激光化学气相沉积无定形硅的研究

用激光化学气相沉积方法在微晶玻璃基片上沉积出了无定形硅薄膜。用乌氏干涉仪测得薄膜厚度为微米量级,沉积速率为100埃/分;用扫描电镜拍摄了膜层的形貌照片,测得其线度为40～50埃;用喇曼光谱仪测出其喇曼频移为480cm~(-1),与无定形硅的特征喇曼频移一致。     

基于不同单光子能量拉曼谱的氢化硅薄膜微观特性研究

用等离子体增强化学汽相沉积法（PECVD）在玻璃和单晶硅（c-Si）衬底上分别制备了氢化纳米硅（nc-Si：H）和非晶硅（a-Si：H）薄膜,用紫外、可见和近红外3种不同波长的激光线对不同形态的Si薄膜进行拉曼散射实验研究。研究发现,这些Si薄膜在不同的单光子能量的激光线激发下的拉曼谱线形也不同。进而通过对Si薄膜材料...     

CO2激光化学气相沉积a-Si:H薄膜

用输出功率为50W的CW CO2激光照射纯硅烷(SiH4)气体得到了a-Si:H薄膜。沉积速率达到200/min。用电子衍射方法测定了所沉积的薄膜是非晶态的。测量了薄膜的光电导率和暗电导率,其比值达104量级。用紫外可见光谱分析了薄膜的光学性质,计算出光能隙为1.44～2.0eV。得到了沉积速率、光电导率、暗电导率、光学能隙随基片温度变化的关系曲线。阐述了CO2激光化学气相沉积a-Si:H薄膜的机理。     

CO_2激光化学气相沉积a-Si:H薄膜

用输出功率为50W的CW CO_2激光照射纯硅烷(SiH_4)气体得到了a-Si:H薄膜。沉积速率达到200 /min。用电子衍射方法测定了所沉积的薄膜是非晶态的。测量了薄膜的光电导率和暗电导率,其比值达10~4量级。用紫外可见光谱分析了薄膜的光学性质,计算出光能隙为1.44～2.0eV。得到了沉积速率、光电导率、暗电导率、光学能隙随基片温度变化的关系曲线。阐述了CO_2激光化学气相沉积a-Si:H薄膜的机理。     

氮化硼薄膜的脉冲激光沉积

用Ｑ开关ＹＡＧ激光器的１．０６μｍ的脉冲激光在硅及玻璃衬底上沉积了氮化硼薄膜。做了ＳＥＭ，ＸＲＤ，红外透射谱和紫外一可见透射谱等测试。确认为六方氮化硼（ｈ－ＢＮ）薄膜．并测出其禁带宽度、晶格常数等。     

Bi4-xLaxTi3O12铁电薄膜结构和光学性能研究

用化学溶液沉积法分别在Si(100)和石英玻璃衬底上成功制备了一系列Bi4-xLaxTi3O12(BLT)铁电薄膜;用X-射线衍射仪测量了不同退火温度和不同掺镧量的BLT薄膜的结晶情况,结果显示随着退火温度的升高BLT薄膜结晶越来越好,镧的掺入并不改变钛酸铋薄膜的钙钛矿结构;用椭偏光谱仪对不同退火温度的BLT薄膜进行了椭偏光谱测量,分析得到了薄膜的光学常数谱;用激光显微拉曼光谱仪对不同掺镧量的BLT薄膜进行激光拉曼谱测量,得到了BLT薄膜振动模式随掺镧量的变化.     

直流磁过滤电弧沉积氮化铝薄膜的研究

利用直流电弧技术在硅基片上制备氮化铝薄膜,研究了薄膜的折射率、消光系数、透过率和沉积速率.薄膜的光学折射率、消光系数、厚度通过椭偏法测试并拟合得到;薄膜的透过率谱通过傅里叶变换红外光谱仪测试,薄膜的沉积速率通过厚度的相应时间计算得到;利用柯希模型来拟合测试得到可见区光学常数,外推得到薄膜在整个近红外、中远红外的光学常数.结果表明:薄膜的折射率随工艺参数的不同有较大的变化范围,并且薄膜在较宽的光谱范围内消光系数为零;薄膜的沉积速率达到85 nm-min-1,单面镀制氮化铝薄膜的硅样片的峰值透过滤达到了69.2%.     

