Ag掺杂对Ge_2Sb_2Te_5结晶行为的影响

通过磁控溅射仪制备了Ge2Sb2Te5(GST)和Ag10.6(GST)89.4薄膜,利用X射线衍射(XRD)、电阻-温度(RT)测试、透射电子显微学以及径向分布函数(RDF)等方法对比研究了GST和Ag10.6(GST)89.4的结晶过程和微观结构及其演化的差异。发现掺Ag的薄膜非晶态、晶态电阻均比GST更高,而且结晶过程只有非晶相到面心立方相(fcc)的转变,没有出现GST的非晶到fcc再到六方相(hcp)的过程,XRD分析进一步证实了这一结果。同时,透射电镜原位加热实验证实了在300℃时,Ag10.6(GST)89.4仍然保持着fcc结构,而GST中已经出现了hcp相。通过统计230℃下时效处理的晶态薄膜的晶粒尺寸,发现Ag10.6(GST)89.4的平均晶粒尺寸小于Ge2Sb2Te5薄膜的,这可能是造成其晶态电阻高于GST的主要原因。     

溅射参数对Ge2Sb2Te5薄膜光学常数的影响

研究了溅射参数对Ge2Sb2Te5薄膜的光学常数随波长变化关系的影响,结果表明：(1)当溅射功率一定时,随溅射氩气气压的增加Ge2Sb2Te5薄膜的折射率先增大后减小,而消光系数先减小后增大.(2)当溅射氩气气压一定时,对于非晶态薄膜样品,在500nm波长以下,折射率随溅射功率的增加先增加后减小,消光系数则逐渐减小;在500nm以上,折射率随溅射功率的增加逐渐减少,消光系数先减小后增加.对于晶态薄膜样品,在整个波长范围折射率随溅射功率的增加先减小后增加,消光系数则逐渐减少.(3)薄膜样品的光学常数都随波长的变化而变化,在长波长范围变化较大,短波长范围变化较小.探讨了影响Ge2Sb2Te5薄膜光学常数的机理.     

Ge2Sb2Te5的电化学特性及化学机械抛光

从电化学角度研究了Ge2Sb2Te5薄膜在化学机械抛光液中的作用，以及不同的pH值和H2O2浓度下的电化学特性. 采用Solartron SI1287电化学设备测试了Ge2Sb2Te5薄膜在溶液中的开路电位和动电位扫描. 开路电位结果表明：Ge2Sb2Te5在pH值为10的抛光液中表现出钝化行为；而抛光液的pH值为11时，开始向活化转变；当pH值为12时，薄膜处于活化状态. 在动电位扫描过程中，不同的pH值和H2O2浓度下，薄膜的扫描曲线形状相似，表明薄膜腐蚀具有相同的反应机理. 自制碱性抛光液，对Ge2Sb2Te5薄膜进行化学机械抛光，用SEM和EDS对抛光后的结构进行分析. 结果表明，通过CMP实现了Ge2Sb2Te5填充结构.     

Cu/Sb掺杂SnO_2纳米晶薄膜的H_2S气敏特性

以SnCl2·2H2O、CuCl2·2H2O、SbCl3和无水乙醇为原料,采用sol-gel浸渍提拉法(sol-geldip-coatingmethod,SGDC)制备了纳米晶气敏薄膜。在多个工作温度和气体浓度下测试了薄膜对H2S的气敏特性。结果表明:r(Cu:Sb:Sn)为1:5:100,工作温度为140℃时,薄膜对H2S有很好的灵敏度和选择性,敏感浓度下限可达0.7×10–6。     

