磁控溅射法制备Zn_(1-x)Co_xO薄膜的磁性能

采用磁控溅射工艺,在玻璃基片上制备了Zn1-xCoxO(x=0.02~0.15)稀磁半导体薄膜。采用X-射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)、振动样品磁强计(VSM)研究了薄膜的相结构、化学成分及价态、表面形貌和磁性能。结果表明,本实验条件下,薄膜不存在Co及Co的氧化物相,薄膜中Zn的化学价为+2,Co则以+2和+4价的形式存在;薄膜晶体结构为c轴取向生长的六方纤锌矿结构;薄膜表面平整致密。在温度为300 K时,Zn0.9Co0.1O薄膜呈铁磁效应,在M-H曲线中观测到明显的磁滞回线特征。     

磁控溅射法制备Zn_(1-x)Fe_xO薄膜的微结构及铁磁性研究

采用射频磁控溅射法在Si衬底上制备了Zn1-xFexO(x=1.0%,3.0%,5.0%)薄膜样品,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)对其微结构、表面形貌和化学成分及价态进行分析,结果表明,Zn1-xFexO(x=1.0%,3.0%,5.0%)薄膜晶体结构为c轴择优生长的六角纤锌矿结构,Fe在晶体中以二价和三价两种价态存在。利用振动样品强磁计(VSM)对样品的铁磁性进行测试,薄膜样品在室温下具有明显的铁磁性,并经分析认为铁磁性来源可能是磁性离子与空位缺陷形成束缚磁极子引起的结果。     

磁控溅射制备ITO薄膜光电性能的研究

采用直流磁控溅射方法在玻璃基底上制备了ITO薄膜.分别用分光光度计和四探针仪测试了所制备ITO薄膜在可见光区域内的透过率和电阻率,研究了溅射气压、氧氩流量比和溅射功率三个工艺参数对ITO薄膜光电性能的影响.研究结果表明,制备ITO薄膜的最佳工艺参数为:溅射气压0.6 Pa,氧氩流量比1:40,溅射功率108 W.采用此工艺参数制备的ITO薄膜在可见光区平均透过率为81.18％,薄膜电阻率为8.9197×10-3Ω·cm.     

磁控溅射W_(1-x)Ti_xN薄膜的结构与摩擦学性能研究

采用双靶反应磁控溅射的方法,通过改变基体相对于靶材的位置制备了一系列不同化学成分的W1-xTixN薄膜。用X射线衍射仪,扫描电子显微镜,能量散色谱等检测手段对薄膜的表面状态,化学成分以及结构等进行了表征,采用UMT-3型多功能摩擦磨损试验机,在室温、大气环境、无润滑的条件下对不同成分WTiN薄膜的摩擦学性能进行了评价。试验结果表明:薄膜的化学成分伴随着位置的改变在W0.80Ti0.20N和W0.18Ti0.82N的范围内发生变化;在经历了800℃,1 h的退火以后不同位置制备的薄膜先后出现了TiN,TiN0.6O0.4,W2N,W等多种物相结构;随着Ti含量的增加,薄膜的纳米硬度最高可达29.8 GPa,弹性模量最高可达277.5 GPa。一系列摩擦数据显示x=0.52的薄膜在所制备的WTiN薄膜体系中拥有最佳的摩擦学性能。     

磁控溅射制备(Pb_(1-x)Sr_x)TiO_3系铁电薄膜的实验研究

钛酸锶铅 ((Pb1 -xSrx)TiO3,PST)固溶体材料是一种性能优良的钙钛矿型铁电材料 ,其形成铁电相的温度较低 ,且易于和半导体工艺结合 ,应用潜力较大。本文采用磁控溅射法制备了PST薄膜 ,并初步研究了其介电和铁电特性。结果表明 ,磁控溅射得到的PST薄膜必须进行一定的热处理 ,才能使之转变为具有铁电性的钙钛矿结构的铁电薄膜。其介电特性与测试频率有关 ,试样的饱和极化强度可达 19μC cm2 ,剩余极化强度可达 6 6 μC cm2 ,矫顽场强达 16kV cm ,热释电系数达10 - 4 C m2 ·K量级 ,表明所制备的PST薄膜具有良好的铁电性。     

