低介电常数介孔氧化硅薄膜的结构与介电性能研究

利用溶胶-凝胶技术制备了介孔氧化硅薄膜.采用MIM结构,通过平行板电容器法测量了介孔氧化硅薄膜的介电常数,结果表明采用表面修饰的方法可以在保持较低介电常数(k=2.25)的前提下极大地降低薄膜的漏电流,提高薄膜的环境稳定性能.通过对富氏红外光谱的分析,讨论了薄膜的键结构与介电性能之间的关系,结果表明去除介孔氧化硅薄膜中的OH基团是提高薄膜介电性能的关键.     

Influence of Mn-doping concentration on the microstructure and magnetic properties of ZnO thin films

The microstructure and magnetic properties of Mn-doped ZnO films with various Mn contents, synthesized by magnetron sputtering at room temperature, are investigated in detail. X-ray diffraction (XRD) measurement results suggest that the doped Mn ions occupy the Zn sites successfully and do not change the crystal structure of the ZnO films. However, the microstructure of the Mn-doped ZnO films apparently changes with increasing the Mn concentration. Arrays of well-aligned nanoscale rods are found in the Mn-doped ZnO films with moderate Mn concentrations. Magnetic measurement results indicate that the ZnO films doped with moderate Mn concentration are ferromagnetic at room temperature. The possible origin of the ferromagnetism in our samples is also explored in detail.     

生长温度对热蒸发法制备ZnO纳米线的结构与发光性能影响

采用无金属催化剂的简单热蒸发法,在Si(100)衬底上不同生长温度下成功地制备了高密度和大长径比的单晶ZnO纳米线。分别利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM-EDS)、透射电子显微镜(TEM)及荧光光谱仪表征样品的结构和发光性质。XRD和TEM研究表明,所制备的样品为沿C轴择优取向生长的单晶ZnO纳米线,具有六方纤锌矿结构。SEM和TEM研究表明,生长温度对ZnO纳米线的形貌及长径比的影响较大。当生长温度为700℃时,制备得到长径比为300(长度约为15μm,直径约为50nm)的ZnO纳米线。低于600℃时,形成花状ZnO纳米锥或 纳 米 棒。高 于700℃时,形 成 小 长 径 比 的ZnO纳米棒。此外,室温光致发光(PL)谱上出现一个强而尖锐的紫外发射峰以及一个弱而宽泛的蓝光发射峰。采用的热蒸发法制备ZnO纳米线基于气-固(VS)生长机理且该生长方法可用于大规模、低成本制备高纯度的单晶ZnO纳米材料。     

Cu掺杂浓度对ZnO薄膜的结构、透光性和电学性质的影响

采用射频磁控溅射方法在导电玻璃和石英衬底上制备了未掺杂和不同Cu掺杂量的ZnO薄膜.XRD显示,适当的Cu掺杂增强了ZnO的(002)衍射峰的强度;用紫外分光光度计测量了样品的透光性,结果显示,随掺杂量的增加,其透光性减弱,但在Cu掺杂量为9.6%时其透光性还在60%以上.用四探针测量了样品的表面电阻率,薄膜的电阻率随Cu掺杂量的增加而增加.     

沉积气压对磁控溅射制备ZnO薄膜的结构与光学性能影响

采用CS-400型射频磁控溅射仪在Si(111)和石英基底上成功的制备了ZnO薄膜,分别用XRD、SEM、紫外-可见光分光光度计和荧光分光光度计表征样品的结构和光学性质.实验表明,采用射频磁控溅射制备的ZnO薄膜具有六角纤锌矿结构的(002)峰和(101)峰的两种取向.在沉积气压>1.0Pa时所制备的ZnO薄膜具有(002)择优取向,并且十分稳定.SEM图表明,ZnO薄膜颗粒大小较为均匀,晶粒尺寸随着气压升高而变小,沉积气压不同时,薄膜样品的生长方式有所差异.在400～1000nm范围内,可以看出除O.5Pa下制备的ZnO薄膜外,其余ZnO薄膜在可见光区域的平均透过率超过80%,吸收边在380nm附近,所对应的光学带隙约为3.23～3.27eV,并随着沉积气压上升而变大.ZnO薄膜的PL谱上观察到了392nm的近紫外峰和419nm的蓝峰;沉积气压对Zno薄膜的发光峰位和峰强有影响.     