沉积速率对热舟蒸发LaF3薄膜性能的影响

用热舟蒸发方法在不同的沉积速率下制备了LaF3单层膜,并对部分单层膜进行了真空退火.分别采用X射线衍射(XRD),Lambda 900光谱仪和355 nm Nd∶YAG脉冲激光测试了薄膜的晶体结构、透射光谱和激光损伤阈值(LIDT),并通过透射光谱计算得到样品的折射率和消光系数.实验结果表明,增大沉积速率有利于LaF3薄膜的结晶和择优生长,可以提高薄膜的致密性和折射率,但薄膜的抗激光损伤能力有所下降;沉积速率太大,又会恶化薄膜的结晶性能,同时薄膜中产生大量孔洞,薄膜的机械强度降低,导致薄膜的折射率减小和抗激光损伤能力降低.真空退火对薄膜的抗激光损伤能力有不同程度的提高.     

热丝CVD法生长纳米金刚石薄膜的研究

系统地研究了热丝CVD法中反应气体压力对沉积产物金刚石薄膜的形貌和拉曼谱图的影响,提出了热丝CVD生长纳米金刚石薄膜的新工艺,并在50mm硅片上沉积得到高质量的多晶纳米金刚石薄膜。高分辨透射电镜分析表明,薄膜的晶粒尺寸约为10nm,〈111〉晶面间距为0.2086nm,与标准值0.2059nm很接近,晶粒周围由非晶结构包围。紫外激光拉曼光谱有尖锐的金刚石峰和明显的石墨峰。     

沉积条件对氢化锂薄膜形貌和沉积速率的影响

为了研究沉积条件对氢化锂薄膜沉积速率和表面形貌的影响,采用脉冲激光沉积方法在Si(100)基片上沉积了氢化锂薄膜.通过改变靶基距和氢压等手段来控制薄膜的沉积速率,得到了氢压与沉积速率和薄膜表面质量的关系.结果表明,随着氢压和靶基距的增加,氢化锂薄膜的沉积速率逐渐下降;适当增加氢压可以降低氢化锂薄膜的表面粗糙度.从薄膜生...     

沉积速率对硅基LiNbO3光波导薄膜特性的影响

利用脉冲激光沉积技术(PLD)在硅衬底上生长高c轴取向LiNbO3晶体薄膜,研究了激光脉冲频率即薄膜沉积速率对薄膜结晶质量及取向性的影响,发现激光脉冲频率对薄膜的c轴取向性基本没有影响,但对薄膜的结品质量影响较大,激光脉冲频率为3 Hz时获得了高结品质量的c轴取向LiNbO3晶体薄膜.XPS测试表明制得薄膜的组分符合等化学计量比,AFM测试显示制备的薄膜表面光滑,表面粗糙度为4.3 nm.棱镜耦合法测试表明制备的LiNbO3薄膜具有优异的光波导性能,光传输损耗为1.14 dB/cm.     

ZnS/PS复合体系的白光发射

用电化学方法制备了一定孔隙率的多孔硅(PS)样品,然后用脉冲激光沉积(PLD)法以多孔硅为衬底生长一层ZnS薄膜.ZnS的带隙较宽,对可见光是透明的,用适当波长的光激发,PS发射的橙红光可以透过ZnS薄膜,与ZnS的蓝绿光相叠加,得到了可见光区较宽的光致发光带,呈现较强的白光发射.用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了ZnS薄膜的结构性质.结果表明,沉积的ZnS薄膜结晶质量较差,薄膜表面起伏不平,这是由于衬底PS的表面不平整所致.     

ZnS/PS复合体系的白光发射

用电化学方法制备了一定孔隙率的多孔硅(PS)样品,然后用脉冲激光沉积(PLD)法以多孔硅为衬底生长一层ZnS薄膜.ZnS的带隙较宽,对可见光是透明的,用适当波长的光激发,PS发射的橙红光可以透过ZnS薄膜,与ZnS的蓝绿光相叠加,得到了可见光区较宽的光致发光带,呈现较强的白光发射.用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了ZnS薄膜的结构性质.结果表明,沉积的ZnS薄膜结晶质量较差,薄膜表面起伏不平,这是由于衬底PS的表面不平整所致.     

脉冲激光沉积Al膜的沉积模式及沉积速率研究

为了给脉冲激光沉积(PLD)法沉积大面积均匀薄膜的应用提供相关的理论依据,以纯铝块作为靶材,采用PLD法在同轴和旁轴两种模式下对比研究了Al薄膜的厚度均匀性。同时,在旁轴的沉积模式下分别研究了基片温度、激光功率和重复频率对A l薄膜沉积速率的影响规律。实验结果表明,采用PLD方法在旁轴的沉积模式下获得的Al薄膜的厚度更加均匀。随着基片温度的增加,薄膜的沉积速率反而降低。升高激光功率,薄膜的沉积速率也随之提高。而在激光重复频率的变化过程中,Al薄膜的沉积速率有一最大值。     

