声表面波器件的研究进展

声表面波器件作为一种新型的电子器件,近年来引起了人们极大的关注,在科学研究领域有了较大的进展,在现代无线通讯领域的应用范围日趋广泛.本文简述了目前国际上出现的声表面波器件的制备方法、性能研究及其应用,展望了其今后的发展趋势.     

声表面波器件的研究进展

声表面波器件作为一种新型的电子器件，近年来引起了人们极大的关注，在科学研究领域有了较大的进展，在现代无线通讯领域的应用范围日趋广泛。本简述了目前国际上出现的声表面波器件的制备方法、性能研究及其应用，展望了其今后的发展趋势。     

金刚石声表面波器件的研究与进展

高频无线通讯系统的迅速发展推动了对高频声表面波 (SAW)器件需求的不断增大。金刚石具有最高的声速和许多优于其他材料的特性 ,因此金刚石声表面波器件受到了越来越多的关注。本文介绍了金刚石声表面波器件的构成、制备方法 ,讨论了金刚石声表面波器件近年来国际上的研究进展 ,包括理论研究与实验进展的概况 ,并讨论了金刚石声表面波器件的未来发展趋势     

用于高频声表面波器件的CVD金刚石衬底的研究

使用纳米金刚石粉研磨工艺预处理硅片衬底抛光面,在低气压成核的条件下,以丙酮和氢气为反应物,采用传统的热丝辅助化学气相沉积法,制备了自支撑金刚石膜;通过射频磁控溅射法沉积氧化锌薄膜在自支撑金刚石膜的成核面,形成氧化锌/自支撑金刚石膜结构.通过光学显微镜、扫描电镜及原子力显微镜测试自支撑金刚石膜成核面的表面形貌.研究结果表明:成核期的低气压有助于提高成核密度,成核面表面粗糙度约为1.5 nm;拉曼光谱显示1334 cm-1附近尖锐的散射峰与金刚石SP3键相对应,成核面含有少量的石墨相,且受到压应力的作用;ZnO/自支撑金刚石膜结构的XRD谱显示,氧化锌薄膜有尖锐的(002)面衍射峰,是c轴择优取向生长的.     

金刚石声表面波器件的研究与进展

高频无线通讯系统的迅速发展推动了对高频声表面波(SAW)器件需求的不断增大。金刚石具有最高的声速和许多优于其他材料的特性，因此金刚石声表面波器件受到了越来越多的关注。本文介绍了金刚石声表面波器件的构成、制备方法，讨论了金刚石声表面波器件近年来国际上的研究进展，包括理论研究与实验进展的概况，并讨论了金刚石声表面波器件的未来发展趋势。     

新型声表面波器件中氧化锌薄膜的研制

本文采用直流磁控反应溅射法,在单晶Si(110),Al/Si,Diamond/Si三种衬底上分别生长出了高度c轴取向的ZnO薄膜.此薄膜具有高质量的纳米级结晶度(10nm～30nm),良好的表面平整度(低于10nm),高于107Ω·cm的电阻率及较高的应力承载性,很好的满足了薄膜声表面波(SAW)器件制备及降低损耗的需要.通过改变工作气压,氩氧比等工艺参数,较系统地探索了ZnO薄膜的制备条件.采用多种分析手段,如X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),高能反射式电子衍射(RHEED),原子力显微镜(AFM)等对薄膜的微观结构及结晶品质进行了测试分析,并对薄膜的电学性能及机械性能进行了考察.     

基于COMSOL的声表面波器件仿真

声表面波器件在通信、传感、射频识别等领域有着广泛的应用.以有限元方法为基础,利用有限元软件COMSOL对声表面波器件进行了仿真.从器件的模型建立入手,按由浅入深的顺序对无电极压电基片、压电基片表面沉积叉指换能器、叉指换能器表面溅射薄膜、薄膜上负载液体的4种结构进行了仿真分析.仿真研究表明:叉指换能器的电极效应会产生正、反特征频率,并且两种频率都随着叉指电极的敷金比与高度增加而向低频偏移;薄膜厚度的增加同样会导致器件频率向低频变化;当器件负载液体用于液体密度检测时,可通过器件频率变化对液体密度的灵敏程度来对薄膜厚度进行优化.其研究结果可以为声表面波器件的设计制作提供依据.     

