掺铝ZnO透明导电薄膜的制备及光电性能研究

采用RF磁控溅射法制备了掺铝ZnO(AZO)透明导电薄膜,用X射线衍射仪、分光光度计和四探针仪等,研究了沉积温度对薄膜晶体结构和光电性能的影响。结果表明,AZO薄膜为六方纤锌矿结构的多晶膜,具有(002)择优取向。沉积温度对薄膜的择优取向程度、晶粒尺寸、透射率和导电性能等具有明显的影响。当沉积温度为400℃时,AZO薄膜最大晶粒尺寸为37.21nm、可见光范围平均透射率为85.5%、优良指数为1.30×10-2?-1。     

磁场退火对FePt/Ag薄膜磁性能的影响

采用磁控溅射法室温沉积获得FePt/Ag薄膜,然后在500℃下,于真空磁退火炉中对薄膜进行退火处理。利用XRD和振动样品磁强计(VSM),研究了磁场退火对薄膜结构和磁性能的影响。结果表明,500℃零磁场退火获得了矫顽力为0.763 4 MA.m–1、平均晶粒尺寸21 nm的L10-FePt薄膜。磁场提供了FePt成核生长的驱动力,0.8 MA.m–1磁场退火后FePt的平均晶粒尺寸为26 nm,矫顽力增大至0.804 3 MA.m–1。非磁性Ag的掺杂可有效抑制磁性FePt晶粒的团聚生长。     

制备工艺对ZnO薄膜的结构与光学性质的影响

利用射频磁控反应溅射技术生长出具有高度晶面(0002)取向的ZnO外延薄膜。通过AFM、XRD、吸收光谱和荧光光谱等测试手段,分别研究分析了不同衬底、不同溅射气氛和退火对ZnO薄膜结构及光学性质的影响。研究表明,在200℃低温生长的硅基ZnO薄膜具有几百纳米的氧化锌准六角结构外形;当氧氩比为4:1(质量流量比)时,吸收谱激子峰最佳;退火后,激子峰(363 nm)加强,同时出现了402 nm的本征氧空位紫光发射。     

退火温度对AZO薄膜场发射性能的影响

以纯度为99.95%、Al₂O₃为2wt.%的 ZnO-Al₂O₃金属氧化物为溅射靶材,采用射频(RF)磁控溅射的方法,在玻璃衬 底上制备Al掺杂ZnO(AZO)薄膜,研究其场发射特性和导电性能,并分析了不同的退火温度 对AZO薄膜的形貌、导 电及场发射性能的影响。采用原子力显微镜(AFM)及X射线衍射(XRD)对AZO薄膜表面 形貌与结晶特性 进行测试的结果表明,随着退火温度的升高,AZO薄膜的表面粗糙度随之增大,AZO薄膜的结 晶度变好;场发射 性能研究的结果表明,AZO薄膜的开启电场随着退火温度增加呈先减小后增大的趋势,当 退火温度为300℃时, AZO薄膜样品粗糙度最大,场发射性能最好,开启场强为2.8V/μm, 发光均匀性较好,亮度达到650cd/m²,导电 性能最好,电阻率为5.42×10－4 Ω·cm。     

磁控溅射AZO透明导电薄膜及其光电性能的研究

采用磁控溅射法在石英玻璃衬底上制备AZO薄膜。利用X射线衍射仪、原子力显微镜、四探针测试仪和透射光谱仪等手段研究了衬底温度对AZO薄膜结构、形貌、光电性能的影响。结果表明,所有的AZO薄膜均为纤锌矿结构且具有较好的c轴取向。薄膜表面平整,晶粒约为55.56 nm。随着衬底温度升高,薄膜电阻率先降低而后升高,当衬底温度为350℃时,电阻率最小,约为1.41×10–3?·cm,而且该薄膜具有较好的透光率,约为84%。     

Thermoelectric properties of n-type Bi-Te thin films with various compositions

Bismuth-telluride-based materials have excellent room-temperature thermoelectric properties. In this study, the composition of Bi-Te thin films deposited by RF-magnetron sputtering was systematically varied across a single wafer. X-ray diffraction, field emission-scanning electron microscopy (FE-SEM, JEOL, JSM-7000F) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) were then used to investigate the thermoelectric properties of the Bi-Te films as a function of the Te fraction. The Te content of the films ranged from 38% to 81%, and their microstructure and crystal structure varied depending on the Te content. The Seebeck coefficients of the Bi-Te thin films were in the range −10 to 153 μV/K, and the maximum power factor of the films was 3.7 × 10⁻⁴ W/K² m, without post annealing.     

