靶功率对溅射沉积CIGS薄膜的结构与光学性能的影响

采用单靶磁控溅射方法分别在玻璃和镀有Mo背电极的Soda-lime玻璃衬底上沉积Cu( In0.7Ga0.3)Se2 (CIGS)薄膜.研究了靶功率变化对CIGS薄膜的晶体结构、表面形貌和光学性能的影响.采用XRD表征薄膜的组织结构,SEM和EDS观察和分析薄膜的表面形貌和成分,紫外-可见光分光光度计测试薄膜的透过率光谱.结果表明,在不同功率下制备的CIGS薄膜均具有(112)面择优取向.当溅射功率为300W时,CIGS薄膜的表面形貌最平整,结晶最均匀,n(Cu)∶n(In)∶n(Ga)∶n(Se)=30.00∶15.01∶3.97∶51.03组分符合高效吸收层的要求.溅射沉积的CIGS薄膜对     

双层预制膜对CIGS薄膜结构和形貌的影响

采用中频交流磁控溅射方法,在玻璃基底上依次沉积了Mo、CuIn、CuGa薄膜,制备了CuInGa（CIG）双层预制膜,采用固态硒化法制备获得了Cu（In1-xGax）Se2（CIGS）吸收层薄膜,考察了CuGa层制备过程中工作气压的改变,对CIGS薄膜结构和形貌的影响。采用SEM和EDS观察和分析了薄膜的表面形貌和成分,采用XRD表征了薄膜的组织结构。结果表明,改变溅射制备CuGa层的工作气压,所获得的CIG双层预制膜均由Cu11In9、CuIn和CuGa组成。在溅射制备CuGa层的工作气压为1．0Pa的条件下所获得的CIG双层预制膜经过硒化后,获得的CIGS薄膜致密。采用不同结构的双层预制膜,在不同的硒化时间下制备的CIGS薄膜,均具有黄铜矿相结构,薄膜具有（112）面的择优取向。     

Ge-SiO2薄膜的结构和光学特性研究

用射频共溅射技术和后退火的方法,制备出埋入SiO2基质中的Ge纳米晶复合膜(nc-Ge/SiO2).通过拉曼散射、光致发光和透射电子显微镜等手段研究了该复合膜的光学特性和薄膜结构.     

Cr掺杂ZnO薄膜晶体结构及光学性能的研究

采用磁控溅射法在载玻片上制备了不同Cr掺杂浓度的ZnO薄膜,并对其紫外发光性能做了初步研究.XRD结果表明,所制备的样品具有纤锌矿结构,呈c轴择优取向生长;透射谱表明,改变Cr掺杂浓度可以使ZnO薄膜的吸收边向短波方向移动,并且薄膜的禁带宽度连续可调;光致发光(PL)谱表明,所有样品的PL谱由发光中心位于370nm的紫外发光峰组成,且该峰的峰位蓝移,与吸收边缘移动的结果吻合.2.0%(原子分数,下同)的Cr掺杂可以提高ZnO的紫外发光强度,而过量的Cr掺杂反而会降低其紫外发光强度.     

退火处理对Y2O3薄膜结构和光学性能的影响

采用射频磁控溅射法以Y2O3陶瓷为靶材在单晶si(Ⅲ)和石英表面制备了Y2O3薄膜.利用X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见(UV-VIS)光谱仪和傅立叶变换红外(FTIR)光谱仪对真空退火前后Y2O3薄膜的结构和光学性质进行了分析研究.结构研究表明,在200℃条件下制备的Y2O3薄膜为非晶态,经600℃退火后出现单斜相,经800℃退火后薄膜完全转化为立方多晶,同时得到了不同晶面的晶粒尺寸;沉积态的Y2O3薄膜由球状颗粒排列组成,经800℃真空退火后薄膜为柱状晶.光学性质研究发现,真空退火后Y2O3薄膜的红外透过率显著下降;使用Tauc作图法得到不同结晶条件下的光学带隙,发现薄膜的光学带隙与结晶条件有关,并且退火后薄膜的光学带隙明显减小.     

Preparation, Structure, and Optical Properties of Thin ZnAs2 Films

X-ray amorphous ZnAs₂ films were produced on various transparent substrates by thermal evaporation. The composition of the films was found to depend on the source temperature. Stoichiometric films were deposited at source temperatures of 765 ± 20 K. The evaporation and deposition rates calculated in a layerwise vaporization model agree with those found in experiment. The intrinsic edge in the IR transmission spectra of the films is broader and is shifted to longer wavelengths in comparison with bulk ZnAs₂ crystals. The high 300-K transmittance (40%) of the films in the range 1.4–16 m is of practical interest in devising sharp-cutoff IR filters.     

