衬底温度对柔性硫化锌薄膜结构与光学性能的影响北大核心CSCD

本文利用射频磁控溅射薄膜沉积技术在柔性聚酰亚胺(PI)、氧化铟锡(ITO)玻璃及石英玻璃衬底上制备了透明硫化锌(ZnS)薄膜。通过改变生长过程中的衬底温度,全面系统地研究了衬底温度对柔性和刚性ZnS薄膜的晶体结构、光透过率、光学常数以及表面性能影响的规律。研究表明升高衬底温度有利于形成ZnS薄膜(111)晶面的择优取向生长。不同衬底温度条件下制备的柔性和刚性ZnS薄膜在可见光波长范围内的平均光透过率均大于80%;在红外波长范围的平均光透过率达到85%。柔性ZnS薄膜在400 nm-890 nm波长范围内的光学折射率为2.21-2.56。刚性ZnS薄膜的光学折射率随着衬底温度的升高有所增加,当衬底温度为300℃时,刚性ZnS薄膜在890 nm波长处的折射率达到2.26。柔性ZnS薄膜厚度及表面粗糙度均随着衬底温度的升高而降低,当衬底温度为300℃时,柔性ZnS薄膜表面均方根粗糙度达到最小值2.99 nm。为实现高性能柔性ZnS光电器件,应控制生长柔性ZnS薄膜的衬底温度在200℃-300℃,以获得最优化的器件性能。     

退火温度对ZnO:Al透明导电薄膜结构和性能的影响

采用溶胶-凝胶法(sol-gel)在普通载玻片上制备了ZnO∶Al薄膜,在200～600℃下退火.利用XRD、紫外-可见光-近红外分光光度计和电阻测试仪等分析方法研究了不同退火温度对薄膜结构和光电性能的影响.结果表明,退火温度在300℃以上,薄膜开始结晶,400℃以上,薄膜出现明显结晶,且沿(002)方向择优取向,随着退火温度升高,(002)峰的强度逐渐增强,晶粒尺寸逐渐增加;薄膜在可见光范围内的透过率均＞85%以上,退火温度高的薄膜在可见光范围内的透过率明显提高,光学带隙在3.32～3.54eV,且随着温度的升高而降低;薄膜的电阻率随退火温度的增高而有所降低,但是仍较高,在103俜cm量级.     

连续式离子层吸附与反应法沉积CuSCN薄膜及其微观结构、光学特性研究

采用乙二醇作溶剂,以连续式离子层吸附与反应法(SILAR)实现硫氰酸亚铜(CuSCN)薄膜在ITO、TiO2薄膜以及玻璃衬底上的沉积.通过X射线衍射、扫描电镜和紫外-可见光透过谱等手段表征薄膜结晶性、表面和断面微观形貌以及光学特性.结果表明,衬底以及溶剂性质均对SILAR法薄膜沉积过程存在重要影响.ITO衬底上获得的CuSCN薄膜更为致密,呈结晶态,而TiO2薄膜衬底上的CuSCN薄膜主要由颗粒组成,为非晶态.随沉积次数增加,薄膜表面粗糙度增大,光学透过率逐渐下降.在优化条件下(ITO衬底,20次沉积循环),所得CuSCN薄膜表面致密均匀,可见光透过率约60%.     

透明导电InSnGaMo氧化物薄膜光电性能研究

利用脉冲激光沉积法在石英衬底上制备出了可见光透过率高、电阻率极低的Ga,Mo共掺杂ITO基InSnGaMo复合氧化物薄膜。研究了衬底温度对薄膜结构、表面形貌、光电性能的影响。实验结果表明:衬底温度对InSnGaMo复合氧化物薄膜形貌、光电性能均有很大影响。X射线衍射、扫描电镜和霍尔测试结果表明,随着衬底温度的升高,薄膜晶粒度增大,电阻率快速下降,可见光平均透过率明显提高。当衬底温度为450℃时,InSnGaMo复合氧化物薄膜的电阻率最低为4.15×10-4Ω.cm,载流子浓度和迁移率最大分别为3×1020cm-3,45 cm2V-1s-1,在可见及近红外区平均透过率达92%,特别地,波长为362 nm时,最高透射率可达99%。     

