不同射频溅射功率下直接制备Ca_2Si薄膜(英文)

磁控溅射系统在恒定Ar气压和Ar气流流量下,使用不同射频溅射功率在Si(100)衬底上分别沉积Ca薄膜;随后,800℃真空退火1 h.立方相的Ca2Si薄膜首次、单独、直接生长在Si(100)衬底上.实验结果指出,在多相共生的Ca-Si化合物中,沉积Ca薄膜时的射频溅射功率影响了立方相Ca2Si薄膜的质量;最优化的溅射功率是85 W.另外,退火温度为800℃时,有利于单一相Ca2Si的独立生长.并且,退火时间也是关键因素.     

射频溅射沉积不同厚度Ca膜退火直接形成Ca_2Si膜(英文)

使用射频磁控溅射系统在恒定溅射功率、Ar气压和Ar气流流量下,在Si(100)衬底上,分别沉积不同厚度的Ca膜。随后,800℃真空退火45分钟、1小时和1.5小时。半导体钙硅化物,即立方相的Ca2Si膜和简单正交相的Ca2Si膜首次、单独、直接生长在Si(100)衬底上。实验结果指明在多相共生的Ca-Si化合物中,Ca膜的沉积厚度、因溅射而生长的Ca-Si化合物的生长厚度决定了某一个单相的钙硅化物独立的生长。另外,退火温度为800℃时,有利于单相钙硅化物的独立生长。并且,退火时间也是关键因素。     

溅射功率对Ca2Si薄膜性质的影响

采用射频磁控溅射技术在Si（100）衬底上沉积了si-ca-si薄膜，并在高真空条件下对样品进行退火处理，直接生成立方相Ca2Si薄膜。研究了不同溅射功率对薄膜的晶体结构、表面（断面）形貌的影响，并对其光学性质进行了测试分析。结果表明：Ca2Si薄膜为立方结构且具有沿（111）向择优生长的特性，当溅射功率为120W时，Ca2Si薄膜变的均匀、致密，在400-800nm波长范围内，溅射功率对折射率n和吸收系数k的影响较小。     

氮化硼薄膜在退火相变中的应力研究

利用射频溅射系统在P型Si（100）衬底上制备氮化硼薄膜。对其进行600～1000℃的常压下N2保护退火。通过傅立叶变换红外谱（FTIR）分析，发现hBN-cBN-hBN的可逆相变。通过不同温度退火后立方相横光学振动模式峰位的移动，计算了氮化硼薄膜中残余应力的变化。发现沉积后退火很好地解决了高立方相氮化硼薄膜应力释放的问题，可提高立方氮化硼薄膜在硅衬底上的粘附性。并且探索性地讨论在退火过程中c-BN成核、生长与薄膜中应力变化的关系。     

工作气压对制备立方氮化硼薄膜的影响

本文报道了工作气压对射频溅射法制备立方氮化硼(c-BN)薄膜影响的实验结果.c-BN薄膜沉积在p型Si(100)衬底上,溅射靶为六角氮化硼(h-BN),工作气体为Ar气和N2气混合而成,薄膜的成分由傅里叶变换红外吸收谱标识.结果表明,与射频功率、衬底温度和衬底负偏压一样,工作气压也是影响c-BN薄膜生长的重要参数.要得到一定立方相含量的氮化硼薄膜,必须要有合适的工作气压,否则,薄膜中不能形成立方相.在工作气压为5×10-3乇时,得到了立方相含量在90%以上的立方氮化硼薄膜.     

Sol-gel法制备Si基Bi_3.15Nd_0.85Ti_3O_12铁电薄膜

采用Sol-gel法分别在Si（100）和Si（111）衬底上制备Bi3．15Nd0．85Ti3012（BNT）铁电薄膜。研究了衬底、退火温度、退火保温时间和薄膜厚度等因素对BNT铁电薄膜结晶和微观结构的影响。在500℃退火的BNT薄膜已经结晶形成层状钙钛矿相;升高退火温度（500-800℃）、延长保温时间（30-15...     