表面活性剂浓度对纳米介孔SiO2薄膜结构的影响

利用溶胶-凝胶技术,在酸性条件下,采用十六烷基三甲基溴化氨(CTAB)为表面活性剂,正硅酸乙酯为硅源,以及二次去离子水,盐酸为催化剂等原料制备前驱体溶胶.利用表面活性剂与硅源水解后形成的聚集体相互作用,在溶液中形成分子自组装体,通过简单提拉迅速蒸发溶剂等方法制备二氧化硅-表面活性剂纳米介孔薄膜.分析了表面活性剂浓度对薄膜相结构的影响,发现表面活性剂浓度的变化,对薄膜的微结构和性能都有影响,通过调节表面活性剂的浓度可以对该纳米薄膜的微观结构和性能等进行控制,对样品进行了红外光谱,X射线衍射结构分析,原子力显微镜观察表面形貌.     

生长温度对热蒸发法制备ZnO纳米线的结构与发光性能影响

采用无金属催化剂的简单热蒸发法,在Si(100)衬底上不同生长温度下成功地制备了高密度和大长径比的单晶ZnO纳米线。分别利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM-EDS)、透射电子显微镜(TEM)及荧光光谱仪表征样品的结构和发光性质。XRD和TEM研究表明,所制备的样品为沿c轴择优取向生长的单晶ZnO纳米线,具有六方纤锌矿结构。SEM和TEM研究表明,生长温度对ZnO纳米线的形貌及长径比的影响较大。当生长温度为700℃时,制备得到长径比为300(长度约为15μm,直径约为50nm)的ZnO纳米线;低于600℃时,形成花状ZnO纳米锥或纳米棒;高于700℃时,形成小长径比的ZnO纳米棒。此外,室温光致发光(PL)谱上出现一个强而尖锐的紫外发射峰以及一个弱而宽泛的蓝光发射峰。采用的热蒸发法制备ZnO纳米线基于气-固(VS)生长机理且该生长方法可用于大规模、低成本制备高纯度的单晶ZnO纳米材料。     

聚对二甲苯 /SiO2复合薄膜的制备及光学性能研究

聚对二甲苯是一种可应用于光学器件和晶体保护的新型高分子材料。采用真空化学气相沉积法制备聚对二甲苯薄膜，并通过提拉镀膜法在其表面镀制一层SiO2增透膜，可提高薄膜的透射率至90％以上。用FT-IR、紫外一近红外分光光度计和XPS对聚对二甲苯／SiO2复合薄膜结构和光学性能进行了表征和测试，并初步研究了薄膜受紫外光辐照而产生光氧化现象的机理。     

聚对二甲苯/SiO2薄膜应用于KDP晶体增透保护膜的制备研究

报道了采用真空化学气相沉积法制备的聚对二甲苯薄膜和采用溶胶-凝胶技术制备的二氧化硅增透膜,通过提拉镀膜法在聚对二甲苯薄膜表面镀制SiO2增透膜得到的双层膜可应用于KDP晶体的增透保护膜.用FT-IR、紫外-近红外分光光度计对聚对二甲苯/SiO2薄膜的结构和光学性能进行了表征和测试.双层膜的透射率达到92%以上,激光损伤阈值为8J/cm2.镀有保护膜的KDP晶体在相对温度稳定的环境下放置半年多后透射率基本保持不变.     

疏水型介孔氧化硅薄膜的制备与研究

报道了一种新型疏水型介孔氧化硅薄膜的制备方法.用红外光谱、小角XRD、原子力显微镜对样品进行了表征,并采用椭偏仪和阻抗分析仪测量薄膜的折射率和介电常数.该薄膜具有很低的介电常数和较好的机械强度,是一种可用于微电子工业、极富应用前景的低介电常数材料.