Al掺杂半导体Mg2Si薄膜的制备及电学性质

采用磁控溅射方法和热处理工艺在Si衬底上制备了不同Al质量分数的Mg2Si薄膜,研究了不同Al质量分数对Mg2Si薄膜结构及其电学性质的影响.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和四探针测试仪对Al掺杂Mg2Si薄膜的晶体结构、表面形貌和电学性质进行表征和分析.结果表明:采用磁控溅射技术在Si衬底上成功制备了不同Al质量分数的Mg2Si薄膜,样品表面表现出良好的连续性,在Mg2Si (220)面具有择优生长性.随着质量分数的增加,结晶度先增加后降低,晶粒尺寸减小,且在Al质量分数为1.58％时结晶度最好.此外,样品电阻率也随着Al质量分数的增加逐渐降低,表明Al掺杂后的Mg2Si薄膜具有更好的导电性,这对采用Mg2Si薄膜研制半导体器件有着重要的意义.     

电子束蒸发方法研究Mg2Si的薄膜及其光学带隙

Mg_2Si材料作为一种新型环境友好半导体材料,其薄膜制备方法及其光学性质的研究对其应用研发起到基础性作用.采用电子束蒸发方法在Si(111)衬底上沉积Mg膜,在氩气环境下进行热处理以制备Mg_2Si半导体薄膜.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、分光光度计对制备的Mg_2Si薄膜进行表征.在氩气环境、温度500℃、压强200 Pa下,研究热处理时间(时间3-7 h)对Mg_2Si薄膜形成的影响.XRD和SEM结果表明:通过电子束蒸发沉积方法在500℃、热处理时间为3~7 h能够得到Mg_2Si薄膜.热处理温度是500时,最佳热处理时间是4 h,得到致密度好的薄膜.通过对薄膜的红外透射谱测试,得到了Mg_2Si薄膜的光学带隙,其间接光学带隙值为0.9433 eV,直接光学带隙值为1.1580 eV.实验数据为Mg_2Si薄膜的研发在制备工艺和光学性质方面提供参考.     

稀土Dy掺杂对ZnO,CdO和SnO2薄膜性能的影响

用热蒸发法和热处理制备稀土Dy掺杂金属氧化物CdO,ZnO和SnO2薄膜,研究不同Dy掺杂浓度及热处理对3种薄膜性能的影响。XRD和SEM测试结果显示:适当的Dy掺杂和热处理可改善薄膜的结构特性,使薄膜表面的致密性变好。CdO,ZnO和SnO2薄膜的最佳掺Dy原子数分数为5%,5%和3%。掺Dy后Cd O,ZnO和SnO2薄膜的导电类型均为n型,电阻值降低约一个数量级。Dy掺杂使得薄膜的致密性增加而导致光透过率降低。制备的薄膜都是直接带隙半导体,相应的光学带隙:Cd O约2.232 eV,CdO∶Dy(Dy原子数分数5%)的略增为2.241 e V,ZnO薄膜约为3.31 eV;ZnO∶Dy(Dy原子数分数5%)约3.25 eV,SnO2薄膜约3.07 eV,SnO2∶Dy(Dy原子数分数3%)约3.03 eV。     

退火对磁控溅射法制备半导体Mg2Si薄膜的影响

通过磁控溅射和氩气氛围退火,在Si(111)衬底上制备环境友好半导体Mg2Si薄膜,并采用XRD和SEM研究了退火对Mg2Si薄膜形成和微结构的影响。结果表明Mg2Si薄膜的质量取决于退火温度、退火时间和沉积的薄膜厚度。制备Mg2Si薄膜,400℃退火5h是最优退火条件。XRD和SEM结构表明Mg2Si是通过沉积的Mg和Si衬底原子的相互扩散形成的。退火减少薄膜缺陷,也影响薄膜的表明粗糙度。     

