脉冲激光沉积法制备β-BBO薄膜

采用脉冲激光沉积法、选取β-BBO陶瓷作为靶材在掺在Sr2 的α-BBO(001)衬底上进行了生长β-BBO薄膊膜的实验,生长出表面光滑、无色透明的薄膜.采用X射线粉末衍射(XRD)、高分辨X射线衍射仪(XRC)对薄膜进行了分析测试,结果表明,所制备的β-BBO薄膜择优取向为(00l)面,薄膜的双晶摇摆曲线半峰宽值FWHM为1000“左右,显示出β-BBO薄膜较好的结晶质量,其紫外吸收边同β-BBO单晶一样也为190 nm,但薄膜的透过率略有下降.采用调Q脉冲Nd:YAG激光器观察了β-BBO薄膜的倍频效应.     

气相传输平衡法在Sr2+:α-BBO衬底上制备β-BB0薄膜的研究

采用气相传输平衡技术在掺Sr2 的α-BBO(001)衬底上制备了β-BBO薄膜,研究了粉料配比、VTE处理温度以及恒温时间对薄膜质量的影响.结果表明,在适当的粉料配比、VTE处理温度以及恒温时间下,在Sr2 :α-BBO晶片表层制备呈c轴高度择优取向的、没有第二相物质的β-BBO薄膜,其双晶摇摆曲线半峰宽值FWHM为1000",显示出β-BBO薄膜较好的结晶质量.并对气相传输平衡技术制备β-BBO薄膜的机理进行了初步的探讨.     

在Sr 2+ :α-BBO单晶衬底上生长β-BBO薄膜的研究

采用液相外延法、脉冲激光沉积法以及气相传输平衡法在Sr^2＋：α-BBO（001）衬底上生长了质量优异的β-BBO薄膜，对薄膜进行了X射线衍射测试以及双晶摇摆曲线分析，结果表明，采用Sr^2＋：α-BBO单晶作为衬底制备的β-BBO薄膜具有高的择优取向度和低的半峰宽值，同目前制备β-BBO薄膜所采用的其他衬底材料相比，Sr^2＋：α-BBO和β—BBO之间具有结构相似、透光范围匹配以及化学稳定性匹配的优点，表明Sr^2＋：α-BBO单晶将是生长β-BBO薄膜的优异衬底材料．     

气相传输平衡法在Sr^2＋：α-BBO衬底上制备β-BBO薄膜的研究

采用气相传输平衡技术在掺Sr^2＋的α-BBO（001）衬底上制备了β-BBO薄膜,研究了粉料配比、VTE处理温度以及恒温时间对薄膜质量的影响。结果表明,在适当的粉料配比、VTE处理温度以及恒温时间下,在Sr^2＋：α-BBO晶片表层制备呈c轴高度择优取向的、没有第二相物质的β-BBO薄膜,其双晶摇摆曲线半峰宽值FWHM为1000＂,显示出β-BBO薄膜较好的结晶质量。并对气相传输平衡技术制备β-BBO薄膜的机理进行了初步的探讨。     

PLD工艺制备高质量ZnO/Si异质外延薄膜

采用脉冲激光沉积工艺在不同条件下以Si(111)为衬底制备了Zno薄膜.通过对不同氧压下(0～50Pa)沉积的样品的室温PL谱测试表明,氧气氛显著地提高了薄膜的发光质量,在50Pa氧气中沉积的ZnO薄膜具有最强的近带边UV发射.XRD测试说明在氧气氛中得到的薄膜结晶质量较差,没有单一的(002)取向.利用-低温(500℃)沉积的ZnO薄膜作缓冲层,得到了高质量的ZnO外延膜.与直接沉积的ZnO膜相比,生长在缓冲层上的ZnO膜展现出规则的斑点状衍射花样,而且拥有更强的UV发射和更窄的UV峰半高宽(98meV).对不同温度下沉积的缓冲层进行了RHEED表征,结果表明,在600～650℃之间生长缓冲层,有望进一步改善ZnO外延膜的质量.     

Si(111)衬底上3C-SiC的固源MBE异质外延生长

国内首次利用固源分子束外延(MBE)技术,在衬底温度为1100℃时,以Si(111)为衬底成功地外延生长出了3C-SiC单晶薄膜。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)以及原位反射高能电子衍射(RHEED)等手段研究了外延薄膜的晶型、结晶质量、外延膜与衬底的外延取向关系,并考察了薄膜制备过程中衬底的碳化对薄膜质量的影响。结果表明,外延膜与衬底晶格取向完全一致;碳化可以减小SiC和衬底Si之间的晶格失配、释放应力、引入成核中心,有利于薄膜单晶质量的提高;碳化温度存在最佳值,这一现象与成核过程有关。     

C面蓝宝石衬底上6H-SiC薄膜的低压化学气相外延生长与表征

采用低压化学气相沉积方法在C面蓝宝石衬底上异质外延生长出高结晶质量和良好表面形貌的6H-SiC薄膜,研究了CsHs气体流速对薄膜结晶质量的影响.随着C3Hs气体流速的降低,薄膜的结晶质量先增加后降低,表明薄膜的生长在开始阶段受表面反应控制,而后受质量输运控制.所得到的结晶质量最好的6H-SiC薄膜,其摇摆曲线半高宽为0.6°,已经达到单晶水平.没有使用A1N过渡层,制备出结晶质量更好的SiC薄膜,表明对于蓝宝石衬底上SiC薄膜的生长,起决定性因素的是温度,过渡层不是影响SiC薄膜结晶质量的主要因素.     

