｉｓｓｉｏｎｆｒｏｍａｍｏｒｐｈｏｕｓＡＩＮｔｈｉｎ－ｆｉｌｍｐｈｏｓｐｈｏｒｓｗｉｔｈＣｕ，Ｍｎ．ｏｒＣｒＥＪ］．ＪＶａｃＳｃｉＴｅｃｈｎｏｌ：—Ａ，２００１，１９：１８９４１８９７．［４］ＣＡＬＤＷＥＬＬＭＬ，ＭＡＲＴＩＮＡＬ，ＤＩＭＩＴＲＯＶＡＶＩ，ｅｔａ１．ＥｍｉｓｓｉｏｎｐｏｒｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｎａｍｏｒｐｈｏｕｓＡＩＮ：Ｃｒ３＋ｔｈｉｎ－ｆｉｌｍｐｈｏｓｐｈｏｒ［Ｊ］．ＡｐｐｌＰｈｙｓＬｅｔｔ，２００１，７８：１２４６－１２４８．Ｅ５］ＬＩｕＦＳ，ＭＡＷＪ，ＬＩｕＱＬ，ｅｔａ１．Ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｅｒｂｉｕｍ－ｄｏｐｅｄＡｌＮｆｉｌｍｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｍａｇｎｅｔｒｏｎｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ［Ｊ］．ＡｐｐｌＳｕｒｆＳｅｉ，２００５，２４５：３９１－３９９．［６３ＤＩＭＩＴＲｏｖＡＶＩ，ＶＡＮＰＡＴＴＥＮＰ—Ｇ，ＲｌＣＨＡＲＤＳＯＮＨ。ｅｔａ１．Ｐｈｏｔｏ－，ｃａｔｈｏｄｏ－，ａｎｄ—ｅｌｅｃｔｒｏ－ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｓｔｕｄｉｅｓｏｆｓｐｕｔｔｅｒｄｅｐｏｓｉｔｅｄＡｌＮ：ＥｒｔｈｉｎｆｉｌｍｓＥＪ３．ＡｐｐｌＳｕｒｆ——Ｓｅｉ，２００１，１７５１７６：４８０４８３．１－７３ＭＡＱＢＯＯＬＭ．Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅａｎｄｔｈｅｒｍａｌａｎｎｅａｌｉｎｇｏｆ万方数据５７６材料研究与应用２Ｏ１Ｏｓｐｕｔｔｅｒｅｄｄｅｐｏｓｉｔｅｄｓａｍａｒｉｕｍ－ｄｏｐｅｄａｍｏｒｐｈｏｕｓＡＩＮｆｉｌｍｓＥＪ］．ＳｕｒｆＲｅｖ—Ｌｅｔｔ，２００５，１２：７６７７７１．Ｅ８３ＡＬＤＡＢＥＲＧＥＮＯＶＡＳＢ，ＯＳＶＥＴＡ，ＦＲＡＮＫＧ，ｅｔａ１．Ｂｌｕｅ。ｇｒｅｅｎａｎｄｒｅｄｅｍｉｓｓｉｏｎｆｒｏｍ””Ｃｅ，Ｔｂａｎｄ”ＥｕｉｏｎｓｉｎａｍｏｒｐｈｏｕｓＧａＮａｎｄＡＩＮｔｈｉｎｆｉｌｍｓ［Ｊ３．Ｊ—ＮｏｎＣｒｙｓｔａｌｌ——Ｓｏｌｉｄｓ，２００２，２９９３０２：７０９７１３．［９３Ｗｕｘ，ＨＯｍｍｅｒｉｅｈＵ，ＭａｃＫｅｎｚｉｅＪＤ，ｅｔ—ａｌ。ＰｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｓｔｕｄｙｏｆＥｒ－ｄｏｐｅｄＡＩＮ［Ｊ］．ＪＬｕｍｉｎｅｓｃ，１９９７，—７２－７４：２８４２８６．［１０］ＬｕＦ，ＣａｒｉｕｓＲ，ＡｌａｍＡ，ｅｔａ１．Ｇｒｅｅｎｅｌｅｅｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓ・ｃｅｎｃｅｆｒｏｍａＴｂ－ｄｏｐｅｄＡＩＮｔｈｉｎ－ｆｉｌｍｄｅｖｉｃｅｏｎＳｉ［Ｊ］．ＪＡｐｐｌ—Ｐｈｙｓ，２００２，９２：２４５７２４６０．［１１］ＲＩＣＨＡＲＤＳＯＮＨＨ，ＶＡＮＰＡＴＴＥＮＰ—Ｇ，ＲＩＣＨＡＲＤＳＯＮＤＲ。