Magnetic properties of ZnO:Cu thin films prepared by RF magnetron sputtering

ZnO films and ZnO:Cu diluted magnetic semiconductor films were prepared by radio frequency magnetron sputtering on Si (111) substrates, with targets of ZnO and Zn0.99Cu0.01 O, respectively. The plasma emission spectra were analyzed by using a grating monochromator during sputtering. The X-ray photoelectron spectroscopy measurements indicate the existence of Zni defect in the films, and the valence state of Cu is 1. The X-ray diffraction measurements indicate that the thin films have a hexagonal wurtzite structure and have a preferred orientation along the c-axis. The vibrating sample magnetometer measurements indicate that the sample is ferromagnetic at room temperature, and the origin of the magnetic behavior of the samples is discussed.     

射频磁控溅射法制备ZnO:Cu薄膜的磁性研究

ZnO films and ZnO：Cu diluted magnetic semiconductor films were prepared by radio frequency mag-netron sputtering on Si （111） substrates, with targets of ZnO and Zn0.99Cu0.01O, respectively. The plasma emission spectra were analyzed by using a grating monochromator during sputtering. The X-ray photoelectron spectroscopy measurements indicate the existence of Zni defect in the films, and the valence state of Cu is 1＋. The X-ray diffraction measurements indicate that the thin films have a hexagonal wurtzite structure and have a preferred orientation along the c-axis. The vibrating sample magnetometer measurements indicate that the sample is ferromagnetic at room temperature, and the origin of the magnetic behavior of the samples is discussed.     

热处理对NiP/CoNiP薄膜织构和磁性能的影响

用化学镀的方法制取了NiP/CoNiP薄膜并将样品进行真空热处理。用XRD、VSM、EDS等测试手段分析了热处理影响薄膜结构和磁性能变化的原因。结果发现,热处理使薄膜的结构发生了由α-Co向β-Co的同素异构转变;经热处理后晶粒尺寸长大到30 nm左右;经350℃热处理后薄膜的矫顽力升高到5.57×104 A/m;经400℃热处理后矩形比达到0.28。     

CoFe_2O_4薄膜厚度对其微结构和磁性能的影响

以铁和钴的硝酸盐为主要原料,采用sol-gel旋涂法在Si(001)基片上制备了不同厚度的CoFe2O4(CFO)薄膜。研究了薄膜厚度对其结构、形貌及磁性能的影响。结果表明:随着其厚度的增大,薄膜的结晶度变好,薄膜晶粒度逐渐增大到70nm。Ms随着薄膜厚度的增大先增大后减小;Hc的变化规律和Ms相反。当薄膜厚度为800nm时,Ms达到最大值59.2A·m2/kg,此时Hc最小为106.7kA/m。该薄膜具有高度的平行各向异性。     

溅射法制备纳米薄膜材料及进展

溅射技术以其在制备薄膜中的独特优点,成为获得高性能纳米材料的重要手段.本文介绍了离子束溅射和磁控溅射技术的基本原理、方法及其在制备纳米材料中的应用和优点,以国内外这方面的最新进展.文章最后对我国纳米材料今后的应用及发展前景进行了展望.     

Cd掺杂BZCN薄膜的制备及其介电性能

用射频磁控溅射法,在Pt/Si基片上制备了立方烧绿石结构的Cd掺杂Bi1.5Zn0.7Cd0.3Nb1.5O7(BZCN)薄膜。研究了衬底温度对薄膜结构、表面形貌以及介电性能的影响。结果表明,沉积温度为600℃,退火温度为700℃制备的薄膜,在测试频率为100 kHz,测试电场强度为1.33×106 V/cm的条件下,介电可调率达到11.8%,tanδ小于0.004 2。     

磁控溅射SiGe异质结的薄膜分析

膜层生长不均匀是制备SiGe异质结的研究热点。采用射频磁控溅射方法,通过不断改变溅射时的实验参数,寻找能使Ge纳米薄膜在Si基片上均匀生长的溅射实验条件。实验中,在不同时间条件下分别制备了三种纳米Ge薄膜,通过原子力显微镜对其微观形貌的分析扫描,可以观察到纳米薄膜生长过程中的四个典型阶段,发现Ge/Si的共度生长取得了较好的结果,为SiGe异质结的进一步制备研究奠定了一定的实验基础。     