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.     

聚偏氟乙烯压电薄膜的制备及结构

采用溶液浸渍提拉法制备了β型PVDF压电聚合物薄膜,采用X衍射、扫描电镜等手段测定了PVDF薄膜的物相结构,结晶形态及薄膜厚度等.结果表明,基板的诱导作用使PVDF在较低温度下结晶形成极性的正交β相晶,在较高温度下结晶形成非极性的单斜相α晶.在低温下得到的PVDF薄膜中β晶呈典型的球晶结构,晶粒粒径随着膜厚的增加而增大,α晶体颗粒的堆积疏松,薄膜致密性差;在较高温度下形成的α晶相,以二维生长为主,晶粒大小随着膜厚的增加基本上保持不变,晶颗粒间接触紧密,薄膜致密性好.     

外延SCNN电光薄膜生长及研究

用激光脉冲沉积(PLD)法在MgO(001)衬底上成功地生长、制备出了外延铌酸锶钡钠(SCNN)电光薄膜.对生长制备出的SCNN电光薄膜用X射线衍射对其微观结构进行了测量研究;X射线衍射结果显示生长在MgO(001)衬底上的SCNN电光薄膜是外延膜;对生长在MgO(001)衬底上的外延SCNN电光薄膜在200～900nm光谱范围的透射光谱进行了测量研究,通过对薄膜透射光谱的振荡曲线分析计算得到了SCNN电光薄膜的光学常数,结果发现外延SCNN电光薄膜的折射率符合单电子模型.     

SrTiO3衬底上溅射法外延生长PLZT薄膜

用射频磁控溅射法在SrTiO3衬底上外延生长PLZT薄膜,研究了不同的溅射工艺对薄膜生长速率的影响,探讨了不同的后期热处理条件与薄膜取向度的关系.在SrTiO3衬底上成功制备出外延生长的、厚度达1.5μm的PLZT薄膜.     

铜铟硒薄膜的外延生长和表面重构及其电池性能研究

在GaAs的(110)、(001)和(111)A、(111)B等极性晶面上, 通过铜铟共溅-硒蒸镀的方法, 分布外延生长出(220/204)、(001)和(112)结晶取向的单晶CIS薄膜. 系统考察了CIS薄膜外延生长的结晶取向和表面微结构, 发现了这些CIS外延薄膜均需表面重构化而形成比表面能低的CIS(112)晶面, 结合晶体结构研究了各种晶面和比表面能的相关性. 通过各种衬底下不同结晶取向的CIS薄膜的太阳能电池组装, 发现当CIS薄膜生长具有(220/204)结晶取向时电池器件性能最好、效率最高, 说明可通过控制CIS薄膜的沉积条件和选用合适取向的衬底, 增加吸收层(220/204)的结晶取向, 从而显著提高CIS薄膜太阳电池的光电性能.     

MgO薄膜的制备方法及工艺条件对薄膜特性的影响

综述了MgO薄膜的主要制备方法,包括电子束蒸发、脉冲激光沉积、磁控溅射、金属有机物化学气相沉积、分子束外延和溶胶-凝胶法等。阐述了各种方法在制备MgO薄膜方面的优点和不足,重点讨论了不同的生长条件对薄膜结晶取向、表面形貌等性质的影响。     

异质外延MgO/SrTiO3薄膜中界面应力研究

本文利用激光分子束外延(LMBE)技术在SrTiO3(100)单晶基片上外延生长MgO薄膜，同时又在MgO(100)单晶基片上外延生长SiO3(STO)薄膜。通过反射高能电子衍射(RHEED)仪原位实时监测薄膜生长，研究薄膜的生长过程。并结合X射线衍射(XRD)仪来分析在不同的生长条件下，不同应力对薄膜外延生长的影响。在压应力情况下，MgO薄膜在STO基片上以单个晶胞叠层的方式生长，即以“Cubicon Cubic”方式进行外延；在张应力情况下，由于膜内位错较多，STO薄膜在MgO基片上以晶胞镶嵌的方式进行生长，即以“Mosaic”结构进行外延；提高生长温度，可以减少膜内位错，提高外延质量，使STO薄膜在MgO基片上以较好的层状方式外延生长。     