衬底温度对脉冲激光沉积法制备的CuO薄膜性能的影响

通过脉冲激光沉积的方法在玻璃衬底上制备CuO薄膜,并研究了衬底温度对薄膜结构,光学以及电学性能的影响。结果表明:在不同衬底温度下得到的薄膜均为CuO,并且在红外区域,薄膜的透过率均高于65%。温度升高到300℃,具有较高的结晶质量和红外光透过率,薄膜的电学性能也随之变好,出现最低电阻(2.33×102Ωcm),较高的载流子浓度5.28×10161/cm3。最重要的是在500℃时氧化铜实现了由p型向n型的转变。     

基底温度对直流溅射Nb掺杂TiO2薄膜性能的影响

采用陶瓷靶直流磁控溅射,以玻璃为基底制备2.5wt%Nb掺杂TiO2薄膜,控制薄膜厚度在300~350 nm,研究了不同基底温度下所制得薄膜的结构、形貌和光学特性.XRD分析表明,基底温度为150℃、250℃和350℃时,薄膜分别为非晶态、锐钛矿(101)和金红石相(110)结构.基底温度250℃时,锐钛矿相薄膜的晶粒尺寸最大,约为32 nm.薄膜表面形貌的SEM分析显示,薄膜粗糙度和致密度随基底温度升高得到改善.薄膜的平均可见光透过率在基底温度为250℃以内约为70%,随基底温度升高至350℃,平均透过率下降为59%,金红石相的存在不利于可见光透过.Nb掺杂TiO2薄膜的光学带宽在3.68~3.78 eV之间变化.基底温度为250℃时,锐钛矿相薄膜的禁带宽度最大,为3.78 eV.     

衬底温度对CuCrO2薄膜光电性能影响

采用射频磁控溅射法制备了不同衬底温度的CuCrO2薄膜,通过X射线衍射、扫描电镜、紫外吸收光谱及电学性能的测量表征了薄膜样品的结构与性能,结果表明,衬底温度对CuCrO2薄膜形貌结构、光学、电学性能影响较大。当衬底温度为750℃时,薄膜为结晶态。薄膜的可见光透过率随衬底温度提高有所增加。750℃时,CuCrO2薄膜直接带隙降低到3．02eV。电导率随衬底温度提高先增加后降低,500℃时,薄膜的电导率最高,达到27．1S·cm^-1,电导率对数随温度倒数变化关系表明,CuCrO2薄膜在300K-220K温度区间内均符合半导体热激活导电规律。     

衬底温度对磁控溅射法制备ZnO薄膜结构及光学特性的影响

采用射频反应磁控溅射法在玻璃衬底上制备了具有c轴高择优取向的ZnO薄膜,利用X射线衍射仪、扫描探针显微镜及紫外分光光度计研究了生长温度对ZnO薄膜的结构及光学吸收和透射特性的影响.结果表明,合适的衬底温度有利于提高ZnO薄膜的结晶质量;薄膜在紫外区显示出较强的光吸收,在可见光区的平均透过率达到90%以上,且随着衬底温度的升高,薄膜的光学带隙减小、吸收边红移.采用量子限域模型对薄膜的光学带隙作了相应的理论计算,计算结果与实验值符合得较好.     

PET衬底上ITO薄膜的制备及光电性能

用脉冲磁控溅射法在柔性衬底聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)上制备了氧化铟锡(ITO)透明导电薄膜,研究了溅射气压、时间和衬底温度等工艺条件对ITO薄膜光电性能的影响,并采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对薄膜的物相结构与表面形貌进行了分析。结果表明:薄膜的平均晶粒尺寸随衬底温度的升高而增大;当溅射时间增加时,方块电阻与光透过率均减小;当衬底温度升高时,方块电阻减小,可见光透过率增大。     

ICPCVD低温生长非晶硅的工艺及光学特性研究北大核心CSCD

文章利用ICPCVD在100℃及以下玻璃和蓝宝石片衬底上生长非晶硅薄膜,并通过调节Ar和SiH4气体流量比例、射频功率及衬底温度等参数,实现低温下高质量非晶硅薄膜的生长。随后用拉曼光谱表征分析研究了衬底温度变化对非晶硅薄膜沉积质量的影响,并计算出衬底温度为100℃时,非晶硅薄膜的结晶分数和微晶尺寸分别为64.4%和4.7 nm。此外还研究了非晶硅薄膜折射率和透过率等光学特性,并计算出薄膜的光学带隙最低为1.68。最后制备了两种a-Si/SiO_(2)/a-Si布拉格反射结构,厚度分别为36/100/41 nm和62/132/60 nm。两种结构在可见光和红外波段分别实现了90.4%和88.9%的最高反射率。     

