Si(111)上生长LiNbO_3薄膜的研究

利用射频磁控溅射的方法,在Si(111)衬底上制备了LiNbO3薄膜。采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了衬底温度、退火温度和溅射气体压强对LiNbO3薄膜结晶和表面形貌的影响,并用椭圆偏振仪测量了薄膜的厚度和折射率。结果表明:衬底温度为450℃时制备的薄膜,退火前后都没有LiNbO3相生成;衬底温度为500～600℃时,LiNbO3薄膜出现(012)、(104)和(116)面衍射峰,经600℃退火后3个衍射峰的强度加强;衬底温度为600℃时,经600～900℃退火得到的LiNbO3薄膜,除出现(012)、(104)和(116)面衍射峰外,还出现(006)面衍射峰;溅射气体压强从0.8 Pa增大到2.4 Pa时,经800℃退火后得到的LiNbO3薄膜表面晶粒团簇变小,而0.8 Pa制备的薄膜经800℃退火后LiNbO3相的结晶程度较其它压强下完善;900℃退火后得到的LiNbO3薄膜折射率为2.25,与LiNbO3晶体相当。     

退火温度对ZnO薄膜结构及光学性能影响

以二水醋酸锌为原料,使用溶胶凝胶法在玻璃基体上旋涂氧化锌薄膜.用X射线衍射、室温光致发光、可见分光光度计等方法对薄膜的结构、光学特性进行了研究,同时结合AFM和分光光度计,讨论了不同退火温度对氧化锌薄膜结构,透光率的影响.结果表明随着退火温度的升高,ZnO薄膜衍射峰增强,其中在500 ℃时,(002)峰最强,即沿C轴的取向性最好,晶粒尺寸依次增大,其中500-550 ℃时,晶粒尺寸比较小且分布均匀,平均粒径40 nm,表面粗糙度最小,小于8 nm;退火温度为550 ℃时,ZnO薄膜的透光率最高,达96%以上.并在380 nm附近有很强的紫外发射峰.     

退火温度对MoS2 薄膜光学性能的影响

在大气条件下采用激光剥离技术制备了MoS₂ 薄膜, 研究了MoS₂ 薄膜在不同退火温度条件下的形貌结 构及其光学性能。实验研究发现, 退火温度对MoS₂ 薄膜表面的作用显著, 并且退火温度的不同会使得MoS₂ 薄膜 XRD 图谱中衍射峰的位置产生明显的偏移。随着退火温度的升高, 薄膜生长质量及其吸光度都得到明显的提升。 进一步对比分析了不同退火温度下MoS₂ 薄膜光学性能的差异, 结果显示退火温度为850 ℃ 时MoS₂ 薄膜的光学 性能最佳。     

退火温度对MgB2超导薄膜的影响

本实验是研究退火温度对MgB2超导薄膜的影响。在多晶Al2O3衬底上,以B2H6作为硼源,化学气相沉积先驱硼薄膜,采用Mg扩散方法,在不同退火温度条件下制备了MgB2超导薄膜;还采用了测量电阻-温度曲线、X射线衍射分析和扫描电子显微镜形貌观测方法。结果表明,退火温度对MgB2薄膜的超导特性、晶体结构和相纯、表面形貌有影响。退火温度高,生成的MgB2晶粒较大,晶形好,正常态电阻也增大,杂相越少。     

退火温度对ZnS/PS薄膜的晶体结构和光电性质的影响

用脉冲激光沉积法(PLD)在多孔硅(PS)衬底上生长ZnS薄膜,分别在300℃、400℃和500℃下真空退火。用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了退火对ZnS薄膜的晶体结构和表面形貌的影响,并测量了ZnS/PS复合体系的光致发光(PL)谱和异质结的I-V特性曲线。研究表明,ZnS薄膜仅在28.5°附近存在着(111)方向的高度取向生长,由此判断薄膜是单晶立方结构的-βZnS。随着退火温度的升高,-βZnS的(111)衍射峰强度逐渐增大,且ZnS薄膜表面变得更加均匀致密,说明高温退火可以有效地促进晶粒的结合并改善结晶质量。ZnS/PS复合体系的PL谱中,随着退火温度升高,ZnS薄膜的自激活发光强度增大,而PS的发光强度减小,说明退火处理更有利于ZnS薄膜的发光。根据三基色叠加的原理,ZnS的蓝、绿光与PS的红光相叠加,ZnS/PS体系可以发射出较强的白光。但过高的退火温度会影响整个ZnS/PS体系的白光发射。ZnS/PS异质结的I-V特性曲线呈现出整流特性,且随着退火温度的升高其正向电流增加。     

等离子束辅助沉积制备ZnO薄膜的特性研究

采用等离子束辅助沉积的方法在n-Si(001)衬底上制备出ZnO薄膜。X射线衍射谱显示，所制备的ZnO薄膜有较强的(002)晶面衍射峰，表明ZnO薄膜为c轴择优取向生长的，并且随着退火温度升高，晶粒逐渐增大，衍射峰逐渐增强。光致发光谱测量发现，样品分别在3．28eV和2．48eV存在紫外发射和深能级发射两个较强的发射峰，并且随着退火温度升高，深能级发射逐渐减弱，紫外发射峰得到进一步改善。四探针测试电阻率结果表明，随着退火温度的升高，ZnO薄膜的电阻率呈线性增加。     