低压MOCVD生长TiO2薄膜结构和电性能研究

采用低压MOCVD法沉积生长了TiO2薄膜，研究了Si衬底取向，退火温度，退火时间，退火气氛对其结构和电性能的影响，结果表明，500℃下沉积生长于Si(111)和Si(100)上的TiO2薄膜为锐钛矿相多晶膜，经过600℃以上退火处理后，均可转变为纯金红石相结构。其中，Si(111)上的TiO2薄膜更容易转变为金红石相结构，而Si(100)上的TiO2薄膜，需要更高的退火温度和更长的退火时间才能转变为金红石结构。结果还表明，退火气氛中氧分压的大小对TiO2薄膜的结构无明显的影响。     

电子束蒸镀纳米TiO_2薄膜结构、相组成及亲水性研究

利用电子束蒸镀技术在石英玻璃和单晶Si〈100〉上制备了纳米TiO2薄膜,研究了衬底温度和退火温度对其结构、相组成和亲水性能的影响。结果表明,衬底温度为40~240℃时,石英玻璃上制备的薄膜为无定型TiO2,单晶Si〈100〉上制备的薄膜为弱结晶性的金红石TiO2,两类薄膜的亲水性均很差。退火温度显著影响薄膜的相组成及亲水性能。石英玻璃上不同衬底温度制备的TiO2薄膜经550,650℃退火后均转变为锐钛矿TiO2,具有很好的亲水性能。单晶Si〈100〉上不同衬底温度制备的TiO2薄膜经550~950℃退火后,均由金红石和锐钛矿TiO2混晶组成,且随退火温度升高,薄膜中锐钛矿TiO2含量逐渐增加;随退火温度升高,衬底温度为40℃时制备的TiO2薄膜的亲水性能逐渐降低,而衬底温度为240℃时制备的TiO2薄膜的亲水性能逐渐增强。     

Si(111)衬底上多层石墨烯薄膜的外延生长

利用固源分子束外延(SSMBE)技术, 在Si(111)衬底上沉积碳原子外延生长石墨烯薄膜, 通过反射式高能电子衍射(RHEED)、红外吸收谱(FTIR)、拉曼光谱(RAMAN)和X射线吸收精细结构谱(NEXAFS)等手段对不同衬底温度(400、600、700、800℃)生长的薄膜进行结构表征. RAMAN和NEXAFS结果表明: 在800℃下制备的薄膜具有石墨烯的特征, 而 400、600和700℃生长的样品为非晶或多晶碳薄膜. RHEED和FTIR结果表明, 沉积温度在600℃以下时C原子和衬底Si原子没有成键, 而衬底温度提升到700℃以上, 沉积的C原子会先和衬底Si原子反应形成SiC缓冲层, 且在800℃沉积时缓冲层质量较好. 因此在Si衬底上制备石墨烯薄膜需要较高的衬底温度和高质量的SiC缓冲层.     

Si衬底上RF磁控溅射MgO薄膜的研究

采用射频磁控溅射(rf magnetron sputte-ring)在Si(100)衬底上生长得到MgO薄膜。将在不同气压和Ar分压条件下得到的样品在氧气氛围下1000℃退火并进行X射线衍射(XRD)分析,结果表明,溅射总气压和O2分压影响MgO薄膜的择优取向,控制总气压和Ar分压可以控制MgO薄膜的晶格取向,Si衬底取向也对薄膜的择优取向产生影响。通过扫描电子显微镜(SEM)分析发现,MgO薄膜经过高温退火形成结晶并产生了表面裂纹。     

Sol-gel法制备Si基Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)铁电薄膜

采用Sol-gel法分别在Si(100)和Si(111)衬底上制备Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)(BNT)铁电薄膜。研究了衬底、退火温度、退火保温时间和薄膜厚度等因素对BNT铁电薄膜结晶和微观结构的影响。在500℃退火的BNT薄膜已经结晶形成层状钙钛矿相;升高退火温度(500～800℃)、延长保温时间(30～150min)、增加薄膜厚度(170～850nm),都有利于BNT薄膜晶粒长大,其中退火温度和薄膜厚度是影响晶粒长大的关键因素;每次涂覆的厚度大约是85nm。与Si(100)衬底相比,由于Si(111)与BNT薄膜具有更好的晶格匹配,因此BNT薄膜在Si(111)衬底上更容易结晶。     

溅射法低温生长纳米硅薄膜及异质结电池

用射频溅射法在P型硅衬底上生长了纳米硅薄膜,衬底温度控制在100℃左右,工作气体选用H2 Ar,氢气的分压控制在31%到73%,同时改变薄膜的沉积时间.用Raman、XRD、AFM、SEM 及椭偏仪对薄膜的特性进行了测定.XRD的测试结果表明,样品中存在一种微结构,不同于用PECVD方法生长的薄膜.椭偏仪的测试结果给出这种薄膜具有宽带隙.在室温条件下对异质结薄膜电池的I-V特性进行了测量.     