PLD生长的ZnO薄膜的微结构及其发光特性研究

在不同的衬底温度下，通过脉冲激光淀积（PLD）方法在Si衬底上生长出c轴高度取向的ZnO薄膜。ZnO薄膜的结构分别通过X射线衍射（XRD）和广延X射线吸收精细结构（EXAFS）来表征，而表面成份和化学态则通过X射线光电子能谱来研究。利用光致发光（PL）来研究样品的发光特性。XRD结果和EXAFS结果都表明了500℃时生长的ZnO薄膜的结晶性比300℃时生长的要好。EXAFS结果和XPS结果显示，300℃时生长的ZnO薄膜处于富氧状态，而500℃时生长的则处于缺氧状态。结合XRD谱、EXAFS谱、XPS谱和PL谱的结果可以看到：随着ZnO薄膜的结晶性变好，它的紫外发光增强；另一方面，随着ZnO薄膜中O的含量减少，绿光发射变强。我们的结果表明绿光发射与ZnO中氧空位（V0）有关。     

6H-SiC单晶表面ZnO薄膜的制备及其结构表征

利用脉冲激光淀积(PLD)技术在6H-SiC单晶衬底上制备了ZnO薄膜. 利用X射线衍射(XRD), 反射式高能电子衍射(RHEED)和同步辐射掠入射X射线衍射(SRGID)φ扫描等实验技术研究了ZnO薄膜的结构. 结果表明:在单晶6H-SiC衬底上制备的ZnO薄膜已经达到单晶水平, 不同入射角的SRGID结果, 显示了ZnO薄膜内部不同深度处a方向的晶格弛豫是不一致的, 从接近衬底界面处到薄膜的中间部分再到薄膜的表面处, a方向的晶格常数分别为0.3264、0.3272和0.3223nm. 通过计算得到ZnO薄膜的泊松比为0.504, ZnO薄膜与单晶6H-SiC衬底在平行于衬底表面a轴方向的实际晶格失配度为5.84%.     

氧压对用PLD法生长氧化锌薄膜的电学特性的影响

本文研究了用脉冲激光沉积（PLD）法制备ZnO薄膜，给出了在不同氧压下生长氧化锌（ZnO）薄膜的XRD谱、表面的AFM图以及电阻率、迁移率、载流子浓度以及导电类型等电学特性，为探索制备P型ZnO薄膜提供实验依据。     

硅基氧化铱薄膜的脉冲激光沉积及其微观结构研究

采用脉冲激光沉积技术，在Si（100）基片上制备了高致密的氧化铱（IrO2）薄膜，研究了不同沉积温度对薄膜结构的影响。利用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱、扫描电镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）对制备的IrO2薄膜进行了表征。结果表明：在20Pa氧分压，250℃～500℃范围内，得到的薄膜为多晶的IrO2物相，其晶粒尺寸和粗糙度随着沉积温度的升高而增加；所得到的IrO2薄膜表面粗糙度低，厚度均匀，与基片结合良好。     

脉冲磁控溅射制备硼掺杂氧化锌纳米薄膜的光学特性研究

采用脉冲磁控溅射法制备硼掺杂氧化锌（ZnO：B）纳米薄膜,研究了其结构和光学特性,经XRD分析,ZnO：B为多晶纳米薄膜,具有六方钎锌矿结构,薄膜沿着c轴取向择优生长。薄膜在可见光和近红外光谱区的透光性很好,其中在可见光区的平均透光率可达84％以上,而在近红外区的透光率随着波长增加而逐渐降低至45％。在可见光区,ZnO：B纳米薄膜的光学常数随波长的变化很小且数值基本趋于恒定,而在紫外区,光学常数随波长的变化很明显,并且在367nm和397nm附近存在两个紫外发光峰。     

沉积时间对脉冲激光沉积法制备ZnO薄膜性能的影响

采用脉冲激光沉积技术(PLD)在氧气气氛中以高纯Zn为(99.999%)靶材,在单晶硅和石英衬底表面成功生长了ZnO薄膜.通过X射线衍射仪、表明轮廓仪、荧光光谱仪、紫外可见分光光度计对合成薄膜材料的晶体结构、厚度、光学性质等进行了研究,分析了ZnO薄膜的沉积时间对其性能的影响.结果表明,采用PLD法在室温下可以制备出(002)结晶取向和透过率高于75%的ZnO薄膜,但室温下沉积的ZnO薄膜的发射性能较差,沉积时间的延长不能改善薄膜的发光性能.     