直流磁控溅射法制备GZO薄膜及其结构和光电性能的研究

为了提高GZO薄膜性能的稳定性,在溅射温度为室温、气压为0.2 Pa、靶基距为100 mm等工艺条件下,利用直流磁控溅射法在氧化铝基底上沉积超厚型的镓掺杂氧化锌(GZO)薄膜,并探究不同溅射功率对GZO薄膜的表面生长方式、内部晶体取向和光电性能的影响。利用X射线衍射仪、四探针、原子力显微镜等仪器对制备的薄膜进行表征,结果发现随着溅射功率的增大,GZO薄膜晶胞的生长方向由径向生长变为横向生长;薄膜内的晶体结构的衍射峰先增强后降低;薄膜在可见光范围内的平均透光率出现先增大后减小,最后再次增加的趋势。GZO薄膜样品的方块电阻随功率的增加逐渐呈现出下降的趋势,当溅射功率为250 W时,薄膜的方块电阻最低,最低值为18Ω/□。当溅射功率为180 W时,薄膜的择优取向衍射峰峰值达到最大,薄膜的晶胞生长饱满并且结晶性能良好,薄膜表面致密性平整;GZO薄膜的平均透光率在可见光波段范围内达到最高并且接近95%,薄膜的方块电阻为34Ω/□。     

磁控溅射制备Nb掺杂IZO薄膜光电学性能研究

通过磁控溅射方法制备一种新型薄膜晶体管有源层材料Nb掺杂的氧化铟锌(IZO)非晶薄膜(a-INZO)。运用XRD、光致发光、Hall测试等检测方法分析INZO薄膜微观结构、缺陷状态以及电学性能。光致发光结果表明,INZO相较于Ga掺杂的IZO(IGZO)具有更低的深能级缺陷密度。Hall效应测试结果表明,通过调节溅射过程中氧气流量可有效控制INZO薄膜载流子浓度,使之适合于制备薄膜晶体管(TFT)器件。INZO薄膜迁移率随载流子浓度的变化规律符合渗流传导模型,载流子浓度较低时,迁移率随载流子浓度增加而增加;载流子浓度较高时,迁移率下降,光学数据的分析表明其带尾态宽度较大,结构更无序。提高溅射基底温度可有效提高迁移率,但对薄膜无序度的改善并不明显。     

直流磁控溅射法低温制备GZO:Ti薄膜及其光电性能研究

用直流磁控溅射法在玻璃衬底上成功制备出了钛镓共掺杂氧化锌(GZO:Ti)透明导电薄膜,研究了溅射压强和功率对GZO:Ti薄膜的微观结构和光电性能的影响。研究结果表明,所制备的GZO:Ti薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有c轴择优取向。溅射压强和功率对薄膜的电阻率和微观结构均有显著影响。随功率增大,薄膜电阻率降低,生长率增大。所制备的薄膜的最小电阻率为1.81×10-4Ω·cm,可见光区平均透过率大于84%。     

直流反应磁控溅射法制备CdIn2O4薄膜的光电性能研究

利用直流反应磁控溅射法制备了CdIn2O4(CIO)薄膜,研究了氧浓度、基片温度、溅射时间和退火处理对薄膜光电性能的影响.结果表明电阻率随着氧浓度的增加和溅射时间的减小而增加,随着基片温度的升高先减小后增加;透光率随着氧浓度、基片温度的增加和溅射时间的减小而增加.退火处理后,薄膜的电阻率降低,光吸收边发生"蓝移".点缺陷对薄膜的光电性能产生重要影响,光吸收边的移动是"Burstein-Moss"效应和多体效应共同作用的结果.综合实验结果和理论研究,推荐了直流反应磁控溅射法制备CIO薄膜的最佳条件.此条件下制备薄膜的电阻率为2.95×10-4 Ω·cm,波长为628 nm时薄膜的透光率高达91.7%.     

