不同浓度的Si掺杂β-Ga2O3薄膜的制备及研究

本文采用射频磁控溅射法在Si(100)和石英衬底制备纯 β-Ga2O3和不同浓度的Si掺杂β-Ga2O3薄膜,并且研究Si掺杂对β-Ga2O3薄膜结构、表面形貌和光学性质的影响.X射线衍射(XRD)测试结果表明,Si掺杂β-Ga2O3薄膜都未出现新的衍射峰,随着Si浓度的增加,β-Ga2O3的特征峰(111)逐渐向大角...     

β-Ga2O3及Cr掺杂β-Ga2O3电子结构的第一性原理计算

运用第一性原理密度泛函理论(DFT)计算了不同交换关联势下单斜晶系β-Ga2O3的总能量、晶格常数、总态密度、分波态密度及能带结构.理论计算结果表明:单斜晶系β-Ga2O3在局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)下的晶格常数和带隙与实验值基本相符,其中LDA近似得到的晶格常数与实验值更接近;β-Ga2O3比六方晶系结构的α-Ga2O3更加稳定,但带隙比α-Ga2O3略小;Cr掺杂导致β-Ga2O3禁带宽度变小,费米能级处的态密度不为零,即变为半金属.     

β-Ga2O3及Cr掺杂β—Ga2O3电子结构的第一性原理计算

运用第一性原理密度泛函理论（DFT）计算了不同交换关联势下单斜晶系β-Ga2O3的总能量、晶格常数、总态密度、分波态密度及能带结构。理论计算结果表明：单斜晶系β-Ga2O3在局域密度近似（LDA）和广义梯度近似（GGA）下的晶格常数和带隙与实验值基本相符，其中LDA近似得到的晶格常数与实验值更接近；β-Ga2O3比六方晶系结构的α-Ga2O3更加稳定，但带隙比α—Ga2O3略小；Cr掺杂导致β-Ga2O3禁带宽度变小，费米能级处的态密度不为零，即变为半金属。     

β-Ga2 O 3单晶制备工艺的研究进展

β型氧化镓(β-Ga2O3)具有宽禁带、高击穿强度和低制造成本等优点,是制备第三代半导体的优质备选材料.制备β-Ga2 O 3材料的方法有直拉法、导模法、浮区法、布里奇曼法等.由于该材料在高温下易挥发,易产生较多杂质气体、晶体形状难以控制、单晶中产生较多缺陷等问题.对目前β-Ga2 O 3制备方法进行综述,对多种制备方...     

不同Si含量掺杂的ZTO薄膜的制备与研究

本文采用磁控溅射法制备Si元素掺杂的Zn Sn O薄膜(SZTO),研究Si元素掺杂对薄膜样品性能的影响。XRD衍射图谱表明,不同Si掺杂含量的薄膜均呈现非晶态。利用原子力显微镜表征薄膜的表面形貌,随着Si含量的增加,薄膜样品的表面粗糙度呈现出单调递增的趋势,Si掺杂使薄膜样品的平整度降低。透射谱测试表明不同Si含量掺杂的SZTO薄膜在可见光波段均具有较高的透射率,利用Si元素掺杂可以提高在可见光范围的透射率,并有效增加Zn Sn O(ZTO)薄膜的光学带隙。PL谱测试表明,随着Si掺杂浓度的升高,PL谱的强度呈现出不同程度的增大,且展宽变宽,这表明Si掺杂的ZTO薄膜样品中引入了一些深能级缺陷。     

掺杂稀土Tb的β-Ga2O3纳米纤维的结构及其光致发光研究

采用电纺丝法制备了铽(Tb)掺杂的氧化镓(Ga2O3)纳米纤维,并用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)和光致发光谱(PL)对其进行了一系列的表征.结果表明,900℃退火的纳米纤维尺寸约为100nm,晶体结构是β相的Ga2O3,Tb离子5D4-7F5跃迁对应的550nm绿光发射最强.在稀土掺杂的纳米纤维的光致发光谱中没有发现β-Ga2O3缺陷能级的发光,用能量传递理论解释了这一现象.     