钛掺杂对Ge2Sb2Te5薄膜相变特性的改善

利用椭偏光谱术与XRD对钛掺杂Ge2Sb2Te5薄膜中钛元素对体系的光学性质及其微结构的影响进行了实验研究。进而对该薄膜进行的变温阻抗实验表明,钛掺杂Ge2Sb2Te5薄膜与未掺杂的薄膜相比具有更好的热稳定性。基于对薄膜样品的数据保持能力测试的实验数据,经阿伦纽斯外推处理可知,钛掺杂Ge2Sb2Te5薄膜样品的10年数据保持温度要高于未掺杂Ge2Sb2Te5薄膜样品。本文的实验结果均证实,钛掺杂Ge2Sb2Te5薄膜更适合应用于相变随机存取存储器中。     

Sb∶SnO2/SiO2纳米复合薄膜的光学及气敏特性

采用溶胶 凝胶 (sol gel)工艺制备了Sb∶SnO2 /SiO2 复合膜。通过原子力显微镜 (AFM )观察了薄膜样品的表面形貌 ,利用紫外 可见光谱 ,p 偏振光反射比角谱研究了复合薄膜的光学特性。结果表明 ,薄膜中的晶粒具有纳米尺寸 (～ 35nm)的大小 ,比表面积大 ,孔隙率高 ;薄膜的透光率高 ,可见光波段近 95 % ;其光学禁带宽度约 3 6 7eV。因此Sb∶SnO2 /SiO2 纳米复合膜可作为气敏薄膜的理想选择。通过对三种不同的气体C3 H8,C2 H5OH及NH3气敏特性的测试表明 ,Sb掺杂大大提高了SnO2 薄膜对C2 H5OH的灵敏度 ,纳米Sb∶SnO2 /SiO2 复合膜的气敏灵敏度高于纯SnO2 薄膜及Sb掺杂的SnO2 薄膜     

掺铒硫系玻璃光纤的中红外增益特性模拟研究

实验制备了Er3+掺杂质量分数为1%的Ga5Ge20Sb10S65硫系玻璃,测试了其折射率、吸收光谱和荧光光谱,利用Judd-Ofelt和Futchbauer-Ladenburg理论计算了Er3+离子的自发辐射几率、吸收截面和受激发射截面等光谱参数。在综合考虑Er3+离子的交叉弛豫、能量上转换和激发态吸收效应的基础上,应用四能级粒子数速率-光功率传输方程模型,模拟计算了Er3+掺杂Ga5Ge20Sb10S65硫系玻璃光纤的中红外2.74μm波段的增益特性。结果显示,Er3+掺杂硫系玻璃光纤在2.74μm中红外波段具有较高的信号增益和较宽的增益谱,最大增益值和20dB增益带宽分别超过了40dB和200nm,表明其是可用于中红外2.74μm波段宽带放大的理想增益介质。     

Electron-Microscopy Studies of the Structure of Thin Epitaxial Ge2Sb2Te5 Layers Grown on Si(111) Substrates

Semiconductors - For the creation of memory cells of new generation, structurally perfect epitaxial Ge2Sb2Te5 (GST) layers and multilayered crystalline structures based on GeTe/Sb2Te3 superlattices...     

Multilevel Recording in Ge2Sb2Te5 Thin Films

Semiconductors - The current–voltage characteristics measured on Ge2Sb2Te5 thin films in the current mode are studied. The effect of multilevel recording is established when applying...     

MEOMS封装的锗窗金属化结构界面特性研究

基于微光机电系统对真空封装的要求,采用磁控溅射法在锗窗口上制备不同膜系的金属化结构,研究在相同的热处理条件下,不同膜系结构对锗窗口界面特性的影响。采用俄歇电子能谱分析原子在膜层间和膜基间的扩散行为。采用划痕测试仪分析膜基间的力学性能。结果表明:Ni元素对Au元素的阻挡效果明显,Cr/Ge的界面扩散剧烈。Cr/Ni/Au金属化结构的膜基结合力为14N,优于其他膜系结构,对于提高锗窗膜基结合强度效果最显著。     

sol-gel法制备ATO薄膜的结构与光学性能研究

采用sol-gel法在玻璃衬底上制备ATO(SnO2∶Sb)薄膜,并用XRD、SEM、紫外-可见光谱和光致发光对薄膜进行了表征,研究了ATO薄膜的结构和光学性能。结果表明:ATO薄膜微晶晶相与SnO2一致,仍然是四方金红石结构;ATO薄膜在可见光区的透过率超过80%,当r(Sb∶Sn)为0.15时,ATO薄膜的透过率最高达87%;ATO薄膜在344～380nm处有一个很强的紫外-紫光发射带,随着Sb掺杂量的增加,发射峰逐渐变强,在r(Sb∶Sn)为0.25时,发射峰相对强度达302.4。     