应用于射频范围的软磁薄膜研究进展

探讨了获得具有优良高频电磁性能的软磁薄膜的合适工艺条件。指出薄膜的性能主要取决于薄膜的成分、微观组织、磁致伸缩系数、残余应力状态、有无软磁底层、外加磁场溅射沉积和后续磁场热处理等因素。以Fe70Co30为基的软磁薄膜和Fe(Co)-X-N纳米晶软磁薄膜主要应用于要求高饱和磁化强度的器件如磁头中,磁性纳米颗粒膜具有高的电阻率因而趋肤深度较大,有望应用于高频微磁器件如微电感、微变压器的磁芯中。     

利用磁力显微镜研究倾斜溅射对TbFe薄膜磁性能的影响

磁力显微镜(MFM)作为研究表面磁结构的有力工具已广泛应用于磁性薄膜的研究TbFe磁致伸缩薄膜在实际应用中要求易磁化轴平行于膜面，以获得较低的面内饱和场Hs。传统的成膜技术难以实现这一目标，采用倾斜溅射方法制备ThFe薄膜可有效降低面内饱和场Hs。通过测量样品的磁滞回线可以发现，易磁化轴随着溅射角度的增加逐渐偏离样品的法线方向，而取向于平行膜面。本研究工作利用MFM研究了不同溅射角度得到的TbFe薄膜的磁畴结构。发现薄膜的磁畴结构随着溅射角度的增加逐渐由垂直畴转化为水平畴，与磁滞回线测量得到的易磁化轴方向发生偏转的结果相吻合。     

碳纳米管薄膜的电泳沉积与场发射性能

采用电泳法在Si基片上沉积碳纳米管(CNTs)薄膜。研究了电泳极间距、电泳时间及电泳电压等对沉积的薄膜形貌结构与场发射性能的影响。SEM、高倍光学显微镜和场发射性能测试结果表明,保持阴阳极间距为2cm,在100V的直流电压下电泳2min所获得的CNTs薄膜均匀、连续、致密且具有最好的场发射性能,其开启电场强度仅为1.19V/μm,当外加电场强度为2.83V/μm时,所获得的最大发射电流密度可达14.23×10–3A/cm2。     

射频磁控溅射制备ZnO纳米薄膜的研究

采用磁控溅射的方法来制备ZnO纳米薄膜。薄膜的晶体特性以及表面结构主要通过X射线衍射、扫描电子显微镜及原子力显微镜来进行表征     

溅射功率对Zr,Al共掺杂ZnO薄膜结构和性能的影响

室温下,采用直流磁控溅射法,在载玻片衬底上制备出了Zr,Al共掺杂ZnO(AZZO)透明导电薄膜。研究了溅射功率对薄膜的组织结构、表面形貌和光电学性能的影响。结果表明,制备的AZZO透明导电薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有c轴择优取向。当溅射功率为150W时,薄膜电阻率达到最小值1.66×10–3Ω·cm,在可见光区平均透过率超过93%。     

制备工艺对ITO薄膜的电阻率及沉积速率的影响

采用射频磁控溅射法制备了氧化铟锡[ITO,In2O3:SnO2=90:10(质量比)]薄膜,详细探讨了溅射气氛氧氩体积比、溅射功率及溅射气压对ITO薄膜电阻率和沉积速率的影响。结果表明:溅射工艺参数对ITO薄膜电阻率和沉积速率的影响十分明显。随着氧氩体积比的增大,样品的电阻率显著增大,沉积速率下降;随着溅射功率的增加,ITO薄膜的电阻率先减小后略微增大,沉积速率上升;随着溅射气压升高,ITO薄膜的电阻率先减小后增大,当溅射气压增大到较大值时,ITO薄膜的电阻率又开始减小,而沉积速率则先上升后下降。     

氧氩流量比对RF溅射ZnO:Mg薄膜结构及光学性能的影响

利用射频(RF)磁控溅射技术,采用单质Zn靶和 MgO陶瓷靶共溅射,在O₂和Ar气的混合气氛下制备了Mg掺杂ZnO(ZnO:Mg)薄膜,并通过改变O₂和Ar的流量比O ₂/Ar,研究了 对ZnO:Mg薄膜的物相结构、表面形貌及光学性能的影响。结果表明,室 温下O₂/Ar在1∶1～3∶1 范围内制备的薄膜均为单相的ZnO(002)薄膜,薄膜具有三维(3D)的结核生长模式;沉积的 ZnO:Mg薄膜在 N₂氛下200℃退火处理后,O₂/Ar为3∶1制备的薄膜在380～1200nm光谱范围内具有较高的透过率,可见光区平 均透过率约为85%、最大透过率达90%;薄膜的光学带隙 Eg为3.51eV,Mg掺杂对ZnO薄膜的光学带隙具有 较为明显的调制作用;采用极值包络线法计算表明,薄膜在589.3nm 处的折射率为1.963,膜厚约285nm。