Mg单原子替位掺杂β-Ga2O3的电子结构和光学性质计算研究

宽禁带半导体β-Ga2O3因其出色的物理化学性能而备受关注,通过掺杂改善β-Ga2O3性能一直是研究的热点.采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,利用广义梯度近似加U对Mg单原子掺杂β-Ga2O3体系的晶体结构、电子结构和光学性质等进行了研究和分析.总能量和结合能的对比显示:单原子替位掺杂β-Ga2O3时,Mg优先替代八面体位的Ga原子形成Mg-Gao体系.电子结构显示,Mg-Gao体系变为间接半导体,带隙变窄为4.672eV;其自旋极化率为100％,呈现半金属特性.作为光学材料,Mg-Gao体系可在紫外、深紫外区域工作,并且折射率、反射率和吸收率有所降低,透射率明显提高.     

β-Ga2O3单晶浮区法生长及其光学性质

用浮区法生长得到了宽禁带半导体材料β-Ga2O3单晶,对其吸收光谱、荧光光谱进行了分析.解释了禁带部分展宽的原因.并研究了Sn4 和Ti4 的掺杂对其紫外吸收边影响.β-Ga2O3单晶的荧光谱不仅观察到了3个特征峰:紫外光(395nm)、蓝光(471nm)、绿光(559nm),还观察到了在277和297nm的紫外光和692nm的红光荧光发射.     

提高钢基表面Al2O3薄膜结合力的研究

采用射频磁控溅射法在40Cr基体上制备了非晶态Al2O3薄膜,并研究了工艺参数(溅射功率,工作气压,溅射时间)、预处理工艺以及中间层对薄膜结合性能的影响。试验结果表明,采用射频溅射法,在功率为250W、工作气压为5.0Pa、时间为3h条件下制备的薄膜结合力最好。基体经过腐蚀预处理和加入镍磷中间层均能改善膜基结合力,后者效果更显著。     

磁控溅射制备Er~(3+)掺杂Al_2O_3薄膜的上转换发光特性

Al_2O_3作为太阳能电池的钝化层,如果掺入稀土元素Er~(3+)通过吸收红外光并将其上转换为可见光被硅吸收,则可以提高太阳能的利用率。本文采用磁控溅射法制备得到厚度为500 nm左右的不同浓度Er~(3+)掺杂Al_2O_3薄膜。X射线衍射测试表明薄膜由θ-(Al,Er)_2O_3、Al_(10)Er_6O_(24)和ErAlO_3相构成。通过波长980nm的激光器激发产生光频上转换,获得了490 nm的绿光和670nm的红光发光,分别对应于Er~(3+)的~4F_(7/2)→~4I_(15/2)和~4F_(9/2)→~4I_(15/2)的能级跃迁。当Er~(3+)掺杂浓度为0.6%(摩尔比)时,上转换发光强度最强。上转换发光强度受到Al_(10)Er_6O_(24)和ErAlO_3晶体的生成以及Er~(3+)掺杂浓度的影响,并且对红光的影响要大于绿光。Er~(3+)掺杂Al_2O_3薄膜相比粉体材料具有较低的声子态密度,从而抑制了Er~(3+)无辐射跃迁,得到了不同于粉体材料的490nm绿光的发光。     

Mn掺杂Ga_2O_3薄膜的结构及光吸收性能研究

采用磁控溅射法在Si(111)和玻璃衬底上制备出不同Mn掺杂含量的Ga2O3薄膜,使用扫描电子显微镜、电子能谱仪、X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计等对Mn掺杂Ga2O3薄膜的表面形貌、结晶特性和光吸收性能进行了研究.结果表明,适量掺杂Mn可抑制薄膜的晶格膨胀,促进Ga2O3薄膜晶粒的定向生长,得到尺寸分布较均匀的多面体晶粒.Mn掺杂使Ga2O3价带项向带隙延伸,光学带隙变窄,吸收边红移,近紫外区吸收增强.     

氨化Si基Ga2O3/In2O3制备GaN薄膜

研究了Ga2O3/In2O3 膜反应自组装制备GaN薄膜,再将Ga2O3/In2O3膜在高纯氨气气氛中氨化反应得到GaN薄膜,用X射线衍射 (XRD),傅里叶红外吸收(FTIR),扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对样品进行结构、形貌的分析.测试结果表明,用此方法得到了六方纤锌矿结构的GaN多晶膜,且900℃时成膜的质量最好.     

