衬底温度对不锈钢衬底上制备a-Si∶H薄膜特性的影响

非晶硅薄膜太阳电池因为光致衰退效应而影响了其使用和推广的范围,而通过甚高频等离子体化学气相沉积(VHF-PECVD)法制备的氢化非晶硅薄膜(a-Si∶H)可以在一定程度上改善光致衰退(SW)效应对电池效率的影响。不锈钢衬底具有可卷曲、耐高温、延展性好等优点。本文重点讨论了在不锈钢衬底上的非晶硅薄膜的生长速率、表面形貌、结构成分、光学带隙及光敏性等方面的影响,分析了影响的原因并找出最优制备条件。实验结果表明:在220~300℃的范围内,随着衬底温度的增加,薄膜的生长速率先增加后减小,薄膜的非晶化程度逐渐降低。合适的衬底温度应控制在220~240℃的范围,此时可以获得1.84eV左右的光学带隙和103量级的光敏性。     

链状碳纳米管的制备及其场发射性能研究

本文是利用微波等离子体化学气相沉积的方法,在钛金属层上快速制备出由众多内部中空、外观呈锥形链状的碳纳米管组成的碳膜。通过扫描电镜、透射电镜、拉曼光谱等仪器分析了碳纳米管的组成。在真空条件下,测量了碳纳米管链薄膜的场电子发射特性。用热动力学过程解释了锥形碳纳米链的生长机理。     

VHF-PECVD制备不同衬底温度微晶硅薄膜结构研究

采用微区拉曼散射、傅立叶变换红外吸收和光热偏转谱对VHF-PECVD制备的不同衬底温度硅薄膜进行了微结构分析.结果表明:随衬底温度的升高,薄膜逐渐由非晶向微晶过渡,晶化率(Xc)逐渐增大,样品中的氢含量逐渐降低.在200~250℃条件下制备的微晶硅薄膜具有低的缺陷密度.通过优化工艺条件制备出了效率达7.1%的单结微晶硅太阳电池,电池厚度仅为1.2μm,且没有ZnO背反射电极.     

基于不同金属衬底制备碳膜的场发射研究

利用磁控溅射的方法,在相同的陶瓷衬底上面分别镀上三种不同金属,形成三种不同的金属衬底,对金属层进行相同的表面处理后,放入微波等离子体化学气相沉积腔中,制备出三种碳膜。对制备出不同的碳膜用扫描电镜、拉曼光谱、X射线衍射仪进行结构分析,并用二极管型结构测试了它们的场致发射电子的性能。找到了最适合场发射的金属衬底,进一步对不同金属衬底制备碳膜的场发射特性不同的原因进行了初步的研究。     

石英管型MWPCVD法制备的纳米针状结构碳膜的场发射特性

利用石英管型微波等离子体化学气相沉积装置,在Si基板上制备了具有纳米针状结构的碳膜。场发射特性测试表明,纳米针状结构碳膜具有良好的场发射特性,阈值电场为2.2V/μm,外加电场为9V/μm时,电流密度达到65mA/cm2。利用统计效应修改了Fowler-Nordheim(F-N)模型,成功地解释了在低电场区域的场发射机理。但是利用修改的F-N模型,不能解释高电场区域的电流密度的饱和现象,这将有待于进一步研究。     

衬底偏压对HWCVD制备纳米晶硅薄膜结晶性的影响

通过在热丝化学气相沉积(HWCVD)制备纳米晶硅 薄膜过程中施加衬底偏压,研 究衬底偏压对HWCVD制备纳米晶硅薄膜结晶性能的影响。利用拉曼(Raman)光谱,X射线 衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对所制备的纳米晶硅薄膜的结构性能进行分析。结果表 明,与未施加衬底偏压的薄膜相比,当衬底偏压为－300V时,薄膜 的晶化率由42.2%升高至 46.2%;当衬底偏压升高至－600V时,晶化率 又降至40.6%;未施加衬底偏压与施加－300V 偏压的纳米晶硅薄膜表面由长约200nm、宽约100nm的晶粒构成,－600V衬底偏压的薄 膜表面晶粒尺寸明显变小,并且出现大量非常细小的晶粒。分析产生上述现象的原因,主要 与 高温热丝发射电子、电子在电场作用下加速运动并与反应气体、基团碰撞发生能量传递有关 。     

ＳＴＥＡＭ教育下的深度学习评价指标体系

本文是利用微波等离子体化学气相沉积的方法,在钛金属层上快速制备出由众多内部中空、外观呈锥形链状的碳纳米管组成的碳膜。通过扫描电镜、透射电镜、拉曼光谱等仪器分析了碳纳米管的组成。在真空条件下,测量了碳纳米管链薄膜的场电子发射特性。用热动力学过程解释了锥形碳纳米链的生长机理。     

非晶碳/Mo2C混合膜的场发射特性

以镀有Mo过渡层的Al2O3衬底,在微波等离子体增强化学气相沉积系统中,制备了非晶碳/Mo2C混合结构薄膜,反应气体为CH4和H2.在高真空室中测量了样品场发射特性,开启场强为0.55 V/μm,在1.8 V/μm电场下样品的发射电流密度为6.8 mA/cm^2,发射点点密度大于103/cm^2.用SEM观察了表面形貌,Raman和XRD谱分析了薄膜的微观结构和成分.实验结果表明该薄膜是一种好的场致电子发射体.     