衬底和O2/Ar气体比例对ZnO薄膜结构及性能的影响

采用直流磁控溅射法沉积了ZnO薄膜,以X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜等手段对薄膜的晶体结构和微观相貌进行了分析,并对薄膜的电学性能进行了考察.结果表明:所制备薄膜沿c轴高度择优,并具有较高的电阻率;ZnO薄膜的沉积速率和c轴择优度是由O2/Ar气体比例和衬底共同决定的;Au衬底上的ZnO薄膜以三维生长为主,在Al和Si衬底上出现了不同程度的薄膜二维生长;电阻率随O2/Ar气体比例的提高逐渐增加,Si衬底上薄膜的电阻率高于Al和Au衬底上的.     

Si（111）基片上Mg2Si薄膜的脉冲激光沉积

采用脉冲激光沉积方法在Si(111)基片上制备了Mg2Si薄膜。研究了激光能量密度、退火气氛及压强、退火温度、退火时间等工艺条件对Mg2Si薄膜生长的影响。用X射线衍射仪分析了Mg2Si薄膜的物相,用原子力显微镜、高分辨场发射扫描电镜表征了薄膜的形貌。实验结果表明:在激光能量密度为2.36 J/cm2,Si(111)基片上室温、真空(真空度10-6Pa)条件下沉积,在Ar气压强为10 Pa,500℃,30 min条件下原位退火得到了纯相、结构均匀、表面平整、厚度约为900 nm的Mg2Si多晶薄膜。     

脉冲激光沉积法制备β-FeSi_2半导体薄膜

采用脉冲激光沉积(PLD)法在p型Si(100)衬底上制备了β-FeSi2半导体薄膜,并在沉积系统中进行了800℃、3h的原位高温退火过程,最后采用X射线衍射仪、3D显微镜、原子力电子显微镜、荧光光谱仪分析了实验样品的晶体结构、表面形貌、元素组成、红外吸收和光致发光特性。分析实验结果发现,制备的单相β-FeSi2多晶半导体薄膜结晶质量良好,β-FeSi2在Si(100)衬底上沿(202/220)方向择优生长,且在常温下测得了β-FeSi2半导体薄膜的光致发光谱。     

PECVD法制备纳米晶粒多晶硅薄膜

采用射频等离子体增强化学气相沉积系统(RF-PECVD)以高纯SiH4为气源在P型<100>晶向单晶硅片上、衬底温度600℃、射频(13.56MHz)电源功率50W时沉积非晶硅薄膜,利用高温真空退火制作纳米晶粒多晶硅薄膜.采用x射线衍射仪(XRD)、Raman光谱、AFM测量和分析薄膜微结构及表面形貌,实验结果表明,退火温度为800℃时非晶硅薄膜晶化,形成择优取向为<111>晶向的多晶硅薄膜;退火温度增加,Raman谱TO模和TA模强度逐渐减弱;AFM给出800℃退火后薄膜晶粒明显细化,形成由20～40nm大小晶粒组成的多晶硅薄膜,薄膜晶粒起伏程度明显减弱.     

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.     

射频溅射法制备的纳米硅薄膜的能带结构和Ⅰ-Ⅴ特性

用高频溅射法在P型硅衬底上生长了纳米硅薄膜,衬底温度控制在95℃左右,工作气体选用H2+Ar,氢气的分压控制在31%到70%,同时改变薄膜的沉积时间.Tauc曲线显示出用射频溅射法制备的薄膜是一种宽带隙材料.结合实验数据,在HQD理论基础上,给出了这种薄膜的能带结构图,并在理论和实验上分别对薄膜的Ⅰ-Ⅴ特性进行了研究.     

A1N薄膜的KrF准分子脉冲激光沉积

研究了采用脉冲激光沉积（PLD）技术在Si（100）衬底上A1N薄膜的制备及其性质。结果表明，衬底温度从室温到800℃的范围内，所得到的A1N薄膜为（002）择优取向的纤锌矿结构。随着衬底温度的升高，A1N薄膜从纳米晶结构转为多晶结构，同时表面微粗糙度上升。A1N晶粒呈柱状生长机制。     

退火对Y_2O_3薄膜结构和光学性能的影响

采用脉冲式静电辅助的气溶胶化学气相沉积方法成功的在Si(100)衬底上制备了Y2O3薄膜,研究了退火对Y2O3沉积薄膜的形貌、结构和光学性质的影响。X射线衍射分析结果表明沉积得到的Y2O3薄膜在退火前为非晶态结构,退火之后薄膜具有立方结构,并且具有(111)择优取向。SEM分析显示薄膜在退火后更加平滑、致密。椭偏仪的测试结果表明薄膜退火后的折射系数提高,消光系数减少。