Mg2Ni贮氢薄膜的制备及组织结构研究

采用磁控溅射法制备了Mg2Ni贮氢薄膜,考察了不同基体及基体温度对薄膜组织结构的影响.实验结果表明,Mg2Ni薄膜的表面形貌与衬底类型及衬底温度有关.玻璃片上溅射沉积的膜的表面形貌表面较为平整,而未抛光的Ni片上沉积的薄膜的生长明显存在着沿划痕方向生长的趋势,存在择优取向.另外,当基体温度升高时,薄膜的晶粒尺寸增大.     

Mg2Si半导体薄膜的磁控溅射制备

采用磁控溅射技术和退火工艺制备出Mg2Si半导体薄膜,研究了退火时间对Mg2Si薄膜的形成和结构的影响.首先在Si(111)衬底上溅射沉积380nm Mg膜,然后在退火炉内氩气氛围500℃退火,退火时间分别为3.5h、4.5h、5.0h、5.5h、6.0h.采用X射线衍射和扫描电镜对薄膜的结构和形貌进行了表征.结果表明,采用磁控溅射方法成功地制备了环境友好的半导体Mg2Si薄膜.Mg2Si薄膜具有Mg2Si(220)的择优生长特性,最强衍射峰出现在40.12°位置;随着退火时间的延长,Mg2Si外延薄膜的衍射峰强度先逐渐增强后逐渐减弱,退火5h后,样品的衍射峰最强.Mg2Si晶粒随着退火时间的延长,先逐渐增大,退火5h后逐渐减小.     

硅基扩镓溅射Ga2O3反应自组装GaN薄膜

采用射频磁控溅射工艺在扩镓硅基上溅射Ga2O3薄膜氮化反应组装GaN薄膜,研究硅基扩镓时间对GaN薄膜晶体质量的影响.利用红外透射谱(FHR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、光电能谱(XPS)和荧光光谱(PL)对生成的GaN薄膜进行组分、结构、表面形貌和发光特性分析.测试结果表明:采用此方法得到六方纤锌矿结构的GaN晶体膜.同时显示:在相同的氮化温度和时间下,随着硅基扩镓时间的增加,薄膜的晶体质量和发光特性得到明显提高.但当硅基扩镓时间进一步增加时,薄膜的晶体质量和发光特性却有所降低.较适宜的硅基扩镓时间为40min.     

射频磁控溅射制备Bi2Te3热电薄膜

通过射频磁控溅射，在溅射气体为Ar，气压为1Pa，溅射功率为120W时分别在聚氨酯和玻璃基底上沉积了不同厚度的Bi2Te3薄膜。Bi2Te3薄膜主要是以（221）晶面平行于基底进行外延生长，先在基底形成大量微小晶粒，合并长大成典型的纤维状组织结构。在此条件下薄膜生长速率为26nm/min，通过控制溅射时间可沉积几纳米到几微米不同厚度的薄膜。得到的p-型半导体Bi2Te3薄膜，其电阻率随薄膜厚度的增大而减小。     

水基流延工艺制备β"-Al2O3固体电解质薄膜的研究

采用溶胶-凝胶法制备了β″-Al2O3前驱体粉体,将该前驱体在850℃焙烧1h的产物作为水基流延浆料的陶瓷粉体,以去离子水为溶剂,加入适量的S464表面活性剂、WB4101粘结剂和PL005增塑剂,采用水基流延工艺成功制备了表面光滑、颗粒分布均匀的β″-Al2O3固体电解质前驱体薄膜.研究结果表明:β″-Al2O3前驱体水基流延薄膜经等静压成型并在1500℃高温烧结后,便可获得薄膜型β″-Al2O3固体电解质(JCPDS卡片号:19-1173).     

β-Ga_2O_3纳米线的制备技术及其应用研究进展北大核心CSCD

综述了β-Ga_2O_3纳米线的研究进展,包括纳米线的制备工艺、生长机理、掺杂研究以及催化剂的生长,介绍了β-Ga_2O_3纳米线在日盲探测器和气敏探测器领域的研究现状,讨论了目前存在的难题及以后研究的方向。