Sb掺杂SnO2/SiO2纳米光学气敏薄膜的制备及其性质

采用溶胶凝胶(sol-gel)工艺制备了Sb掺杂SnO2/SiO2复合膜。通过X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外谱(FT-IR)及原子力显微镜(AFM)表征了薄膜样品的物相结构与表面形貌,利用紫外-可见光谱研究了复合薄膜光学特性．利用p-偏振光双面反射法对薄膜的气敏特性进行了测试。实验结果表明,薄膜中的晶粒具有纳米尺寸(～35nm)的大小．比表面积大,孔隙率高;薄膜的透光率高,可见光波段近95％;纳米Sb：SnO2：SiO2复合膜的气敏灵敏度高于纯SnO2薄膜及Sb掺杂的SnO2薄膜。     

一种基于快速自动聚焦的相变光刻系统

为了获得亚衍射级别的光刻图形,设计了一种光、机、电一体化的相变光刻系统。利用脉冲延迟技术产生了分辨率为1ns、脉宽可调的数字信号,对激光器进行驱动以获得相应脉宽的激光脉冲,然后通过LabVIEW软件和单片机,使系统各部件与计算机之间进行通信,以实现系统的全自动光刻过程。以Ge2Sb2Te5薄膜为基材料,利用其光学性质提出了一种针对相变材料的快速自动聚焦方法,并最终在该相变光刻系统上成功地得到了线宽为0.69m的Ge2Sb2Te5晶化图形,该尺寸远小于激光聚焦光斑。结果表明,该方法具有精度高、易操作、实现成本低等优点,这对简易相变光刻系统的设计具有很好的指导意义。     

蓝绿激光作用下沉积态Ag11In12 Sb51Te26相变薄膜的晶化性能

用反射率对比度来衡量晶化程度，分别探讨了脉宽为500ms，100ms，60ms的蓝绿激光(514nm)作用下沉积态Ag11In12Sb51Te26相变薄膜的晶化性能，表明Ag11In12Sb51Te26相变薄膜在蓝绿激光下可具有较高的晶化速度。对比分析了热致晶化后的Ag11In12Sb51Te26薄膜在514nm处的反射率对比度，结果表明激光晶化和热致晶化后薄膜的反射率对比度有明显差别，分别为8％和19．2％。     

AlGaInP microcavity light-emitting diodes at 650 nm on Gesubstrates

We demonstrate microcavity light emitting diodes (MCLEDs) emitting at 650 nm on Ge substrates. Ge has the advantage of lower cost and higher strength compared to GaAs substrates. The multi-quantum well microcavity devices consisted of AlGaAs-based distributed Bragg reflector (DBR) mirrors, AlGaInP active material with an additional 5-μm p-Al_0.55Ga_0.45As current spreading layer on top of the p-DBR. A maximum external quantum efficiency of 4.35% and an optical power higher than 5 mW was obtained for a device with 200-μm diameter. The results indicate the potential use of MCLEDs on Ge for visible LEDs     

一维光子晶体非线性微腔的缺陷模和双稳态

为了了解一维光子晶体布喇格非线性微腔产生的缺陷模和双稳态特性,采用数值模拟和理论分析相结合的方法,研究了缺陷层厚度变化和布喇格镜准周期性对缺陷模和双稳态的影响。研究结果表明,缺陷层厚度增大和折射率递增时,均可使缺陷模向低频方向移动,即布喇格腔共振模红移,因此,只要较小的入射光强就可使腔共振模红移到入射光模而产生阈值较低的双稳态,数值计算与理论分析是一致的。这对光子晶体微腔的设计有一定的意义。     