PECVD法制备a-Si_(1-x)C_x∶H薄膜的结构及光学性能研究

aSi1xCx∶H的禁带宽度能随着薄膜中碳和氢的含量的变化而发生改变。深入了解薄膜中的键合情况及其对薄膜光学带隙的影响尤为重要。本文采用PECVD法,以硅烷(SiH4)和甲烷(CH4)为反应气源,通过选用不同的沉积功率及不同的组成制备出aSi1xCx∶H薄膜,并采用红外光谱、喇曼光谱及紫外可见光谱等分析测试手段对薄膜中SiC键的形成及其对光学能隙的影响进行了研究分析。分析表明SiC键的形成几率及SiC键的形成能力随着C和Si的含量接近而显著增加,SiC键随着沉积功率的提高显著增加。研究得出,薄膜的光学能隙Eg受到aSi1xCx∶H薄膜中的键合情况及薄膜缺陷态的影响。Eg随着薄膜中SiC键含量的增加而变大,随着薄膜中的H含量的减少缺陷态的增加而减小。     

Cd_(1-x)Zn_xS(x=0.88)多晶薄膜的制备及性能研究

采用真空共蒸发法制备了Cd1-xZnxS多晶薄膜,研究了Cd1-xZnxS(x=0.88)多晶薄膜的结构与光电特性。XRD的结果表明,0x≤0.9,Cd1-xZnxS薄膜为六方结构,高度择优取向;荧光光谱分析与Ve-gard定理的结果以及石英振荡法监测的Cd1-xZnxS多晶薄膜的组分吻合;制备的Cd1-xZnxS多晶薄膜的光学透射谱的吸收边随Zn含量的增加发生蓝移,其光学能隙调制在CdS与ZnS能隙之间;最后测量了Cd1-xZnxS薄膜室温电阻率及暗电导率随温度的变化情况,计算了Cd1-xZnxS薄膜的电导激活能。     

中频磁控溅射法制备氧化锌钇薄膜及其性能研究

利用中频磁控溅射法,溅射氧化锌钇（ZYO）陶瓷靶材,在玻璃基底上制备ZYO透明导电薄膜。研究了氧化钇掺杂量和基底温度对薄膜的结构、电学性能和光学性能的影响。并分析和探讨了工艺因素与结构和性能之间的关系。结果表明,ZYO薄膜为钎锌矿型结构,呈c轴择优取向,平均可见光透过率（400 nm-800 nm）达到80%以上。本文制备的ZYO薄膜具有的最低电阻率为1.18×10^-3Ω.cm。     

磁控溅射制备铝掺杂氮化铜薄膜的结构及光电性能研究

以高纯铜和铝为靶材,氮气和氩气分别为源气体和工作气体,采用双靶共溅射磁控技术在单晶硅和石英片上制备了铝掺杂氮化铜(Cu₃N:Al)薄膜。对Cu₃N:Al薄膜的表面形貌、晶体结构、光透射性能和电学性能等进行表征、分析。研究结果表明,掺杂Al原子进入Cu₃N晶格空位;随着Al靶的直流溅射功率增大,Cu₃N:Al薄膜中Al含量增加;Al掺杂使得薄膜颗粒尺寸增大,薄膜表面变得粗糙。Cu₃N:Al薄膜表现为半导体特性,其光学带隙范围在1.41-1.80 eV;Al掺杂后,Cu₃N薄膜的光学带隙减小,其原因是掺杂Al原子改变了晶体内非平衡载流子寿命,导致薄膜的光学带隙降低。可见,通过调控Cu₃N薄膜中掺杂金属原子含量,可实现对其光电特性的调制。     

PECVD法制备非晶硅薄膜及光电性能研究

采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）方法在玻璃衬底上制备出非晶硅薄膜,利用正交试验法对射频功率、气体总压、硅烷比例、沉积时间、退火温度、退火时间因素进行了研究,对透过率和电阻率进行了分析,结果表明,采用PECVD法成功制备出非晶硅薄膜。正交实验表的分析得知,气体总压对透过率影响最大;硅烷比例对电阻率影响最大。制备非晶硅薄膜的优化条件为：射频功率30W、气体总压100Pa,硅烷5％、沉积时间5min、退火温度300℃、退火时间45min。非晶硅薄膜的光透过率93．18％,电阻率为13．238kΩ·cm。     

