脉冲激光沉积ZnO薄膜的结构和光学特性研究

采用脉冲激光，在Si（001）衬底上生长ZnO薄膜，利用X射线衍射（XRD），原子力显微镜（AFM）和光致发光光谱（PL）等测试手段研究了不同衬底温度所生长的ZnO薄膜结构特征和光学性能。研究表明：衬底温度影响ZnO薄膜结构和光学性能。在500℃～600℃沉积范围内随着温度升高，ZnO薄膜结构和光学性能提高。     

Si(111)衬底上多层石墨烯薄膜的外延生长

利用固源分子束外延(SSMBE)技术, 在Si(111)衬底上沉积碳原子外延生长石墨烯薄膜, 通过反射式高能电子衍射(RHEED)、红外吸收谱(FTIR)、拉曼光谱(RAMAN)和X射线吸收精细结构谱(NEXAFS)等手段对不同衬底温度(400、600、700、800℃)生长的薄膜进行结构表征. RAMAN和NEXAFS结果表明: 在800℃下制备的薄膜具有石墨烯的特征, 而 400、600和700℃生长的样品为非晶或多晶碳薄膜. RHEED和FTIR结果表明, 沉积温度在600℃以下时C原子和衬底Si原子没有成键, 而衬底温度提升到700℃以上, 沉积的C原子会先和衬底Si原子反应形成SiC缓冲层, 且在800℃沉积时缓冲层质量较好. 因此在Si衬底上制备石墨烯薄膜需要较高的衬底温度和高质量的SiC缓冲层.     

衬底温度对ZnO薄膜生长过程及微观结构的影响研究

以醋酸锌水溶液为前驱体,采用改进的超声喷雾热解法在Si(100)衬底上沉积ZnO薄膜,以X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段分析所得ZnO薄膜的晶体结构和微观形貌,着重考察了衬底温度对ZnO薄膜生长过程及微观结构的影响.结果表明,在衬底温度为500℃下所得ZnO薄膜表面均匀光滑,属六方纤锌矿结构,且沿c轴择优生长,晶粒尺寸的为40～50nm;衬底温度对ZnO薄膜生长过程影响显著,随衬底温度的升高,薄膜生长速率存在一极限值,且ZnO薄膜的c轴取向趋势增强,晶粒尺寸得到细化.     

RF溅射钕掺杂ZnO薄膜工艺与结构研究

通过射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上制备了未掺杂和Nd掺杂ZnO薄膜,研究了衬底温度、氧分压以及Nd不同掺杂浓度等工艺参数对薄膜的影响.薄膜的结构和表面形貌通过XRD分析和AFM观测,表明制备的薄膜为ZnO:Nd纳米多晶薄膜,其表面形貌粗糙,不同沉积条件对薄膜生长有很大的影响.在纯氩气氛中、衬底温度为300℃的条件下,ZnO:Nd薄膜具有c轴择优取向.     

RF磁控溅射法制备ZnO薄膜的XRD分析

采用RF磁控溅射法，在玻璃村底上制备多晶ZnO薄膜，并对所制备的ZnO薄膜在空气气氛中进行了不同温度（350～600℃）的退火处理和600℃时N2气氛中的退火处理。利用X射线衍射分析了溅射参数如溅射功率、溅射氧分压、衬底温度以及退火处理对ZnO薄膜结晶性能的影响。结果表明，合适的衬底温度和退火处理能够提高ZnO薄膜的结晶质量。     

PLD方法生长ZnO/Si异质外延薄膜的研究

用脉冲激光沉积法在Si(111)衬底上制备了ZnO薄膜。RHEED和XRD测试表明,直接沉积在Si衬底上的ZnO薄膜为多晶薄膜,且薄膜的结晶质量随衬底温度的升高而下降。相比之下,生长在一低温同质缓冲层上的ZnO薄膜则展现出规则的斑点状RHEED图像,说明它们都是外延生长的高质量ZnO薄膜。XRD与室温PL谱分析表明,外延ZnO薄膜的质量随衬底温度的升高得到明显的改善。在650℃生长的样品具有最好的结构和发光特性,其(002)衍射峰的半高宽为0.185°,UV峰的半高宽仅为86meV。     

高致密度FeNi纳米颗粒薄膜制备与性能研究

传统磁控溅射装置制备的纳米颗粒薄膜粒径不均一并且实现粒径大小调控比较困难.本研究采用电场辅助沉积技术,在沉积平台施加5～30 kV的电场,以Si(100)为衬底制备了一系列纳米颗粒粒径均一的高致密度FeNi纳米颗粒薄膜材料.通过XRD、SEM以及VSM测量,研究了不同沉积电场下FeNi纳米颗粒薄膜的结构、形貌和磁性能....     

溶胶-凝胶提拉法制备ZnO薄膜及其性能研究

采用溶胶-凝胶提拉法在石英玻璃衬底上生长了ZnO薄膜.对薄膜的XRD分析表明ZnO薄膜为纤锌矿结构并沿c轴择优取向生长.透射光谱表明薄膜的禁带宽度为3.28eV,与ZnO体材料的禁带宽度3.30eV基本相同.用荧光光谱分析了经过400～600℃热处理获得的ZnO薄膜,结果表明ZnO薄膜在室温下可获得较强的紫外带边发射.适当选择热处理温度可以获得无可见波段发射的ZnO薄膜.     

沉积温度对磁控溅射Ni3Al-Cr薄膜微观结构及性能的影响

通过磁控溅射分别在300、400、500和600℃下沉积了Ni3Al-Cr薄膜。采用X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)表征了薄膜的晶体结构和表面形貌,通过方阻法检测了薄膜的抗腐蚀性能,采用纳米压痕表征了薄膜的硬度。结果表明,沉积温度对薄膜的微观结构、抗腐蚀及力学性能有重要影响。随着沉积温度的升高,薄膜晶粒及颗粒尺寸增大,300℃时形成尺寸均匀的立方体小颗粒,400和500℃时颗粒长大且致密堆积,600℃时部分颗粒过度长大。在400℃沉积的薄膜兼具最优的抗腐蚀性和力学性能。证明了方阻法表征薄膜抗腐蚀性能的可靠性。     

射频磁控溅射纳米SiC薄膜及其拉曼和红外分析

用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备出一系列衬底温度不同的纳米碳化硅薄膜,衬底温度分别为室温,200、400、600、700℃,并对样品进行了Raman和傅立叶红外测试分析.结果表明,随衬底温度的升高,薄膜结晶度提高,其晶粒尺寸为纳米数量级.通过FTIR不仅观察到SiC的TO声子在红外被激活,而且LO声子在粒径很小或薄膜很薄时也能在红外被激活,体现了纳米SiC较强的红外吸收特性.