LPCVD法在GaN上生长Ge薄膜及其特性

本文报道了在GaN/蓝宝石作衬底生长Ge薄膜材料的外延生长及其特性研究。研究了不同外延生长条件。结果表明,使用低压化学气相外延技术在GaN/蓝宝石衬底复合衬底上可以生长Ge薄膜。高分辨X射线衍射谱研究得到了峰位分别位于2θ=27.3°、2θ=45.3°和2θ=52.9°的Ge峰.原子力显微镜研究表明得到的Ge薄膜的表面粗糙度为43.4nm。扫描电子显微镜研究表明生长的Ge/GaN/蓝宝石具有清晰的层界,表面Ge晶粒致密并且分布均匀。Raman谱表明所生长的Ge的TO声子峰位于299.6cm-1,这表明了生长的Ge薄膜具有良好的质量。     

脉冲激光沉积法在蓝宝石衬底上制备a轴取向YSZ薄膜

采用脉冲激光沉积方法,通过金红石相TiO2(200)纳米诱导层在蓝宝石衬底上生长了(200)取向的萤石相钇稳定氧化锆(YSZ)薄膜。通过反射式高能电子衍射对薄膜生长过程进行原位监测;用XRD分析进行后位的薄膜结构表征;使用原子力显微镜来观测薄膜的形貌及晶粒大小。结果表明,我们成功地在蓝宝石衬底上外延了具有三重旋转织构的a轴取向萤石相YSZ薄膜,其外延关系为YSZ(200)∥TiO2(200)∥Al2O3(0001);YSZ[010]∥TiO2[001]∥Al2O3[11-20]。     

Al_2O_3衬底上Pb(Zr,Ti)O_3铁电薄膜的外延生长与性能

以SrRuO3(SRO)作为缓冲层,利用脉冲激光沉积的方法,首次在蓝宝石(Al2O3)衬底上制备了PbZr0.52-Ti0.48O3(PZT)外延薄膜。利用X射线衍射分析得到了PZT薄膜与Al2O3衬底的外延关系,即(111)[110]PZT//(0001)[1010]Al2O3。所制备的PZT薄膜具有较强的铁电极化性能,饱和极化值达到138.3μC/cm2。同时,利用对电流-电压性质的测量研究了铁电极化的退反转现象。     

MOCVD法制备SnO2单晶薄膜的结构和光学性质

用金属有机物化学气相沉积（MOCVD）法在蓝宝石（0001）衬底上制备出高质量的氧化锡（SnO2）单晶薄膜。对制备薄膜的结构和光学性质进行了研究。制备样品具有纯snO2的四方金红石结构，其外延生长方向为SnO2（100）∥Al2O3（0001）。薄膜均匀、致密，具有很好的取向性和结晶性。透射谱测量结果表明，在可见光区薄膜的绝对透过率达到了90％以上。     

衬底温度对磁控溅射制备外延ZnO薄膜结构特性的影响

在不同的衬底温度下,采用磁控溅射方法在蓝宝石(0001)衬底上制备了外延生长的ZnO薄膜.采用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、可见-紫外分光光度计系统研究了衬底温度对ZnO薄膜微观结构和光学特性的影响.AFM结果表明在不同村底温度制备的ZnO薄膜具有较为均匀的ZnO晶粒,且晶粒的尺寸随衬底温度的增加逐渐增大.XRD结果显示不同温度生长的ZnO薄膜均为外延生长,400℃生长的薄膜具有最好的结晶质量;光学透射谱显示在370nm附近均出现一个较陡的吸收边,表明制备的ZnO薄膜具有较高的质量,其光学能带隙随着衬底温度的增加而减小.     

PLZT（28／0／100）薄膜的溶胶—凝胶制备技术及显微结构

用溶胶—凝胶技术及回旋法,在石英玻璃和单晶si基片上制备PLZT(28/0/100)多晶薄膜;在SrTiO3和α-A12O3单晶基片上外延生长择优取向薄膜.其外延关系分别为(100)PLZT(28/0/100)//(100)SrTiO3和(100)PLZT(28/0/100)//(0001)Al2O3.用IR,XRD.RHEED,SEM和SIMS分析凝胶中杂质、凝胶的分子结构和薄膜的显微结构.结果表明,用溶胶—凝胶技术能制备出显微结构良好的多组份陶瓷薄膜.     

生长参数对Si1-xGex:C合金薄膜中元素分布的影响

用化学气相淀积方法在Si(100)衬底上外延生长Ge组分渐变的Si1-xGexC合金薄膜.本文通过能量色散谱仪乔(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)对合金薄膜的元素深度分布和表面形貌进行了表征,分析研究了外延层的生长温度、生长时间对Si1-xGexC合金薄膜性质的影响.结果表明,Si1-xGexC外延层生长温度和生长时间一定范围内的增加加强了岛与岛之间的合并,促进了衬底Si原子向表面扩散、表面Ge原子向衬底扩散,且生长温度比生长时间对Si、Ge原子互扩散的影响大.     

SiC/Al2O3界面结构的同步辐射X射线掠入射衍射研究

采用固源分子束外延技术,以Al2O3为衬底,在1100℃下制备SiC薄膜。利用同步辐射X射线掠入射(GID)实验技术对生长的样品的界面结构进行了研究。结果表明,薄膜面内存在压应变,同时发现薄膜晶体质量在远离薄膜和衬底界面区会逐渐变好。GID和X射线衍射的摇摆曲线结果表明薄膜中镶嵌块的扭转大于倾斜,说明SiC薄膜在垂直方向的晶格排列要比面内更加有序。     

衬底温度对钇稳定氧化锆薄膜择优生长的影响

使用脉冲激光沉积(PLD)技术在Si(100)衬底上沉积钇稳定的氧化锆(YSZ)薄膜,用XRD分析薄膜的结晶取向,SEM和AFM观测薄膜表面形貌,研究了在200-650℃的不同衬底温度下薄膜的择优生长.结果表明:衬底温度较低的YSZ薄膜为非晶组织,衬底温度为300-500℃时YSZ晶粒以表面能低的(111)面首先择优生长,衬底温度超过550℃后晶粒活化能提高而使表面能较高的(100)晶粒择优生长.YSZ薄膜是典型的岛状三维生长模式,较高的衬底温度有利于原子在衬底表面迁移和重排结晶长大.同其它沉积技术相比,用PLD技术能在比较低的衬底温度下在Si(100)表面原位外延生长出较高质量的YSZ薄膜.     

SiO2/Si(111)表面Ge量子点的生长研究

Si衬底用化学方法清洗后,表面大约残余1.0 nm厚SiO2薄膜.利用原子力显微镜(AFM)和反射高能电子衍射(RHEED)来研究温度和Ge蒸发厚度对在SiO2薄膜表面生长的Ge量子点的影响.实验结果表明,当衬底温度超过500 ℃时,SiO2开始与Ge原子发生化学反应,并形成与Si(111)表面直接外延的Ge量子点.在650 ℃时,只有Ge的厚度达到0.5nm时,Ge量子点才开始形成.