Mg膜厚度对Mg2Si半导体薄膜结构及方块电阻的影响

采用射频磁控溅射系统和热处理系统制备了Mg2Si半导体薄膜.首先在Si衬底上溅射不同厚度的Mg膜,然后在真空退火炉中进行低真空热处理4h制备一系列Mg2Si半导体薄膜.采用台阶仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对Mg2Si薄膜样品的结构、表面形貌、剖面进行表征,研究了Mg膜厚度对Mg2Si半导体薄膜生成的影响.结果表明,在Si衬底上制备出以Mg2Si (220)为主的单一相Mg2Si薄膜,且Mg2Si (220)的衍射峰强度随着Mg膜厚度的增加先增大后减小,Mg膜为2.52 μm时,制备的Mg2Si薄膜表现出了良好的结晶度和平整度.最后,研究了Mg膜厚度对Mg2Si薄膜方块电阻的影响.     

p型透明导电氧化物CuCrl-xMgxO2的制备及光电性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了CuCr1-xMgO2粉末,压制烧结形成了CuCr1-xMgxO2陶瓷样品,研究了Mg2+掺杂量和压制压强对CuCrO2粉末和陶瓷的相组成、显微结构及光电性能的影响.结果表明:随着Mg2+掺杂量从0.01增加到0.07,所制CuCr1-xMgxO2粉末对紫外-可见光的吸收度增加,光学带隙宽度由3.25eV逐渐减小到2.86eV.随着Mg2+掺杂量或压制压强的增加,其相应陶瓷样品的电导率均先增大后减小.当Mg掺杂量x为0.03,压制压强为550 MPa时,制备的CuCr0.97Mg0.03O2陶瓷样品的电导率达到最大值,为19.8S/cm.     

磁控溅射法在6H-SiC衬底上制备β-FeSi2薄膜

采用磁控溅射FeSi₂、Si靶加后续退火法在6H-SiC(0001)衬底上成功制备了β-FeSi₂薄膜.采用XRD、SEM、AFM和Raman等测试手段对β-FeSi₂薄膜的结构及形貌等特性进行了表征。XRD结果表明,当退火温度从500℃增加到900℃时,溅射的非晶FeSi₂薄膜逐步相变为β-FeSi₂薄膜,且其最佳的退火温度为900℃;SEM测试结果表明β-FeSi₂薄膜表面较为平整、致密,β-FeSi₂/6H-SiC界面清晰陡峭,薄膜表面粗糙度(RMS)为0.87nm;β-FeSi₂薄膜的光学带隙为0.88eV。由此获得了在6H-SiC衬底上制备多晶β-FeSi₂薄膜的最佳工艺条件。     

p型透明导电氧化物CuCr1–xMgxO2的制备及光电性能研究

采用溶胶–凝胶法制备了CuCr1–xMgxO2粉末,压制烧结形成了CuCr1–xMgxO2陶瓷样品,研究了Mg2+掺杂量和压制压强对CuCrO2粉末和陶瓷的相组成、显微结构及光电性能的影响。结果表明:随着Mg2+掺杂量从0.01增加到0.07,所制CuCr1–xMgxO2粉末对紫外–可见光的吸收度增加,光学带隙宽度由3.25 eV逐渐减小到2.86 eV。随着Mg2+掺杂量或压制压强的增加,其相应陶瓷样品的电导率均先增大后减小。当Mg掺杂量x为0.03,压制压强为550 MPa时,制备的CuCr0.97Mg0.03O2陶瓷样品的电导率达到最大值,为19.8 S/cm。     

Mg掺杂Al_(0.5)Ga_(0.5)N薄膜的发光性质研究

利用MOCVD技术在c面蓝宝石衬底上采用AlN缓冲层制备了Mg掺杂Al0.5Ga0.5N薄膜。采用CL测试方法研究了Mg掺杂对Al0.5Ga0.5N薄膜光学特性的影响。测量表明,Mg掺杂导致在Al0.5Ga0.5N薄膜的发光谱中出现了3.9eV的发光带,其发光机理为束缚的施主-受主对(DAP)间的辐射复合跃迁。     