脉冲激光沉积ZnO及其掺杂薄膜的研究

本文用脉冲激光沉积（PLD）法在SiO2基片上制备了ZnO薄膜和Zn1-xMnxO薄膜。X射线衍射、原子力显微镜、紫外-可见分光光度计对ZnO薄膜的测试结果表明：薄膜具有（103）面的择优取向，表面比较平坦；SiO2基片上制备的薄膜在387nm附近存在明显的吸收边，且薄膜的吸收对基片温度变化不明显。通过对Zn1-xMnxO薄膜的吸收光谱分析得出：Mn离子的掺杂改变了ZnO薄膜的禁带宽度，随Mn离子的掺杂量的增加，薄膜禁带宽度增加；薄膜的光吸收也从直接跃迁过渡为间接跃迁过程。     

高压PLD法生长p型钠掺杂氧化锌纳米线阵列

采用高压脉冲激光沉积法(HP-PLD)研究了压强、金催化层厚度对钠掺杂氧化锌纳米线(ZnO:Na)生长的影响, 并制备了ZnO:Al薄膜/ZnO:Na纳米线阵列同质pn结器件。实验发现, 当金膜厚度为4.2 nm, 生长压强为3.33×10⁴ Pa, 生长温度为875℃时, 可在单晶Si衬底上生长c轴取向性良好的ZnO纳米线阵列。X射线衍射和X射线光电子能谱综合分析证实了Na元素成功掺入ZnO纳米线晶格中。在低温(15 K)光致发光谱中, 观测到了一系列由Na掺杂ZnO产生引起的受主光谱指纹特征, 如中性受主束缚激子峰(3.356 eV, A0X)、导带电子到受主峰(3.312 eV, (e, A0))和施主受主对发光峰(3.233 eV, DAP)等。通过在ZnO:Al薄膜上生长ZnO:Na纳米线阵列形成同质结, 测得I-V曲线具有明显的整流特性, 证实了ZnO:Na纳米线具有良好的p型导电性能。     

脉冲激光沉积(PLD)法生长纳米ZnO薄膜的探索

在Si衬底上用脉冲激光沉积法生长C轴取向高度一致的ZnO纳米薄膜.实验制备ZnO纳米结构,其颗粒尺寸的控制是关键.通过改变衬底温度(400～700℃)和沉积时间,获得不同的ZnO纳米结构.SEM观察,在600℃时颗粒均匀且间隔明显,且该薄膜结构为不连续膜,这与其他衬底温度下所形成的薄膜结构有很大差异.XRD显示,600～700℃结晶良好.     

脉冲激光沉积制备Co掺杂ZnO薄膜的磁学性质研究

采用脉冲激光沉积的方法, 利用Zn_0.95Co_0.05O陶瓷靶, 在不同氧气压力下制备Zn_1-xCo_xO薄膜. 利用X射线衍射(XRD)、电子探针、吸收光谱对薄膜中Co含量、Co²⁺离子比例以及相组成进行了定量分析, 研究了沉积过程中氧气压力对薄膜中Co含量的影响, 定量讨论了薄膜中Co含量、Co²⁺离子比例以及相组成与薄膜室温磁性之间的关系, 分析了薄膜磁性的起源. 分析结果表明: 薄膜中Co含量随氧气压力增大而减少, Co以替位Co²⁺离子为主. 精细XRD分析表明, 薄膜中存在纳米尺度的金属Co团簇, 其含量与薄膜室温磁性估计的结果一致, Zn_1-xCo_xO薄膜的室温磁性归因于金属Co纳米团簇的超顺磁磁化机制.     

PLD法生长高质量 ZnO薄膜及其光电导特性研究

采用脉冲激光沉积（PLD）法在单晶Si（100）衬底上生长ZnO薄膜，以X射线衍射（XRD）和场发射扫描电镜（SEM）等手段分析了所得ZnO薄膜的晶体结构和微观形貌．结果表明，随着衬底温度和薄膜生长时氧分压的增加，ZnO薄膜的晶体结构和化学计量比得到显著改善．优化工艺（700℃，20Pa）下生长的ZnO薄膜呈c轴高度择优取向，柱状晶垂直衬底表面生长，结构致密均匀．以不同暗电阻的ZnO薄膜为材料，利用剥离（1ift-off）技术制备了MSM结构ZnO光电导型紫外探测器．紫外光照射前后的I-V特性测试表明ZnO薄膜产生非常明显的光电导现象，分析了其光电响应机理．     

纳米氧化锌的制备和应用研究

纳米氧化锌作为一种功能材料,具有许多优异的性能和广泛的应用价值.概述了纳米ZnO的研究现状和应用前景,介绍了各种制备方法及其优缺点,并总结了纳米ZnO粒子性能的研究状况.