ｅｔａ１．Ｔｈｉｎ－ｆｉｌｍｅｌｅｃｔｒｏ－ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ—ｄｅｖｉｃｅｓｇｒｏｗｎｏｎｐｌａｓｔｉｃｓｕｂｓｔｒａｔｅｓｕｓｉｎｇａｎａｍｏｒｐｈｏｕｓＡＩＮ：Ｔｂ３＋［Ｊ］．ＡｐｐｌＰｈｙｓ—Ｌｅｔｔ，２００２，８０：２２０７２２０９．［１２］ＧＵＲＵＭＵＲＵＧＡＮＫ，ＣＨＥＮＨ，ＨＡＲＰＧＲ，ｅｔａｉ．ＶｉｓｉｂｌｅｃａｔｈｏｄｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｏｆＥｒ－ｄｏｐｅｄａｍｏｒｐｈｏｕｓＡ１Ｎｔｈｉｎｆｉｌｍｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌｐｈｙｓｌｅｔｔ，１９９９，７４：３００８．［１３］ＷＩＬＳＯＮＲＧ，ＳＣＨＷＡＲＺＲＮ，ＡＢＥＲＮＡＴＨＹＣＲ，ｅｔａ１．１。５４／ｔｍｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｆｒｏｍＥｒ－ｉｍｐｌａｎｔｅｄＧａＮａｎｄＡＩＮ口］．ＡｐｐｌＰｈｙｓＬｅｔｔ，１９９４，６５：９９２．［１４３巴德纯，佟洪波，闻立时．Ｍｎ或Ｃｕ掺杂非晶ＡＩＮ薄膜的光致发光特性ＥＪ］．真空科学与技术学报，２００７，２７—（６）：５０８５１０．［１５］ＦＥＲＮＡＮＤＥＺＡ，ＲＥＡＬＣ，ＳＡＮＣＨＥＺＬＯＰＥＺＪＺ，ｅｔａ１．ＴｈｅｕｓｅｏｆＸ－ｒａｙｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｔｏｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｆｉｎｅＡｌＮｐｏｗｄｅｒｓｓｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｔｔｒｉｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｎａｎｏ－ＳｔｒｕｃｔＭａｔｅｒ，１９９９，１１（２）：２４９－２５７．［１６］ＷＡＧＮＥＲＣＤ，ＲＩＧＧＳＷＭ，ＤＡＶＩＳＬＥ，ｅｔａ１．Ｈａｎｄｂｏｏｋｏｆ—ＸＲａｙＰｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｓｐｅｃｔｒｏ－ｓｃｏｐｙ［Ｍ］．ＮｅｗＹｏｒｋ：Ｐｅｒｋｉｎ－ＥｌｍｅｒＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＰｈｙｓｉｃａｌ—ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＤｉｖｉｓｉｏｎ。１９７９．［１７］ＲＯＣＨＥＦＯＲＴＡ，ＡＢＯＮＭ，ＤＥＬＩＣＨＥＲＥＰ，ｅｔａ１．ＡＩ－ｌｏｙｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＰｄ５０Ｃｕ５０（１１１｝ｓｉｎｇｌｅｃｒｙｓｔａｌｓｕｒｆａｃｅ［Ｊ］．Ｓｕｒｆ—Ｓｃｉ，１９９３，２９４（１—２）：４３５２．［１８３张勇．掺杂ＡＩＮ的理论和实验研究［Ｄ］．武汉：华中科技大学，２００８．ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｓｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＡＩＮａｎｄ—ＣｕｄｏｐｅｄＡＩＮｆｉｌｍｓｄｅｐｏｓｉｔｅｄｂｙｃａｔｈｏｄｉｃａｒｃｉｏｎｐｌａｔｉｎｇＱＩＵＷａｎ－ｑｉ，ＣＡＩＭｉｎｇ，ＺＨＯＮＧＸｉ－ｃｈｕｎ，ＹＵＨｏｎｇ－ｙａ，ＬＩＵＺｈｏｎｇ－ｗｕ，ＺＥＮＧＤｅ－ｃｈａｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０。Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓｈｉｅｌｄｐｌａｔｅｗａｓｐｏｓｉｔｉｏｎｅｄｉｎｆｒｏｎｔｏｆｔｈｅｃａｔｈｏｄｉｃａｒｃｔａｒｇｅｔｔｏｒｅｄｕｃｅｍａｃｒｏ－ｄｒｏｐｌｅｔｓｉｎｔｈｅｆｉｌｍｄｅｐｏｓｉｔｅｄｂｙｃａｔｈｏｄｉｃａｒｃｉｏｎｐｌａｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．ＴｈｅｐｕｒｅＡｌＮｔｈｉｎｆｉｌｍｗａｓｄｅｐｏｓｉｔｅｄｏｎ—Ｓｉ（１００）ｓｕｂｓｔｒａｔｅａｎｄ—ＣｕｄｏｐｅｄＡｌＮｔｈｉｎｆｉｌｍｏｎｑｕａｒｔｚｇｌａｓｓｓｕｂｓｔｒａｔｅ．Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆ—ａｓｄｅｐｏｓｉｔｅｄｆｉｌｍｓｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙＸ－ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ）．Ｘ－ｒａｙｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＸＰＳ）ａｎｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ．ＴｈｅｐｕｒｅＡ１Ｎｆｉｌｍｓｈｏｗｓｕｎｃｏｎｓｐｉｃｕｏｕｓ（１００）ｐｒｅｆｅｒｅｎｔｉａｌｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅ—ＣｕｄｏｐｅｄＡｌＮｔｈｉｎｆｉｌｍｉｓａｍｏｒｐｈｏｕｓｓｔａｔｅ；ｔｈｅＣｕａｔｏｍｒａｔｉｏｉｎ—ＣｕｄｏｐｅｄＡｌＮｔｈｉｎｆｉｌｍｉｓ１１％，ａｎｄｕｎｉｖａｌｅｎｔＣｕｉｏｎｉｓｅｘｉｓｔｅｄａｎｄｈａｓａｌｉｔｔｌｅｉｍｐｕｒｉｔｙｉｎｔｈｉｓｆｉｌｍ；Ｍｏｒｅｏｖｅｒ．ｖｉｏｌｅｎｔｌｉｇｈｔ（～４００ｎｎ）ｅｍｉｓｓｉｏｎｗａｓｏｈ－ｓｅｒｖｅｄｉｎＡｌＮｆｉｌｍ，ｗｈｅｒｅａｓ，ｂｌｕｅｌｉｇｈｔ（～４５０ｎｍ）ｅｍｉｓｓｉｏｎｗａｓｏｂｓｅｒｖｅｄｉｎ—ＣｕｄｏｐｅｄＡ１Ｎｆｉｌｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｒｃｉｏｎｐｌａｎｔｉｎｇ；Ａ１Ｎｔｈｉｎｆｉｌｍ；ｄｏｐｅｄ；ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ万方数据