氮δ掺杂Cu_2O薄膜的生长及物性研究

采用等离子体增强原子层沉积(PEALD)技术,以NH3为掺杂源,制备了氮δ掺杂Cu_2O薄膜,研究了N掺杂对Cu_2O薄膜表面形貌、光学及电学性质的影响。研究结果表明,N掺杂引起了晶格畸变,Cu_2O薄膜的表面粗糙度增大;掺杂后Cu_2O薄膜的带隙宽度从2.70eV增加到3.20eV,吸收边变得陡峭;掺杂后载流子浓度为6.32×1019 cm~(-3),相比于未掺杂样品(5.77×1018 cm~(-3))的提升了一个数量级。     

Influence of Mn doping on structural,optical and electrical properties of CdO thin films prepared by cost effective spray pyrolysis method

Transparent and conducting cadmium oxide (CdO) and manganese doped CdO (Mn: CdO) thin films were deposited using a low cost spray pyrolysis method on the glass substrate at 300 °C. For Mn doping, various concentrations of manganese acetate (1–3 wt%) was used in the spraying precursor solution. The structural, electrical and optical properties of CdO and Mn: CdO films were investigated using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), atomic force microscope (AFM), UV–vis and Hall measurement. X-ray diffraction study reveals that the CdO and Mn: CdO films are possessing cubic crystal structures. SEM and AFM studies reveal that the grain size and roughness of the films are increased with increasing Mn doping concentration. Optical transmittance spectra of the CdO film decreases with increasing doping concentration of manganese. The optical band gap of the films decreases from 2.42 eV to 2.08 eV with increasing concentration of manganese. A minimum resistivity of 1.11×10⁻³ Ω cm and maximum mobility of 20.77 cm² V⁻¹ s⁻¹ is achieved for 1 wt% of manganese doping.     

镁掺杂对ZnO薄膜光诱导亲水性的影响

采用溶胶-凝胶法在Si(111)制备了一系列Mg掺杂的ZnO薄膜。用X射线衍射仪、原子力显微镜和接触角测试仪测量薄膜的微结构、表面形貌和表面接触角。结果表明：Mg掺杂ZnO薄膜仍为六角纤锌矿型结构,所有薄膜均具有较好的c轴择优取向。随着Mg掺杂含量的增加,薄膜的粗超度从2.14nm增大到9.56nm,薄膜表面接触角由89? 减小到 82?。通过对薄膜交替进行紫外光照和黑暗放置(或热处理),可以实现其表面疏水与超亲水性之间的可逆转化,光诱导可逆转化效率随Mg掺杂含量的增加而增大。     

热原子层沉积技术制备TiAlCN薄膜的特性

在Si和SiO2基底上,采用热原子层沉积技术,以四(二甲基氨基)钛(Ti(N (CH3)2)4)和三甲基铝(Al (CH3)3)为前驱体,制备TiAlCN薄膜.测试结果表明,随着基底温度的升高,膜层的沉积速率升高,电阻率降低,光学带隙由3.45 eV降低到2.00 eV,并在基底温度为300和350℃时出现了双吸收边;基底温度为350℃时,Al (CH3)3分解,使Al进入膜层与TiN和TiC形成TiAlN和TiAlC;膜层中TiN和TiC的形成,可以有效抑制膜层的自然氧化;基底温度为250和300℃时,薄膜为无定型结构,当基底温度为350℃时,有TiN晶体产生;膜层的表面粗糙度随着基底温度的升高先降低后升高,表面粗糙度的升高可能是因为在基底温度为350℃时前驱体材料的分解,使C-H键进入膜层所导致的.     

Properties of nanostructured Al doped ZnO thin films grown by spray pyrolysis technique

Aluminium doped zinc oxide thin films were deposited on glass substrate by using spray pyrolysis technique. The X-ray diffraction study of the films revealed that the both the undoped and Al doped ZnO thin films exhibits hexagonal wurtzite structure. The preferred orientation is (002) for undoped and up to 3 at % Al doping, further increase in the doping concentration to 5 at % changes the preferred orientation to (101) direction. The surface morphology of the films studied by scanning electron microscope, reveal marked changes on doping. Optical study indicates that both undoped and Al doped films are transparent in the visible region. The band gap of the films increased from 3.24 to 3.36 eV with increasing Al dopant concentration from 0 to 5 at % respectively. The Al doped films showed an increase in the conductivity by three orders of magnitude with increase in doping concentration. The maximum value of conductivity 106.3 S/cm is achieved for 3 at % Al doped films.     