FTO/glass基底上制备的BiFeO_3薄膜及其铁电和介电性质研究

采用溶胶-凝胶法在氟掺杂SnO2/glass基底上制备了BiFeO3薄膜,薄膜的退火温度在500~600°C。XRD衍射结果表明BiFeO3薄膜结晶良好,没有杂相。剖面扫描电镜结果表明薄膜的厚度为600 nm。铁电性测试表明在500°C退火的BFO薄膜有饱和电滞回线,其剩余极化强度为59.94μC/cm2。当退火温度在550°C和600°C时,由于漏电流较大使得电滞回线不饱和。在较高温度退火处理时薄膜表现出较大的介电常数和介电损耗。     

退火工艺对Nd掺杂Ca0．4Sr0．6Bi4Ti4O15薄膜的性能影响

利用Sol-Gel法、快速退火工艺在Pt(100)/Ti/SiO2/Si衬底上成功制备了Nd掺杂的Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15(C0.4S0.6NT)铁电薄膜.分别研究了退火工艺中热解温度、退火温度对C0.4S0.6NT薄膜取向及铁电性能的影响,并探讨了C0.4S0.6NT薄膜取向生长的微观机制.XRD衍射分析表明:350℃热分解温度得到的薄膜I(200)/I(119)达到最大;退火温度达到700℃,薄膜中的Bi2Ti2O7相全部转化成铋层状钙钛矿相;P-E电学性能测试显示:退火温度高有助于提高薄膜的剩余极化(Pr);350℃热分解温度,750℃退火温度得到高(200)取向的薄膜,铁电性能较好,Pr 和Ec分别为14.2μC/cm2和84.5kV/cm.     

退火温度对锆酸铅薄膜光学性能的影响

用溶胶-凝胶法在石英玻璃基片上成功地制备了PbZrO3(PZ)薄膜．X射线衍射分析结果表明晶化好的PZ薄膜,是多晶钙钛矿结构．750℃晶化的薄膜,晶粒尺寸为30～50nm．用紫外-可见光分光光度计在波长200～900nm范围内,测量了不同温度退火的PZ薄膜的透射率,结果表明450、600、750℃退火的薄膜样品,其光学吸收边分别为4．11、4．56、4．59eV．     

TiO2薄膜的火焰喷雾热分解法制备与自清洁研究

以钛酸丁脂(Ti(C4H9O)4)为前驱体,采用自制的火焰喷雾热分解装置在玻璃衬底上制备了TiO2自清洁薄膜.应用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见透射光谱(UV-Vis)分析了薄膜的形貌、结构和透光性,并对薄膜的光催化性能和亲水性能进行了测试.结果表明,火焰喷雾热分解法制备薄膜要求雾滴先成液膜,再热分解为固体薄膜;采用火焰喷雾热分解法在玻璃衬底上成功制备的TiO2薄膜为锐钛矿晶型;探讨了沉积时间和退火温度对薄膜的结晶和自清洁性及光催化性能的影响,沉积时间长,退火温度高的薄膜的结晶度越高,光催化性能和亲水性越好;用该方法制备的温度约为400℃,退火温度为600℃薄膜,光透过率可超过70%.     

退火对nc-Si镶嵌复合薄膜结构及发光特性的影响

采用减压化学气相沉积方法，依靠纯N2稀释的SiH4气体的热分解反应，在玻璃表面生长了纳米硅
镶嵌的复合薄膜.实验研究了退火前后薄膜样品的结晶状态和光致发光特性.结果表明，未退火样品的光致
发光特性随沉积温度升高反而减弱.当退火温度＞600℃时，晶化趋势明显；当退火温度＜600℃时，对晶
化的影响不显著，但提高退火温度或延长退火时间可以增加光致发光谱(PL)强度.通过HRTEM分析证实了薄
膜为纳米硅镶嵌复合的特殊结构.并通过Raman、PL、HRTEM的比较分析，认为在退火前后分别有两种不同
的发光机制起主导作用.     

WO3薄膜热处理效应下的电致变色特性研究

本文采用溶胶-凝胶法制备了WO3膜,分析了热处理温度对WO3薄膜结构的影响,探讨了热处理温度下WO3膜的电致变色特性.     

电泳沉积法制备三氧化钨薄膜

研究了由WO3溶胶采用电泳沉积法制备WO3薄膜,讨论了电流密度、溶胶陈化时间、溶胶浓度、溶胶pH值对制备WO3薄膜厚度的影响;及膜厚与沉积时的电流密度对薄膜与基底结合力的影响.通过TGA-DTA和IR分析探讨了固体薄膜在热处理过程中的结构变化.     