激光脉冲能量对类金刚石薄膜及其红外光学特性的影响

为了研究在氮气中激光的脉冲能量对类金刚石薄膜的微结构组成、表面形貌和红外光学特性的影响,在KrF准分子脉冲激光沉积(PLD)类金刚石薄膜的实验中,在沉积腔中充入10-1Pa氮气并保持其他实验参数不变,脉冲能量分别取120 mJ和150 mJ来沉积类金刚石薄膜。用拉曼光谱仪和X射线光电子能谱仪(XPS)对类金刚石薄膜的微结构与组成进行检测分析;用原子力显微镜(AFM)对薄膜的表面形貌进行检测分析;用傅里叶变换红外光谱仪对类金刚石薄膜和硅衬底的红外光透射谱进行检测分析。实验结果表明,脉冲能量从120 mJ增加到150 mJ导致类金刚石薄膜中的氮含量和sp3键含量增加,C-O,C=O和O的含量减少,石墨晶粒的数量减少、尺寸变小,薄膜表面的粗糙度显著降低。同时,脉冲能量增加导致类金刚石薄膜对红外光的增透作用减弱,增透范围变窄。     

沉积温度对a-SiNx:H薄膜PL峰的影响

在3.75eV的激光激发下,利用LPCVD在800～950℃不同温度下沉积富硅的SiNx薄膜中,在室温下观测到1～5个高强度可见荧光的发射.通过TEM,IR,XPS等的分析研究表明,文中所获样品为纳米硅镶嵌结构的a-SiNx:H薄膜.PL峰数目及其各峰的强弱与生成薄膜过程中反应气体SiH2Cl2的分解速率、沉积温度、SiNx生长过程有关,还与薄膜中纳米硅的团簇密度、尺寸大小以及各种不同类型的缺陷态种类和密度有十分重要的关系.     

沉积温度对a-SiN_x∶H薄膜PL峰的影响

在3.75eV的激光激发下,利用LPCVD在800~950℃不同温度下沉积富硅的SiNx薄膜中,在室温下观测到1~5个高强度可见荧光的发射.通过TEM,IR,XPS等的分析研究表明,文中所获样品为纳米硅镶嵌结构的a-SiNx∶H薄膜.PL峰数目及其各峰的强弱与生成薄膜过程中反应气体SiH2Cl2的分解速率、沉积温度、SiNx生长过程有关,还与薄膜中纳米硅的团簇密度、尺寸大小以及各种不同类型的缺陷态种类和密度有十分重要的关系.     

电子束蒸发沉积工艺条件对ZrO2薄膜性能的影响

在电子束蒸发沉积制备ZrO2薄膜的过程中，采用石英晶体振荡法监控膜厚和沉积速率。用NKD7000分光光度计测量了ZrO2薄膜的折射率和膜厚，用原子力显微镜分别观测了不同工作气压和沉积速率下薄膜的表面形貌、均方根粗糙度。结果表明，随着工作气压的升高，膜层的结构变疏松，薄膜的折射率和均方根粗糙度都随之减小。随着沉积速率的增大，膜层的结构变致密，薄膜的折射率和均方根粗糙度都随之增大。并且从工具因子(TF)的角度得到了证实。实际镀膜过程中应该根据激光薄膜的应用需要选用合适的工艺条件，在允许的均方根粗糙度范围内提高膜层的结构致密性和折射率。     

脉冲激光退火纳米碳化硅薄膜的拉曼散射研究

采用XeCl准分子激光实现了碳化硅薄膜的脉冲激光晶化,对退火前后薄膜样品拉曼散射谱特征进行了分析,探讨了激光能量密度对纳米碳化硅薄膜结构和物相特性的影响.结果显示晶态纳米碳化硅薄膜的拉曼散射峰相对体材料的特征峰显著宽化和红移,并显示了伴随退火过程存在着硅和碳的物相分凝现象.随着激光能量密度的增大,薄膜的晶化度提高,晶化颗粒增大,而伴随的分凝程度逐渐减小.     

飞秒激光溅射沉积法制备碳薄膜

在气压为1.33×10-4Pa和衬底温度为室温条件下,利用飞秒激光剥落石墨的方法在无催化层的硅(Si)衬底上加工碳纳米薄膜;探究了激光能量和沉积时间对碳纳米薄膜成膜情况的影响。通过拉曼光谱对碳纳米薄膜表面物质的组成进行了分析;利用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)来显示薄膜的表面结构;实验结果显示,辐照时间对ID/IG的比值以及碳晶粒的大小都有显著的影响,并且高能量的飞秒激光脉冲能够促进碳晶粒的结晶。同时,在高能量的激光脉冲下沉积碳纳米薄膜,在Si表面发现了特殊图案的碳纳米结构:雪花状,方块状及四角星状。