新型结构碳材料——碳纳米针

采用钟罩式微波等离子体化学气相沉积(MWPCVD)设备,以氢气和甲烷作为反应气源,制备了一种新型结构碳材料--碳纳米针.通过扫描电子显微镜和拉曼光谱仪对其形态结构和成份进行了分析研究,结果表明,该种新型结构碳材料具有与碳纳米棒、碳纳米丝相似的性质,而且由于这种碳纳米针独特的结构,更适用于作为扫描探针显微镜的电子探针,从而使得其在某些领域(如电子源探针、扫描探针显微技术、纳米电子器件等)具有潜在的应用前景.     

薄膜衬底电极CNT阴极制备及场发射性能研究

采用电泳沉积(EPD,electrophoretic deposition)法在不同薄膜衬底电极上制备碳纳米管(CNT,carbon nanotube)场发射阴极.采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)对其进行表面形貌表征,结果表明,EPD可以制得CNT均匀分布的场发射阴极.场发射测试结果表明衬底电极对CNT阴极的场发...     

Si衬底的氮化处理对ZnO薄膜质量的影响

用氮化处理的方法对Si衬底的表面进行钝化,外延生长出高质量的ZnO薄膜。ZnO薄膜的质量通过X 射线(XRD)、阴极射线(CL)谱和光致发光(PL)谱来表征。氮化的作用主要表现在生长ZnO薄膜的XRD的半高宽由未经氮化的0.25°;减小为经氮化后的0.20°,CL谱的紫外发光增强,深缺陷发光变弱。这说明,在ZnO外延生长前,对Si表面的氮化是一种提高其质量的有效方法。并对氮化处理提高ZnO薄膜质量的机理进行了探索。     

微米金刚石聚晶薄膜场发射点的研究

采用微波等离子化学气相沉积方法,以甲烷和氢气为反应气体,在镀有金属钛的陶瓷衬底上,制备了微米金刚石聚晶薄膜.利用扫描电镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱对薄膜的化学组成、微观结构和表面形貌进行了表征.用二级结构的场发射仪和扫描隧道显微镜研究了薄膜的场发射性能,结果表明微米金刚石聚晶薄膜发射点主要来源于聚晶颗粒.进一步研究了单个聚晶颗粒表面不同区域的发射性能,发现多种因素对场发射的性能有影响.     

钯膜上CVD法制备碳纳米管薄膜的研究

采用化学气相沉积法,以乙炔为碳源,在各种钯膜上制备了碳纳米管薄膜。通过电子显微镜观察了碳管薄膜和钯膜的表面形貌。结果表明,在真空气氛下磁控溅射的钯膜上无法生长碳纳米管。对溅射的钯膜进行大气气氛下的退火处理,则可生长出稀疏的碳纳米管团聚颗粒。采用在氧气气氛下磁控溅射的钯膜作为催化剂,则可显著提高碳管的生长密度和纯度,从而获得致密均匀的碳纳米管薄膜。     

沉积温度对碳膜结构及其场发射特性的影响

利用微波等离子体化学气相沉积法在覆盖金属钛层的陶瓷衬底上,利用改变衬底温度方法沉积不同结构的碳膜。通过扫描电子显微镜、拉曼光谱对碳膜进行了分析测试,并研究了不同衬底温度下沉积的碳膜的场致电子发射特性。对于在衬底温度800℃时制备的碳膜,在电场3.3 V/μm时,最大场发射电流密度达1 mA/cm2。     

碳氮纳米管薄膜及其场致电子发射特性

利用微波等离子体增强化学气相沉积技术,在玻璃衬底上600℃～650℃的低温下制备出了碳氮纳米管薄膜,氮含量为12％,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子谱(XPS)和Raman光谱等测试手段对所制备薄膜的表面形貌、微结构和成分进行了分析,并研究了其场致电子发射特性,阈值电场为3．7V／μm。当电场为8V／μm时,电流密度为413．3μA／cm^2,实验表明该薄膜具有优异的场发射性能,而且用这种方法制备的薄膜将大大简化平板显示器件的制作工艺。     

金刚石薄膜的形成及其场发射特性研究

研究了金刚石聚晶碳膜的生长过程,以及不同生长阶段碳膜的场发射性能。通过磁控溅射法在陶瓷上镀一层金属钛作为制备碳膜的衬底,将衬底放入微波等离子体化学气相沉积腔中,经过不同的沉积时间制备出一系列的碳膜。利用SEM、Raman光谱仪、X射线衍射仪等仪器,对碳膜进行了形貌与成分分析,最后利用二极结构场发射装置,测试了碳膜的场发射性能。着重讨论了金刚石聚晶碳膜生长过程中的变化,并且对金刚石聚晶碳膜的场发射机理进行了深入研究。     

碳纳米球薄膜的场发射特性

利用微波等离子体化学气相沉积法,在Si(100)衬底上制备了碳纳米球薄膜。利用拉曼光谱和场发射扫描电子显微镜研究了薄膜的结构以及表面形貌,表明碳纳米球薄膜是由约2～3μm长、100nm宽的无定形碳纳米片相互缠绕、交织成球状而构成的。在高真空系统中测量了碳纳米球薄膜的场发射特性,结果表明,碳纳米球薄膜具有良好的场发射特性,阈值电场为3.1V/μm,当电场增加到10V/μm时,薄膜的场发射电流密度可达到60.7mA/cm2。通过三区域电场模型合理地解释了碳纳米球薄膜在低电场、中间电场和高电场区域的场发射特性。     

碳纳米管在金刚石薄膜化学沉积上的应用

碳纳米管的端头部位,具有一定的金刚石结构。用于金刚石薄膜气相化学沉积,作为籽晶,可使薄膜沉积的速度加快,结晶的定向性强,生长的温度低等优点。本文探讨了碳纳米管的结构,初步研究了其在金钢石薄膜气相化学沉积上的应用,得到了较好的〈１００〉方向结果的薄膜。