Properties of Optical Thin Films

In this review an attempt is made to look shortly into the fundamentals of optical thin films at first and to describe them more detailed by examples and applications in the second part of the paper.     

直流磁控溅射功率对ITO薄膜光学性能的影响

本实验的ITO薄膜样品是利用直流磁控溅射技术在玻璃基片上沉积而成的。通过改变溅射功率,研究不同溅射功率对ITO薄膜光学性能的影响。经各实验测试后发现：在实验给定的功率区间内,ITO薄膜的厚度随着溅射功率的增加而增加,其可见光透过率则随之降低。     

退火对Y_2O_3薄膜结构和光学性能的影响

采用脉冲式静电辅助的气溶胶化学气相沉积方法成功的在Si(100)衬底上制备了Y2O3薄膜,研究了退火对Y2O3沉积薄膜的形貌、结构和光学性质的影响。X射线衍射分析结果表明沉积得到的Y2O3薄膜在退火前为非晶态结构,退火之后薄膜具有立方结构,并且具有(111)择优取向。SEM分析显示薄膜在退火后更加平滑、致密。椭偏仪的测试结果表明薄膜退火后的折射系数提高,消光系数减少。     

磁控溅射MgxZn1-xO薄膜的结构与光学性能研究

利用射频磁控溅射技术在玻璃衬底上沉积了MgxZn1-xO(x=0～0.2)薄膜.采用X射线衍射仪、紫外-可见光分光光度计和荧光光谱仪研究了Mg掺杂量对MgxZn1-xO薄膜结构与光学性能的影响.XRD图谱表明,MgxZn1-xO薄膜均为六角纤锌矿结构,并且呈现出C轴择优生长特性,当x>0.1时薄膜出现(100)面衍射峰,薄膜的c轴择优生长特性减弱,随着x值的增加,晶格常数c逐渐减小.紫外可见光透射光谱表明,Mg的掺入提高了薄膜在可见光范围内的透过率,同时使薄膜的禁带宽度增大.PL谱分析显示,Mg的掺入使薄膜的紫外发射峰和蓝光发射带发生蓝移,当x=0.1时近带边发射峰与杂质发射的强度比值最高.     

氢化碳化硅(SixC1-x∶H)薄膜发光特性和纳米线发光增强研究

氢化碳化硅薄膜作为一种宽带隙的半导体材料,具有优越的物理特性,其在光电子器件上的潜在应用引起了人们的兴趣。利用等离子增强化学气相沉积(PECVD)系统制备了一系列氢化碳化硅薄膜,通过改变反应前驱物及流量比调节薄膜的室温光致发光性质。实验发现在一定范围内随着流量比R(CH_4/SiH_4)的提高,氢化碳化硅薄膜的光致发光峰位蓝移且发光强度增强;同时反应前驱物中的氢会极大影响氢化碳化硅薄膜的发光强度。通过椭偏仪(Ellipsometer)测量了薄膜的光学常数,发现薄膜沉积速率随着流量比R的增加而降低;傅里叶红外光谱仪(FTIR)测试表明Si-C有序度随着流量比的增加而增大。同时研究了三维纳米线结构对多态碳化硅薄膜发光性质的影响。光致发光测试结果表明三维纳米线结构可以有效提高薄膜的光致发光强度。     

CdS薄膜的光学及其电学性能的研究

本论文研究了真空热蒸发制备的不同衬底温度下CdS薄膜的光学及电学性能.重点讨论了不同衬底温度下CdS薄膜的光透过性能、光学带隙及其和薄膜结构的关系.研究了CdS薄膜因高度定向生长而出现的薄膜平面与截面电阻率的差别.进一步阐释了CdS作为理想的光电材料所具有的良好光敏性,探讨了CdS薄膜的这些电学性能随衬底温度的变化规律及其与薄膜结构的关系.     

SiNx薄膜的制备、结构及其光学性能表征

本文使用电子回旋共振等离子体化学气相沉积方法制备了非化学计量比的SiNx薄膜,使用红外光谱、拉曼光谱和紫外可见光谱等对SiNx薄膜的结构和光学性质进行了研究.结果表明,SiNx薄膜中随着Si:N原子比的增加,Si-N的红外伸缩振动从890cm-1波数向820 cm-1波数移动,拉曼光谱中出现了较明显的波数为480 cm-1的非晶硅的TO声子峰;实验发现,使用NH3作为前驱体所制备的膜中较N2具有更低的H含量;SiNx薄膜的光学带隙和折射率可以通过前驱体的流量比进行调制,实验结果表明光学带隙随着Si:N比率的增加而明显降低,从5.0 eV变化到2.5eV,而折射率则从1.9变化到2.2左右.     