（英）离子束溅射法制备碳化锗薄膜的红外光学特性和力学特性

采用离子束溅射法通过在CH4和Ar 的混合气体中溅射Ge靶材制备碳化锗(Ge1-xCx)薄膜.分别通过原子力显微镜、拉曼光谱和X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱以及纳米压痕测试研究了薄膜的表面形貌、化学结构、光学特性和力学特性.同时分析了制备薄膜时的离子源束压和薄膜性质之间的关系.结果表明,薄膜的粗糙度随束压的增大而减小.在较高束压下制备的薄膜含有较少的C元素和较多的Ge-C键.薄膜具有非常好的红外光学特性和力学特性.薄膜在较大波长范围内具有良好的透光性能.C元素含量随着束压的升高而降低,进而导致薄膜的折射率在束压从300 V增大到800 V的过程中逐渐升高.薄膜的硬度大于8 GPa.由于薄膜中的Ge-C键代替了C-C 键和C-Hn键,薄膜的硬度随束压的增加逐渐增加.     

高性能ZnV Sb系压敏电阻陶瓷的制备

在传统工艺基础上,对V2O5/Sb2O3混合粉体先进行热处理,然后以热处理产物为主要掺杂剂,在950℃合成了显微结构均匀、相对密度98%以上、α大于50的ZnVSb系多元压敏电阻陶瓷材料。并研究了V2O5/Sb2O3预合成粉含量对材料显微结构和性能的影响。结果表明:V2O5/Sb2O3预合成粉含量升高,增大了晶界受主态密度,提高了材料的晶界势垒,使材料在压敏电压升高的同时,非线性系数得到改善。     

Ag-In-Te-Sb-O薄膜光学及短波长静态记录特性的研究

以Ag In Te Sb合金靶采用射频反应溅射在不同氧分压下制备了单层Ag In Te Sb O薄膜。对薄膜的反射光谱及光学常数 (n ,k)的研究结果表明 :在分压比PO2 /PAr =2 %～ 4%时制备的薄膜反射率较高 ,氩气保护下在30 0℃退火 30min后 ,在 5 0 0～ 70 0nm波长范围薄膜反射率增长可达 17%～ 2 5 % ;分压比PO2 /PAr=2 %时 ,薄膜在40 0～ 65 0nm波长范围有较强吸收 ,光学常数在退火前后也有较大差别。对薄膜静态记录性能的测试结果表明 :记录功率为 10mW ,脉宽为 10 0ns时 ,薄膜在记录前后反射率对比度高达 2 0 % ,具有良好写入灵敏性。连续多次进行写入 /擦除循环 ,擦除前后反射率对比度稳定 ,薄膜具有一定的可擦除性能。退火前后薄膜的X射线衍射 (XRD)结果说明退火后薄膜中仅有Sb的晶相 ,与Ag In Te Sb薄膜的结晶特性明显不同。薄膜的成分及各元素的化学状态用光电子能谱 (XPS)进行了分析。这类薄膜有望作为短波长高密度光存储材料。     

低损耗芯包结构Ge-Sb-Se 硫系玻璃光纤的制备与性能研究

为解决锗(Ge)基硫系玻璃光纤损耗相对较高等问题,采用物理和化学除杂相结合的工艺,制备出了高纯Ge28Sb12Se60硫系玻璃,显著降低了红外波段C、H、O 杂质吸收。应用真空高速旋转法,制备出了壁厚均匀、光学质量优异的Ge28Sb12Se58S2 硫系玻璃皮管。采用棒管法拉制出外径501.5 um、具有芯包结构的Ge-Sb-Se 硫系玻璃光纤,光纤弯曲半径为5 mm,红外波段吸收基线为2.2 dB/m(2.87 um和4.5 um 处除外)。