衬底温度对直流磁控溅射法沉积ZnO∶Ti薄膜性能的影响

利用直流磁控溅射工艺,在石英玻璃衬底上沉积出了具有高度C轴择优取向的掺Ti氧化锌(ZnO∶Ti,TZO)透明导电薄膜。研究了衬底温度对TZO薄膜应力、结构和光电性能的影响。结果表明,衬底温度对TZO薄膜的结构、应力和电阻率有重要影响。TZO薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜。在衬底温度为100℃时,实验获得的TZO薄膜电阻率具有最小值2.95×10-4Ω.cm,400℃时薄膜出现孪晶,随着温度的升高,薄膜应力具有减小的趋势。实验制备的TZO薄膜附着性能良好,可见光区平均透过率都超过91%。     

Bi3.45Eu0.55Ti3O12铁电薄膜的光学性能

采用化学溶液沉积法在石英衬底上制备了Bi3.45Eu0.55Ti3O12(BEuT)铁电薄膜,研究了BEuT薄膜的结构和光学性能。XRD测试结果表明,BEuT薄膜皆形成铋层状钙钛矿型结构,其晶粒尺寸随着退火温度的提高而增加。薄膜的光学透过率曲线显示,在大于500nm的波段BEuT的透过率比较高,而其禁带宽度大约为3.61eV。BEuT薄膜的发光强度随着退火温度的提高,先是增强后减弱,在700℃时达到最大。这与薄膜的结晶状况有关。     

直流磁控溅射有机衬底和玻璃衬底ZnO∶Al薄膜结构及特性的研究

利用直流磁控溅射法在有机薄膜衬底和普通玻璃衬底上制备出了具有良好附着性的ZnO∶Al透明导电膜,对制备薄膜的结构和光学特性进行了比较研究.研究发现:铝掺杂的氧化锌薄膜是多晶膜,具有六角纤锌矿结构;在衬底温度为100℃,溅射压强1.0 Pa,氧氩比为1∶2.58时,ZnO∶Al薄膜具有(002)择优取向,晶化也比较好,在可见光区的平均透过率分别达到了77.6%和82%.     

退火温度对溶胶-凝胶法制备的ZnO薄膜性质的影响

为了提高ZnO薄膜的光学性能,采用溶胶-凝胶(sol-gel)和简易浸渍提拉法在石英基片上制备ZnO薄膜,并在不同温度下进行退火处理。利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、光致发光(PL)及紫外可见分光光度计对薄膜的结构特征、表面形貌和光学性质进行表征和测试。结果表明:所制备的ZnO薄膜均为六方形纤锌矿结构,结晶程度随退火温度的升高逐渐提高,薄膜透光性能良好,当退火温度低于500℃时,ZnO薄膜在见光区的平均透过率在70%以上。     

磁控溅射MoO_3半导体功能薄膜的制备与结构性能研究

采用射频磁控溅射技术分别在Si(100)和玻璃衬底上通过调整不同的溅射功率和退火温度成功制备了MoO3薄膜。利用X射线衍射、扫描电镜、紫外可见光分光光度计、接触角测量等进行了表征和分析。X射线衍射表明400℃以上沉积的MoO3结晶薄膜属正交晶系,沿(0k0)(k=2n)取向择优生长,衍射峰强度和薄膜的结晶度随溅射功率的提高逐渐增强;利用扫描电镜观察表面形貌,发现结晶的薄膜表面发生了不同程度的变化,由初期均匀分布的纳米细长状颗粒长大成二维片状结构;紫外可见光分光光度计测试表明,薄膜在可见光区具有良好的光学透过性,平均透过率达60%以上;接触角测量发现薄膜呈明显亲水性,通过后续的表面氟化改性热处理,实现了薄膜亲水-疏水的润湿性能转换。     