平面射频磁控溅射法制备YSZ薄膜及性能

研究了应用射频磁控溅射法在不同基板上制备ＹＳＺ薄膜和工艺条件对其微观结构的影响。结果表明,在清洁的基板上制备的ＹＳＺ 薄膜经６００ ℃以上热处理后,薄膜表面致密均匀,无裂纹,薄膜与基板的结合紧密。薄膜具有较高的电导率,完全可以作为固体电解质使用。     

室温磁控溅射制备(Ti,Zr)N薄膜及其性能研究

采用直流反应磁控溅射工艺,在载波片和Al基材上制备出金黄色的(Ti,Zr)N薄膜.(Ti,Zr)N薄膜具有比TiN薄膜更高的硬度和更强的耐腐蚀性能.用XRD衍射方法和扫描隧道显微镜对薄膜的晶体结构、微观表面形貌和电子结构进行了测试分析.XRD结果表明,(Ti,Zr)N薄膜为多晶态,存在TiN和ZrN两种分离相;从表面形貌可知,薄膜表面平整,晶粒排列致密且无连接松散的大颗粒;STS谱表明,Zr掺杂后,禁带宽度仍为1.64eV,但在禁带内增加了新能级,新能级的宽度分别为0.33eV和0.42eV,这也正是掺杂Zr后,薄膜仍呈现金黄色的主要原因.     

直流磁控溅射制备TiNxOy薄膜的性能研究

利用直流磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了TiNxOy薄膜样品,研究了溅射过程中电压与N2流量之间的迟滞效应,通过X射线衍射（XRD）、UV-Vis分光光度计、四探针电阻仪等测试手段表征了样品的物相、光吸收谱、电阻等性能。结果表明：随着N2含量的提高和薄膜厚度的增加,XRD显示薄膜样品出现明显的衍射峰,吸收光谱向可见光方向展宽至500nm,电阻随着N2含量的提高呈逐渐下降的趋势。     

磁控溅射制备大面积ZnO薄膜性能的研究

通过磁控溅射氧化锌陶瓷靶材的方法在玻璃基片上制备ZnO薄膜,研究了溅射功率、溅射气压以及基片温度对ZnO薄膜相结构、禁带宽度及光学性能的影响.使用X射线衍射仪(XRD)分析了薄膜相结构,使用台阶仪测试薄膜厚度,采用薄膜测试仪测试薄膜的透过率,采用扫描电镜(SEM)观察薄膜表面形貌.结果表明:不同制备条件下均形成具有(0...     

两步法制备SnS光电薄膜及其性能

用两步法在ITO玻璃基片上制备SnS薄膜,即先在ITO玻璃基片上热蒸发一层Sn膜,然后在一定的温度和时间下在真空系统中进行硫化.在优化工艺条件下制备出附着力好的薄膜,通过扫描电子显微镜、X射线衍射、分光光度计等手段观察和分析测试,表明该薄膜是正交结构的SnS,薄膜表面致密,颗粒大小均匀.根据薄膜的反射光谱和透射光谱,计算得到其在吸收边的吸收系数α>5×104cm-1,直接带隙Eg=1.48eV,适合于作为太阳能电池的吸收层材料.     

磁控溅射制备ZrN_x薄膜离子导体性能研究

采用射频反应磁控溅射工艺,以纯Zr为靶材,在WO3/ITO/Glass基片上采用不同工艺参数沉积ZrNx薄膜,用紫外-可见分光光度计、循环伏安法、X射线衍射仪、扫描电镜等研究了ZrNx薄膜的离子导电性能。研究结果表明,所制备的ZrNx薄膜为非晶态,ZrNx/WO3/ITO/Glass复合膜的光学调节范围最大达57%以上,在离子传导过程中表现出良好的离子导电性能。