PLD方法生长ZnO/Si异质外延薄膜的研究

用脉冲激光沉积法在Si(111)衬底上制备了ZnO薄膜。RHEED和XRD测试表明,直接沉积在Si衬底上的ZnO薄膜为多晶薄膜,且薄膜的结晶质量随衬底温度的升高而下降。相比之下,生长在一低温同质缓冲层上的ZnO薄膜则展现出规则的斑点状RHEED图像,说明它们都是外延生长的高质量ZnO薄膜。XRD与室温PL谱分析表明,外延ZnO薄膜的质量随衬底温度的升高得到明显的改善。在650℃生长的样品具有最好的结构和发光特性,其(002)衍射峰的半高宽为0.185°,UV峰的半高宽仅为86meV。     

纳米晶粒受控生长抑制PZNT铁电薄膜中异相形成

在LaAlO3（001）、MgO（001）、SrTiO3（001）衬底以及SrTiO3（001）／PZT（001）种膜上用液相外延方法生长了PZNT薄膜。生长结果表明：在LaAlO3（001）基片PZNT晶粒以三维岛状自发生长。薄膜中有大量的焦绿石异相；在MgO（001）和SrlriO3（001）衬底上，为三维岛状异质外延生长。薄膜中焦绿石异相几乎消失；引入[001]取向的PZT种膜后，岛状三维生长变为二维生长，显著改善了外延膜的质量，获得了完整的PZNT膜。分析了衬底取向对紧邻层纳米尺寸范围的晶粒形成、薄膜晶粒的发育、克服薄膜中异相形成等的影响，总结了获得完整PZNT薄膜的生长条件。     

氢气氛退火对硅上低温外延制备的硅锗薄膜性能的影响

采用反应型热化学气相沉积系统在硅(100)衬底上外延生长富锗硅锗薄膜。四氟化锗作为锗源, 乙硅烷作为还原性气体。通过设计表面反应, 在低温条件下(350℃)制备了高质量的富锗硅锗薄膜。研究了氢退火对低温硅锗外延薄膜微结构和电学性能的影响。结果发现退火温度高于700℃时, 外延薄膜的表面形貌随着退火温度的升高迅速恶化。当退火温度为650℃时, 获得了最佳的退火效果。在该退火条件下, 外延薄膜的螺旋位错密度从3.7×10⁶ cm^-2下降到4.3×10⁵ cm^-2, 表面粗糙度从1.27 nm下降到1.18 nm, 而外延薄膜的结晶质量也有效提高。霍尔效应测试表明, 经退火处理的样品载流子迁移率明显提高。这些结果表明, 经过氢退火处理后, 反应型热化学气相沉积制备的低温硅锗外延薄膜可以获得与高温下硅锗外延薄膜相比拟的性能。     

弯曲磁过滤电流对TiN膜质量的影响

为研究弯曲磁过滤弧离子镀工艺的磁过滤电流变化对薄膜质量的影响,用弯曲磁过滤弧离子镀工艺在3.0～4.5A内变化磁过滤电流制备了TiN薄膜样品,用扫描电子显微镜观察了薄膜表面与截面形貌,用X射线衍射研究了薄膜的组织结构,从等离子体角度分析了磁过滤电流对薄膜表面质量、结晶质量等薄膜质量及生长速率的影响.结果表明,引入磁过滤后,因去除大颗粒的结果使薄膜表面均很光滑,且表面大颗粒的尺寸与磁过滤电流的大小关系不大.当磁过滤电流为4.0A时,TiN薄膜结晶良好、膜基结合紧密,生长速率达到最大的1.1μm/h,且具有很强的[200]择优取向.在4.0A磁过滤电流下制备的TiN薄膜所呈现的质量特性是由于此电流下等离子体密度与能量高、基体的位置又正好处于聚集的等离子体区域中心.     

RF溅射淀积Ce∶YIG磁光薄膜的热处理结晶化研究

基片温度低于溅射外延条件 ,采用低溅射功率密度磁控溅射沉积 ,进行后期热处理结晶化 ,制备出膜厚为 30 0 nm的掺铈钇铁石榴石 Ce∶ YIG磁光薄膜。对热处理前后的磁光特性进行比较 ,并分析了热处理结晶化过程中附属相的变化。薄膜在空气中热处理结晶化温度在 650℃附近。热处理后 ,室温下 633nm处其法拉第旋转系数约为 1.9× 10 4 deg/ cm,光吸收系数为 2 50 0 cm-1。     

衬底温度对Si(111)衬底上MBE异质外延3C-SiC薄膜的影响

利用固源分子束外延(SSMBE)技术, 在Si(111)衬底上异质外延生长3C-SiC单晶薄膜, 通过RHEED、XRD、AFM、XPS等实验方法研究了衬底温度对薄膜结构、形貌和化学组分的影响. 研究结果表明, 1000℃生长的样品具有好的结晶质量和单晶性. 在更高的衬底温度下生长, 会导致大的孔洞形成, 衬底和薄膜间大的热失配使降温过程中薄膜内形成更多位错, 从而使晶体质量变差. 在低衬底温度下生长, 由于偏离理想的化学配比也会导致薄膜的晶体质量降低.