HF-PECVD法生长BN1-xPx薄膜

以光学石英片为衬底,采用热丝 等离子体辅助化学气相沉积方法(HF PECVD)沉积了BN1-xPx薄膜。通过 X 射线衍射(XRD)、X 射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜 ( SEM )、X 射线能谱(EDAX)、紫外 可见(UV VIS)等测试手段研究了薄膜的化学组成、结构以及 P元素掺杂量对 BN1-xPx 薄膜材料光学带隙的调制规律。结果表明所沉积薄膜为B、P、N组成的三元化合物,没有相偏析,定向生长,与石英衬底结合牢固。BN1-xPx 薄膜中随着磷元素相对含量的增加,其光学带隙相应窄化,即通过控制磷的掺杂量可以有效调整该薄膜材料的光学带隙。     

BPxN1-x薄膜的制备及磷元素对其光学能隙的影响

本文从应用出发，选择光学石英为衬底，采用热丝辅助射频化学气相沉积的方法沉积BPxN1—x薄膜，对样品进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外—可见等测试。XRD、SEM结果显示薄膜多晶态，表面形貌随时间变化，最终为胞状；紫外—可见光光谱结果显示BPxN1—x薄膜的紫外吸收边随沉积时间的加长、PH3流量的增加而向长波长方向移动。因此，该材料的光学能隙可以通过生长工艺适当调整。另外，BPxN1—x薄膜与液晶层能较好匹配等特性更使其适用于紫外空间光调制器。     

BN薄膜的制备及BPXN1-X薄膜的紫外光敏特性

采用热丝和射频等离子体辅助化学气相沉积方法(HF-PECVD),以单晶硅为衬底在低温(< 500℃)条件下沉积氮化硼(BN)薄膜材料.通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、 X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)对薄膜样品的组成和结构进行了分析,探讨了温度和等离子体对沉积BN薄膜的影响.此外,用紫外-可见光分光光度计(UV)测试了石英衬底上生长磷掺杂氮化硼(BPXN1-X)薄膜样品的紫外吸收特征,分析了磷掺杂对 BN光学能隙的调节作用以及 BPXN1-X薄膜在紫外空间探测领域的应用前景.结果表明,以单晶硅和光学石英玻璃为衬底在低温条件下用 HF-PECVD方法可以沉积较高质量的 BN薄膜,BN的光学能隙宽度通过磷的掺杂可以得到连续调节,在紫外空间光探测领域具有很大的应用潜力.     

不同浓度的Si掺杂β-Ga_2O_3薄膜的制备及研究

本文采用射频磁控溅射法在Si (100)和石英衬底制备纯β-Ga_2O_3和不同浓度的Si掺杂β-Ga_2O_3薄膜,并且研究Si掺杂对β-Ga_2O_3薄膜结构、表面形貌和光学性质的影响。X射线衍射(XRD)测试结果表明,Si掺杂β-Ga_2O_3薄膜都未出现新的衍射峰,随着Si浓度的增加,β-Ga_2O_3的特征峰(111)逐渐向大角度方向移动。X射线光电子能谱(XPS)表明β-Ga_2O_3薄膜中成功掺入了Si元素。本文使用原子力显微镜(AFM)表征薄膜的表面形貌,结果表明薄膜表面的粗糙度随着Si浓度增加呈现单调递增的趋势。紫外-可见光(UV-visible)透射光谱表明薄膜均在可见光波段具有高透光率,薄膜的光学带隙随Si掺杂浓度的变大而变大。Si掺杂实现了β-Ga_2O_3的带隙可调,表明Si是一种有潜力的掺杂剂。     

Si(111)衬底上生长的立方MgxZn1-xO晶体薄膜

在国际上第一次采用电子束反应蒸发法在Si(111)衬底上生长了MgxZn1-xO晶体薄膜.能量色散X射线(EDX)特征能谱及X射线衍射(XRD)分析表明薄膜呈立方结构,薄膜的晶面取向依赖于生长温度,在200C温度下生长得到高度(200)取向的立方MgxZn1-xO薄膜,温度过高时得到多晶薄膜.对高度(200)取向的立方MgxZn1-xO薄膜的光荧光激发谱(PLE)分析表明其光学带隙为4.20eV,相对于MgO的带隙红移量为3.50eV.XRD分析还表明立方MgxZn1-xO薄膜与MgO衬底之间的晶格失配仅为0.16%.这使得高质量立方MgxZn1-xO/MgO多量子阱材料的制备成为可能.     