ZnO缓冲层和退火处理对MgO薄膜结构的影响

采用直流反应磁控溅射法在Si衬底上引入ZnO缓冲层制备了沿(200)晶面择优取向生长的MgO薄膜,然后分别采用快速退火和常规退火两种不同的方式对MgO薄膜进行晶化处理。利用X射线衍射仪(XRD)以及原子力显微镜(AFM)研究了ZnO缓冲层以及两种不同的退火方式对MgO薄膜的结构和形貌的影响。结果表明:具有合适厚度的ZnO缓冲层可以显著地提高MgO薄膜的结晶质量。另外,与快速退火相比,常规退火处理后得到的MgO晶粒均匀圆润,有着较大的(200)衍射峰强度以及较小的表面粗糙度。     

金属离子掺杂纳米TiO2薄膜光阳极的性能研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃衬底上制备TiO2多孔薄膜,掺杂不同功函数的金属离子制备M-TiO2纳米薄膜电极,XRD、AFM,UV-Vis检测M-TiO2结构、形貌和性能.结果表明:掺杂摩尔分数2%的金属离子没有改变TiO2的晶格结构,但其吸收峰在可见光区都发生明显的红移,禁带宽度降低,掺杂后的M-TiO2电极比没有掺杂的T...     

Zn-Mn共掺对BTO薄膜光学性质及铁电性能的影响

利用溶胶凝胶法在Si(100)和LNO/Si(100)衬底上成功制备了Zn-Mn共掺钛酸钡薄膜.为了更充分地研究掺杂量对薄膜的晶体微结构和铁电性的影响,利用同样的方法分别制备了不同掺杂量的掺Zn和掺Mn钛酸钡薄膜.X射线衍射和原子力显微镜测量的结果表明薄膜均匀致密,且平均晶粒尺寸在30 nm以内.通过比较400～700 nm范围内各钛酸钡薄膜的折射率和消光系数,可以得到,其禁带宽度随着掺Zn或掺Mn量的变化而变化.对薄膜的铁电性能进行研究表明,Zn-Mn钛酸钡具有良好的铁电性,其剩余极化值为11.26μC/cm2,说明微量的Zn-Mn共掺可以增强薄膜的铁电性.     

溅射功率对AlN薄膜结构形貌的影响

采用直流反应磁控溅射法在Si(111)基片上制备了AlN薄膜,利用X线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)对不同溅射功率下制备的AlN薄膜的结构及形貌进行了分析表征。结果表明:在一定范围内,随着溅射功率的增大,薄膜厚度增加,晶粒逐渐长大,表面粗糙度也随之增大;AlN(002)择优取向改善明显,120W时达到最佳。     

The effect of potential on electrodeposited CdSe thin films

Cadmium selenide (CdSe) thin films have been successfully prepared by the electrodeposition technique on indium doped tin oxide (ITO) substrates with aqueous solutions of cadmium sulphate and selenium dioxide. The deposited films were characterized with X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), energy dispersive analysis by X-rays (EDAX), photoluminescence (PL), UV spectrometry and electrical resistivity measurements. XRD analysis shows that the films are polycrystalline in nature with hexagonal crystalline structure. The various parameters such as crystallite size, micro strain, dislocation density and texture coefficients were evaluated. SEM study shows that the total substrate surface is well covered with uniformly distributed spherical shaped grains. Photoluminescence spectra of films were recorded to understand the emission properties of the films. The presence of direct transition with band gap energy 1.75 eV is established from optical studies. The electrical resistivity of the thin films is found to be 10⁶ Ω cm and the results are discussed.