调控CN_x薄膜的紫外可见波段光学性能研究北大核心CSCD

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)在不同衬底温度(常温、50、100、150、200℃)下制备了碳氮(CNx)薄膜,并对其形貌、结构及光学性能进行了研究。通过扫描电镜得出随着衬底温度的升高,薄膜由疏松逐渐变得致密。X射线光电子能谱分析表明:薄膜的结合健有sp^2C=C、sp^3C-C、sp^2C=N和sp^3C-N。随着衬底温度的升高,sp^2C=C的比例没有明显变化,sp3C-C比例逐渐增大(28.6%~36.4%),sp^3C-N的比例也逐渐增大(21.4%~33.4%),而sp^2C=N的比例减小(40.2%~21%)。反射光谱和吸收光谱显示:随着衬底温度的升高,薄膜在200~800 nm波段内的反射率增大(8%~40%),吸收率减小(92%~60%)。进一步推导得到薄膜的光学带隙随着衬底温度的升高而增大(2.5~3.57 e V),主要由薄膜中sp^2C=N减少导致的。本文实现了对CN_x薄膜在紫外可见波段范围内的光学带隙的调控。     

基底温度对三氧化钨薄膜光电化学性能的调控研究

由于环境友好性、高的地球丰度和稳定的物理化学性质,三氧化钨在光电响应、光催化领域应用潜力巨大,受到了人们的广泛关注.薄膜形态的光催化材料能够避免粉体材料的团聚问题,并且在转移、回收再利用方面优势明显,因此制备用于光催化的三氧化钨薄膜是当前的研究前沿.本文通过磁控溅射在石英玻璃基底上沉积三氧化钨薄膜,研究了不同基底温度对薄膜结构和形貌的影响.采用X射线衍射、X射线光电子能谱、场发射扫描电镜、紫外可见吸收光谱、电化学工作站、光催化自组装平台对薄膜的成分形貌、光电化学性能、光催化活性进行表征.测试结果表明:基底温度为500℃时制备的单斜相三氧化钨薄膜具有较好的结晶性和更少缺陷,在500℃的基底温度下,新出现的(002)晶面取向的晶粒导致薄膜表面粗糙度和表面能增加,提升了光生电子空穴分离效率.光降解实验进一步证实此条件下制备的样品表现出最佳的光降解效率.可见,基底温度对磁控溅射制备的三氧化钨薄膜的光电化学性能有明显的调控作用.     

氧化锌压敏陶瓷的微波烧结工艺研究

微波烧结技术因能改善被烧结材料的微观结构和性能,已经成为材料制备领域里新的研究热点。本文以氧化锌压敏陶瓷为研究对象,以Bi_2O_3含量、升温速率、烧结温度、保温时间为四要素对陶瓷的微波烧结工艺设计了正交实验。研究发现,微波烧结所得样品与传统烧结样品相比,其漏电流和非线性系数均得到了优化。通过对正交实验数据的分析,得出了针对每个性能的最优工艺参数及各要素对各性能影响的主次顺序,最后经综合考虑确定了微波烧结氧化锌压敏陶瓷的最优工艺参数,得到了压敏电位梯度为362. 3 V/mm,非线性系数为50. 24,漏电流密度为1. 55×10~(-6)A/cm~2,密度为5. 603 g/cm~3的氧化锌压敏陶瓷。缩短了烧结时间,优化了陶瓷的性能。     

亚微米尺寸金属电极的制备工艺

亚微米尺寸金属电极在高电子迁移率晶体管(HEMT)等半导体电子学器件中有重要应用,其制作是器件制作中的关键工艺,对器件性能有着重要影响。本文选择合适的涂胶旋转转速、烘烤温度(180℃)和时间,可以有效地减少电子束曝光后所产生的气泡。通过对聚甲基丙烯酸甲酯/聚二甲基戊二酰亚胺(PMMA/PMGI)双层胶进行电子束曝光和显影,确定了合适的曝光剂量为550 μC/cm2。通过调整显影液配比,并将显影时间控制在合理范围,获得了光滑完整的PMMA/PMGI双层光刻胶曝光图形。开发了双层光刻胶电子束曝光工艺,制备出宽度为200 nm的金属电极。     

太赫兹宽谱源的研究进展

太赫兹宽谱源是指能够产生较宽频谱覆盖范围的太赫兹辐射源,近年来其相关研究受到越来越多的关注。太赫兹宽谱具有能量低,穿透性强和频谱覆盖范围宽等优点,在生物和医学成像、安全检查、化学成分分析等领域具有很大的潜在应用价值,因此研究太赫兹宽谱源对于推动上述领域的进步具有重要的科学意义。本文基于光学辐射源、电子学辐射源、热辐射源这3种太赫兹宽谱源,从产生机理、研究进展以及未来发展趋势对这3种方法进行分析和总结,对比了各自的优、缺点和应用范围。     

调控CN_x薄膜的紫外可见波段光学性能研究

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)在不同衬底温度(常温、50、100、150、200℃)下制备了碳氮(CNx)薄膜,并对其形貌、结构及光学性能进行了研究。通过扫描电镜得出随着衬底温度的升高,薄膜由疏松逐渐变得致密。X射线光电子能谱分析表明:薄膜的结合健有sp~2C=C、sp~3C-C、sp~2C=N和sp~3C-N。随着衬底温度的升高,sp~2C=C的比例没有明显变化,sp3C-C比例逐渐增大(28.6%~36.4%),sp~3C-N的比例也逐渐增大(21.4%~33.4%),而sp~2C=N的比例减小(40.2%~21%)。反射光谱和吸收光谱显示:随着衬底温度的升高,薄膜在200~800 nm波段内的反射率增大(8%~40%),吸收率减小(92%~60%)。进一步推导得到薄膜的光学带隙随着衬底温度的升高而增大(2.5~3.57 e V),主要由薄膜中sp~2C=N减少导致的。本文实现了对CN_x薄膜在紫外可见波段范围内的光学带隙的调控。     

GaAs同质外延生长过程的RHEED分析

采用激光分子束外延方法(L-MBE),在GaAs(001)衬底上同质外延GaAs薄膜。利用反射式高能电子衍射(RHEED)研究了材料沉积过程中的各级条纹及其强度的变化,进而得出GaAs薄膜外延生长的适宜激光能量和沉积温度分别为500 mJ和570℃。RHEED强度随时间的变化曲线表明,GaAs为良好的层状外延生长模式,并随着沉积时间延长,层状生长模式逐渐向岛状模式转变。实验研究还表明层状生长的GaAs薄膜经表面弛豫后,可以得到更好的平整表面,并出现GaAs(001)-(2×4)的表面重构。原位X射线光电子能谱仪(XPS)研究表明沿(001)面外延的GaAs薄膜表面Ga∶As化学计量比约为52∶48,出现Ga的聚集。     

Sr2Nb2O7铁电陶瓷的高温电阻性能

采用固相合成法制备了Sr_2Nb_2O_7粉体并应用二步法织构烧结工艺制备得到Sr_2Nb_2O_7陶瓷,研究了陶瓷的显微组织、物相组成以及电阻率随温度及时间的变化。结果表明:陶瓷为纯相,组织为板状晶粒,晶粒沿着加压方向取向良好;陶瓷的高温电阻率随温度的升高而下降,在800℃保温125h时,垂直试样(其面法线方向垂直于加压方向)的电阻未发生退化;在980℃和1 000℃下,垂直试样均发生了电阻退化行为,且分别在保温20,1h后出现了击穿现象;在1 000℃下,平行试样(其面法线方向平行于加压方向)因晶界数量较多,其电阻率退化时间较长。