脉冲激光沉积制备SnS薄膜及其光学特性的研究

利用脉冲激光沉积法在玻璃衬底上制备SnS薄膜,研究了SnS薄膜的晶体结构、表面形貌以及有关光学特性。所制备的SnS薄膜样品为斜方晶系多晶结构,在(111)晶面上有很强的择优取向性;衬底温度在100~400℃范围内,表面形貌有所区别,随着温度升高,薄膜表面分别呈现大小晶粒共存、片状颗粒、针状颗粒和锥状颗粒的形貌特征;紫外区的SnS薄膜透过率极低,可见光范围的透过率很低,近红外区的透过率较大;样品在可见区和紫外区吸收强烈,吸收系数达105cm-1量级,直接禁带宽度为1.39~1.46 eV。     

衬底温度对CuI薄膜微结构与性能的影响

采用喷射沉积技术，探讨不同的衬底温度对CuI薄膜的微结构与性能的影响。通过x射线衍射谱，场发射扫描电子显微镜，霍尔测试仪和紫外．可见光分光光度计等测试了CuI薄膜的微结构、表面形貌和光电性能。研究结果表明，衬底温度为120℃时CuI薄膜的结晶性较好，薄膜表面相对均匀致密。可见光透过率随着衬底温度升高先增大后减小，在衬底温度为120℃时最高，近76％，适合作Al：ZnO／p-CuI／n-CIS薄膜太阳能电池的缓冲层。     

等离子体辅助铝诱导纳米硅制备多晶硅的研究

以超白玻璃为衬底,利用热丝化学气相沉积和磁控溅射法制备了Glass/nc-Si/Al叠层结构,置入管式退火炉中进行等离子体辅助退火.样品在氢等离子体氛围下进行了400,425和450℃不同温度,5h的诱导退火,用光学显微镜和拉曼光谱对样品进行了性能表征.结果表明随着诱导温度升高,样品的Si(111)择优取向越来越显著;晶粒尺寸不断增大,在450℃诱导温度下获得了最大晶粒尺寸约500μm的连续性多晶硅薄膜,且该温度下薄膜晶化率达97％;薄膜的结晶质量也随着温度的升高而不断提高.样品经450℃诱导后的载流子浓度p为5.8× 1017 cm-3,薄膜霍尔迁移率μH为74 cm2/Vs.还从氢等离子体钝化的角度分析了等离子体环境下铝诱导纳米硅的机理.     

衬底温度对Mg0.1Zn0.9O薄膜结构及光学性能的影响

利用射频磁控溅射技术在不同温度的(100)Si和玻璃衬底上成功地制备了c轴择优取向的Mg0.1Zn0.9O薄膜.通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、紫外可见光分光光度计和光致发光谱研究了衬底温度对Mg0.1Zn0.9O薄膜结构、表面形貌和光学性能的影响,结果表明,在衬底温度为400℃时生长的Mg0.1Zn0.9O薄膜具有很好的c轴取向和较好的光学性能.用激发波长为300nm的氙灯作为激发光源得到不同衬底温度下Mg0.1Zn0.9O薄膜的室温PL谱.分析表明,紫外发光峰与薄膜的结晶质量密切相关,蓝光发射与氧空位有关.简单探讨了衬底温度影响紫外光致发光峰红移和蓝移的可能机理.     

沉积气压对电弧离子镀制备MgO薄膜的结构及性能的影响

采用阴极真空电弧离子沉积技术在玻璃及Si衬底上成功地制备了具有择优结晶取向的透明MgO薄膜。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及紫外-可见吸收光谱仪分别对MgO薄膜微观结构、表面形貌及可见光透过率进行了测试与分析。XRD结果表明,所制备的MgO薄膜具有NaCl型立方结构的（100）、（110）和（111）3种结晶取向,在沉积气压为0.7～3.0Pa的范围内,薄膜的择优结晶取向随沉积气压的升高先由（100）转变为（110）,最后变为（111）。SEM图表明随着沉积气压的升高,MgO薄膜的晶粒逐渐变小,薄膜结晶质量变差。在380～900nm范围内,沉积气压为0.7Pa下制备的MgO薄膜其可见光透过率高于90%,随着沉积气压的升高,薄膜的可见光透过率有所下降。