纳米6H-SiC薄膜的等离子体化学气相沉积及其紫外发光

采用螺旋波等离子体化学气相沉积技术在Si(100)衬底上制备了具有纳米结构的碳化硅(SiC)薄膜.通过X射线衍射、傅里叶红外吸收和扫描电子显微镜等技术对所制备薄膜的结构、形貌以及键合特性进行了分析,利用光致发光技术研究了样品的发光特性.分析表明,在500℃的衬底温度和高氢气稀释条件下,所制备的纳米SiC薄膜红外吸收谱主要表现为SiC TO声子吸收,X射线衍射显示所制备的纳米SiC薄膜为6H结构.采用氙灯作为激发光源,不同氢气流量下所制备的样品在室温下呈现出峰值波长可变的紫外发光.     

氢稀释对纳米晶硅薄膜微结构的影响

采用电感耦合等离子体化学气相沉积技术制备了氮化纳米硅薄膜,利用Raman散射、x射线衍射、红外吸收等技术对不同氮稀释条件下薄膜的微观结构和键合特性变化进行了研究.结果表明,较高的氢稀释比导致薄膜从非晶硅到纳米晶硅的结构转化,随着氮稀释比的增加,所沉积薄膜的晶化度及纳米晶硅的晶粒尺寸单调增加,纳米硅颗粒呈现在(110)方...     

纳米晶硅多层薄膜的低温调控及其发光特性

采用单-双靶交替溅射法低温沉积了纳米晶硅多层薄膜（nc-SiO_x/a-SiO_x）,通过改变a-SiO_x势垒层的厚度和化学成分比例,实现了纳米晶硅多层薄膜的低温过程控制。透射电子显微镜（TEM）结果显示,a-SiO_x层太薄,不能有效阻断纳米硅生长,导致多层周期结构在后期沉积过程中受到破坏;增加a-SiO_x层厚度,周期性结构生长得以实现,但仍有部分纳米硅穿透a-SiO_x势垒层;傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析表明,薄膜中的氧化反应以及活性氢对物相分离过程的促进作用均对纳米硅生长有影响。进而增加a-SiO_x层氧含量,纳米硅的纵向生长被成功阻断。在此基础上,通过调整nc-SiO_x层厚度实现了薄膜光学带隙调整和纳米硅粒度控制。光吸收谱分析显示,随nc-SiO_x层厚度的增加,薄膜光学带隙逐渐减小;光致发光谱表明,多层周期结构实现了纳米硅尺寸的调控,粒子尺寸为几个纳米的纳米硅表现出了较强的发光,发光机制为量子限制效应-缺陷态复合发光。     

氢流量对纳米SiC薄膜微结构和光学特性的影响

采用螺旋波等离子体增强化学气相沉积技术进行了氢化纳米晶态SiC薄膜的沉积,研究了氢流量对其微结构和光学特性的影响.结果显示,随着氢气流量的增大,薄膜的沉积速率先增大后减小,所生长薄膜晶化度显著提高.在较低氢流量条件下,薄膜光学带隙的大小由氢的刻蚀与悬键终止作用共同控制,并呈先减小后增大的趋势.在高氢流量条件下,强的氢刻蚀使薄膜具有较高的晶化度,虽然薄膜中整体氢含量有所下降,但存在于纳米碳化硅晶粒表面键合氢的相对密度持续增大,纳米碳化硅晶粒数量的增加和晶粒尺寸的减小所导致的量子限制效应使薄膜的光学带隙继续展宽.     

利用溅射ITO层增强钙钛矿太阳电池的稳定性研究

为增强以银为背电极的正置结构有机-无机金属卤化物钙钛矿太阳电池（PSCs）的长期稳定性,研究利用射频磁控溅射技术在氧化钼层与银背电极之间沉积一层铟锡氧化物（ITO）来对PSCs进行内封装的技术。为防止ITO层溅射对下方已沉积的钙钛矿层和有机空穴传输层造成损伤,研究ITO层溅射功率和厚度对PSCs光伏性能的影响,获得优化的ITO层制备工艺,发现在ITO层溅射功率为30 W、厚度为40 nm时所制备的PSCs光伏性能最优。为进一步提升PSCs性能,对比溅射法和热蒸发法沉积银背电极对PSCs性能的影响,发现与蒸发法相比,采用溅射银背电极的PSCs光伏性能更佳,其光电转换效率可达到17.86%。PSCs光伏性能的长期稳定性测试和X射线衍射结果分析表明,溅射ITO阻隔层的插入可有效抑制钙钛矿层中的卤素离子与银背电极之间的扩散反应,在不降低PSCs效率的同时可显著改善PSCs稳定性,所制备的PSCs在干燥空气中存放4500h后仍能保持初始效率的95%。     

纳米6H-SiC薄膜的等离子体化学气相沉积及其紫外发光

采用螺旋波等离子体化学气相沉积技术在Si(100)衬底上制备了具有纳米结构的碳化硅(SiC)薄膜.通过X射线衍射、傅里叶红外吸收和扫描电子显微镜等技术对所制备薄膜的结构、形貌以及键合特性进行了分析,利用光致发光技术研究了样品的发光特性.分析表明,在500℃的衬底温度和高氢气稀释条件下,所制备的纳米SiC薄膜红外吸收谱主要表现为SiC TO声子吸收,X射线衍射显示所制备的纳米SiC薄膜为6H结构.采用氙灯作为激发光源,不同氢气流量下所制备的样品在室温下呈现出峰值波长可变的紫外发光.     

纳米硅氧多层薄膜低温调控及其发光特性

为了研究硅量子点薄膜在太阳电池中的应用,本文采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术,低温制备了镶嵌有纳米晶硅(nc-Si)的纳米硅氧多层(nc-SiOx/a-SiOx)薄膜样品。TEM图显示,通过调整nc-SiOx层的厚度,实现了薄膜多层结构的低温调控。利用拉曼散射光谱(Raman)、紫外可见透射光谱以及稳/瞬态光致发光(PL)谱等检测手段对薄膜的微观结构、能带特征以及发光特性进行了分析。光吸收谱分析表明,nc-Si粒子尺寸及其a-SiOx边界层共同影响薄膜的光学带隙。稳/瞬态PL谱分析表明,多层结构发光表现为一个固定于1.19eV附近的发光峰和一个随nc-SiOx层厚度增加而发生红移的发光峰,其中固定发光峰归因于非晶SiOx网络中缺陷发光,发光衰减寿命约在4.6μs,峰位可调的发光峰为nc-Si量子限制效应-缺陷态复合发光,对应两个发光衰减过程,其中慢发光衰减寿命随nc-SiOx层厚度增加由9.9μs增加到16.5μs,快发光衰减过程基本保持不变。低温PL谱的温度依赖特性进一步表明,薄膜样品的发光主要表现为nc-Si的量子限制效应发光。