电化学沉积CdS薄膜及其在CZTS薄膜太阳能电池中的应用

采用硫代硫酸钠、硫酸镉,配以有机酸NTA调节溶液pH值,首次在碱性环境中电沉积制备CdS薄膜,并将其应用到Cu2ZnSnS4（CZTS）薄膜太阳能电池中作为缓冲层．实验探讨了pH值、溶液浓度、沉积电位对薄膜晶体结构、形貌、界面等微观结构以及光学特性的影响、在pH值为9．36、Cd2＋浓度为0．025mol／L、沉积电位为-1．7V时,获得了表面均匀致密而无针孔、近化学计量原子比、禁带宽度为2．4eV的CdS薄膜,将其应用于CZTS薄膜太阳能电池中,所制备的缓冲层CdS薄膜展现了与CZTS薄膜良好的匹配性,CZTS／CdS的P—n结质量得到改善．     

有机无机钙钛矿薄膜的间歇式退火和光电性能

为了改进空气环境条件下有机无机钙钛矿薄膜的制备工艺,开发了一种间歇式退火（intermittent annealing,IA）方法,以制备高质量无针孔的钙钛矿薄膜,优化光电性能.采用扫描电子显微镜（scanning electron microscope,SEM）、X射线衍射谱（X-ray diffraction,XRD）、紫外可见吸收（ultraviolet-visible,UV-Vis）光谱、光致发光（photoluminescence,PL）光谱等表征,系统比较了在空气环境条件下反溶剂一步法旋涂制备钙钛矿薄膜工艺中,普通退火（traditional annealing,TA）方法和间歇式退火方法处理得到的卤化铅甲胺有机钙钛矿薄膜的形貌、结构和光电性能.结果表明,对于MAPbI₃、MAPbIBr₂和MAPbI₂Br钙钛矿材料,采用间歇式退火方法制备的薄膜均匀致密无针孔,晶粒尺寸显著增大,薄膜结晶性提高,在可见光范围内光吸收能力更强.在空气环境下所得间歇式退火制备的MAPbI₃太阳能电池器件在AM 1.5的模拟太阳光下,光电转换效率可达11.5%（有效面积0.24 cm²）,而在空气环境下以普通退火方法制备的器件的光电转换效率为8.9%,间歇式退火样品的光电转换效率有大幅度提高.

     

沉积参数对二氧化钛薄膜结构相变的影响

用磁控溅射的方法在硅衬底上制备了二氧化钛薄膜,并通过改变薄膜沉积过程中氧气含量、溅射时间、工作压强、衬底温度等溅射参数,制备了系列薄膜样品,得到了二氧化钛薄膜两种相结构的最佳生成条件.研究表明:较高的工作压强有利于金红石结构的生成;衬底加热、增加沉积时间有利于生成锐钛矿结构;氧气含量的变化对薄膜的相结构没有明显影响.     

脉冲多弧离子镀沉积类金刚石薄膜的牢固度研究

利用脉冲多弧离子镀技术在硅基片上沉积类金刚石薄膜．分析了类金刚石薄膜的牢固度与各种工艺条件的关系．实验结果表明：基片的清洗、基片温度、主回路电压、脉冲频率、烘烤处理都强烈影响类金刚石薄膜的牢固度．同时从理论上分析了利用离子束辅助蒸发工艺可以进一步提高类金刚石薄膜的牢固度     

离子束增强沉积Al-N共掺杂ZnO薄膜的制备

用Al2O3粉体与ZnO粉体均匀混合,压制成溅射靶。在Si和SiO2/Si衬底上,用离子束增强沉积(IBED)方法对沉积 膜作Ar+/N+注入,制备Al-N共掺杂氧化锌薄膜(ANZO)。在氮气氛中作适当的退火,可以方便地获得取向单一、结构致 密、性能良好的共掺杂ZnO薄膜。探索用IBED方法在Si和SiO2衬底上制备优质掺杂薄膜的可能性。初步研究了ANZO共掺 杂薄膜的结构、电学和光学性能。     

Influence of annealing temperature on the properties of TiO2 films annealed by ex situ and in situ TEM

TiO₂ thin films were deposited on quartz substrates by DC reactive magnetron sputtering of a pure Ti target in Ar/O₂ plasma at room temperature. The TiO₂ films were annealed at different temperatures ranging from 300 to 800 °C in a tube furnace under flowing oxygen gas for half an hour each. The effect of annealing temperatures on the structure, optical properties, and morphologies were presented and discussed by using X-ray diffraction, optical absorption spectrum, and atomic force microscope. The films show the presence of diffraction peaks from the (101), (004), (200) and (105) lattice planes of the anatase TiO₂ lattice. The direct band gap of the annealed films decreases with the increase of annealing temperature. While, the roughness of the films increases with the increases of annealing temperature, and some significant roughness changes of the TiO₂ film surfaces were observed after the annealing temperature reached 800 °C. Moreover, the influences of annealing on the microstructures of the TiO₂ film were investigated also by in situ observation in transmission electron microscope.