Structure and Optical Characteristics of DLC Films

Using a RF-Plasma Enhanced Chemical Vapor (RF-PECVD) Depositions method, employing hydrogen and methane gas, Diamond like carbon (DLC) films were fabricated on glass and silicon substrates. The impact of varying CH₄ to H₂ ratios on the resulting film's structure, optical characteristics, and mechanical properties was investigated. The deposition process occurred at methane flow rates spanning 5 to 40 sccm. The films' surface morphology, and roughness were analyzed through Atomic Force Microscopy. Moreover, the Vickers hardness tests was employed to determine the hardness of produced films. The optical behavior of the DLC thin films was explored utilizing UV-visible spectrometry and ellipsometry. A thorough investigation was conducted to understand how the CH₄ flow rate influences layer growth, morphology, topography, and how these factors relate to the films' transmittance, reflectance, refractive index, and optical band gap.     

Effect of Heat Treatment on the Structure and Optical Properties of Porous Anodic Titanium Oxide Films

Inorganic Materials - We have studied the effect of anodizing voltage on the optical properties and structure of anodic titanium oxide films before and after annealing. Annealing at temperatures in...     

退火温度对Ge/SiO2多层膜的结构和光学性能的影响

采用磁控溅射技术在石英衬底上制备出(Ge/SiO2)15多层膜,并在不同温度下对其进行退火处理。XRD和Raman结果表明:溅射态的薄膜为非晶态,当退火温度为500℃时开始出现明显的结晶衍射峰,随后晶化率明显增大,当600℃后,薄膜的晶化率几乎不变。FESEM和小角度X射线衍射结果表明:溅射态薄膜的层与层之间存在明显的界面,具有良好的周期性,升高退火温度,晶粒尺寸增大,但仍保持周期性结构。薄膜的紫外-可见光吸收光谱表明:随着退火温度的升高,吸收边发生红移,光学带隙从溅射态的1.86eV减小到600℃时的1.59eV。     

薄膜光伏材料铜铟镓硒的研究进展

综述了CuIn1-xGaxSe2(CIGS)的晶体结构、光学性质和电学性质,介绍了其禁带宽度、导电类型、吸收系数、晶界面复合速率和少子寿命等重要参数。重点介绍了利用磁控溅射系统制备CIGS薄膜的两种制备工艺:磁控溅射金属预制层硒化法和单步溅射法;综述了非真空制备工艺中常用的电化学沉积法。分析了CIGS现存问题:制备工艺复杂、成本高,稀有金属In、Ga的短缺;并提出了相应的解决措施及发展趋势。     

ZnO:Mn稀磁薄膜光学性质和铁磁行为分析

采用脉冲激光沉积技术在蓝宝石(α-Al2O3)衬底上制备了不同Mn掺杂浓度的ZnO薄膜.实验结果表明,合适浓度的Mn的掺人,有利于ZnOMn薄膜(002)生长而不形成Mn的氧化物,同时,所有的薄膜均呈现出了室温铁磁特性.随着Mn含量的增加,薄膜光学带隙红移,对应的Mn离子电荷转移跃迁吸收逐渐增强,磁化强度逐渐减小.实验结果支持薄膜的铁磁性起源于替位的Mn离子之间的长程铁磁相互作用,Mn离子增加导致平均磁矩减小,可归因于邻近的Mn离子密度的增加引起的反铁磁作用增强,相对应的sp-d交换作用逐渐增加.     

直流磁控溅射功率对溅射生长GZO薄膜光电性能的影响

本文采用直流磁控溅射沉积系统在玻璃基底上沉积镓掺杂氧化锌(GZO)薄膜,将溅射功率从120W调整到240W,步长为30W,研究功率变化对GZO薄膜的晶体结构、表面形貌、光学性能和电学性能的影响。结果表明,溅射功率对GZO薄膜电阻率有显著的影响。溅射功率为210W时薄膜呈现最低电阻率为3.31×10~(-4)Ω·cm,可见光波段平均光学透光率接近84%。随着溅射功率的增加,薄膜表面形貌和生长形态发生较大变化,并直接得到具有一定凸凹不平的微结构,GZO薄膜的致密性先增加后降低。     

溅射沉积CuO薄膜的光学和电学特性

以金属铜为靶材,氧气为反应气体,保持200℃的基底温度不变,通过调节氧氩比(OFR)和反应压强,利用直流反应磁控溅射方法在玻璃衬底上制备了一系列氧化铜薄膜。利用能谱对薄膜材料的元素含量进行测量和分析,结果显示:OFR=1∶1和2∶1时,铜元素和氧元素的含量比约在0.90~0.97的范围内变动。用四探针测试仪对薄膜的电阻率进行测量,用分光光度计测量薄膜的透过率,并用外推法推导出氧化铜薄膜的禁带宽度。利用霍尔效应测试仪对薄膜的电学参数进行测量和分析。