Al掺杂ZnO薄膜的微结构及光学特性研究

采用射频磁控溅射方法在玻璃衬底上制备出不同Al掺杂量的ZnO(AZO)薄膜。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致荧光发光(PL)等系统研究了不同Al掺杂量对ZnO薄膜的结晶性能、表面形貌和光学特性等的影响。结果显示,随着Al掺杂量的增加,薄膜的(002)衍射峰先增强后减弱,同时出现了(100)、(101)和(110)衍射峰,表明我们制备的AZO薄膜为多晶纤锌矿结构,适量的Al掺杂可提高ZnO薄膜的结晶质量,然而AZO薄膜的表面平整、晶粒致密均匀。薄膜在紫外-可见光范围的透过率超过90%,同时随着Al掺杂量的增加,薄膜的光学带隙值先增大,后减小。这与采用量子限域模型对薄膜的光学带隙作出相应的理论计算所得结果的变化趋势完全一致。     

氮掺杂氟化非晶碳薄膜光学性质的研究

用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)法制备氮掺杂氟化非晶碳(a-C:F:N)薄膜.用紫外-可见分光光谱仪、椭偏仪、傅立叶变换红外光谱仪对薄膜进行了检测.结果表明:随源气体中氮气含量的增加,光学带隙先减小后升高,折射率变化情况与之相反.在其它条件相同的情况下,升高沉积温度使得薄膜的光学带隙和折射率降低.光学带隙的大小与sp2键含量密切相关,sp2键浓度越大,薄膜的光学带隙越小.     

CIGS双梯度带隙吸收层的制备及特性

采用脉冲激光沉积(PLD)方法,在钠钙玻璃上沉积不同Ga含量的CuIn(1-x)Gax Se2薄膜,研究不同Ga含量对CIGS薄膜结构及光学特性的影响。研究表明:随着Ga含量增加,CIGS薄膜的光学带隙增大。优选特性较好的CIGS沉积在同一个钠钙玻璃衬底上,使Ga/(In+Ga)比在薄膜内纵深方向呈先减小后增加的变化。采用XPS逐层刻蚀分析薄膜的元素组成,利用带隙近似公式得到能带随深度变化情况,最终得到结构、光学特性和电学特性较好的双梯度带隙结构薄膜。     

Si(111)衬底上生长的立方MgxZn1-x晶体薄膜

在国际上第一次采用电子束反应蒸发法在Si(111)衬底上生长了MgxZn1-xO晶体薄膜。能量色散X射线(EDX)特征能谱及X射线衍射(XRD)分析表明薄膜呈立方结构，薄膜的晶面取向依赖于生长温度，在200℃温度下生长得到高度(200)取向的立方MgxZn1-xO薄膜，温度过高时得到多晶薄膜。对高度(200)取向的立方MgxZn1-xO薄膜的光荧光激发谱(PLE)分析表明其光学带隙为4．20eV，相对于MgO的带隙红移量为3．50eV。XRD分析还表明立方MgxZn1-xO薄膜与MgO衬底之间的晶格失配仅为0．16％。这使得高质量立方MgxZn1-xO多量子阱材料的制备成为可能。     

退火温度对CuGa_(0.8)Ge_(0.2)Se_2薄膜结构及光学特性的影响

采用脉冲激光沉积法在SiO2衬底上制备了CuGa0.8Ge0.2Se2薄膜。采用X射线衍射和X射线能谱仪研究了退火温度对薄膜晶体结构和成分的影响,利用扫描电子显微镜表征了薄膜的表面形貌,采用紫外—可见分光光度计分析了薄膜的光学特性。结果表明,在CuGaSe2中掺杂Ⅳ族元素Ge,光子吸收能量分别为0.65和0.92 e V,禁带宽度为1.57 e V,能够形成中间带。并随着退火温度的升高,CuGa0.8Ge0.2Se2薄膜的光学带隙逐渐减小。