氧化钒薄膜制备与特性研究

用磁控反应溅射法制备出具有红外敏感特性的氧化钒薄膜,进行了薄膜光电特性的测试.通过AFM和XRD对薄膜的结构和特性进行分析研究,并给出了沉积参数对薄膜性能的影响.     

氧化钒薄膜热敏特性的研究

为研究氧化钒薄膜在非致冷红外微测辐射热计中的应用,综述了制备工艺等诸多因素对氧化钒热敏特性的影响,对其机理进行了探究,结果表明掺杂和新的制备工艺是调整氧化钒热敏特性较为有效的方法.     

氧化钒薄膜的制备技术及特性研究

采用直流反应磁控溅射法，通过精确控制反应溅射电压优化了氧化钒薄膜的制备工艺。对制备的氧化钒薄膜，利用四探针测试仪检测了薄膜的方阻和方阻温度系数，用X射线光电子能谱（XPS）仪和原子力显微镜（AFM）对薄膜的钒氧原子比和薄膜的微观形貌分别进行了分析和表征。实验结果表明，利用精确控制反应溅射电压法生长出的氧化钒薄膜的性能得到了进一步的提高。     

氧化钒薄膜的制备技术及特性研究

采用直流反应磁控溅射法,通过精确控制反应溅射电压优化了氧化钒薄膜的制备工艺.对制备的氧化钒薄膜,利用四探针测试仪检测了薄膜的方阻和方阻温度系数,用X射线光电子能谱(XPS)仪和原子力显微镜(AFM)对薄膜的钒氧原子比和薄膜的微观形貌分别进行了分析和表征.实验结果表明,利用精确控制反应溅射电压法生长出的氧化钒薄膜的性能得到了进一步的提高.     

浸泡后多孔硅的结构及光致发光特性

用电化学腐蚀方法制备了多孔硅样品,在浸泡液中浸泡使其表层多孔层与样品分离,在样品表面形成了丰富的SiO2包裹纳米硅颗粒结构,研究了样品的光致发光(PL)特性.结果表明,与剥离前相比,表层多孔层剥离后PL谱的强度约有10倍的增幅,峰位主要在蓝紫光范围内.在300℃干氧中退火后,样品的发光强度下降为退火前的三分之一,随着退火温度的升高,发光强度有所增强.退火前后有不同的发光机理,退火前光激发主要在纳米硅内,然后在二氧化硅层中的发光中心辐射复合;退火后光激发和光辐射都发生在二氧化硅层中.     

硅的阳极氧化研究——多孔硅的制备及其发光机制

评介了阳极氧化方法制备多孔硅（Ｐｏｒｏｕｓ Ｓｉｌｉｃｏｎ）的工艺，讨论了多孔硅的形貌及发光机制。     

晶粒尺寸对氧化钒薄膜电学与光学相变特性的影响

采用直流对靶磁控溅射方法制备氧化钒薄膜,通过改变热处理温度获得了具有不同晶粒尺寸的相变特性氧化钒薄膜,对氧化钒薄膜相变过程中电阻和红外光透射率随温度的突变性能进行研究.结果表明:经300℃和360℃热处理后,薄膜内二氧化钒原子分数达到40%,氧化钒薄膜具有绝缘体-金属相变特性,薄膜的晶粒尺寸分别为50nm和100nm;...     

氧化钒薄膜的微观结构研究

采用直流反应磁控溅射法在不同基片上制备了80nm和1000nm厚的氧化钒薄膜.采用X射线衍射仪、原子力显微镜及扫描电镜进行了薄膜微观结构分析.结果表明,薄膜的晶化受衬底影响较大,晶化随膜厚的增加而增强.不同衬底上生长的薄膜晶粒尺寸存在较大差异,Si3N4/Si衬底上生长的薄膜晶粒细小,薄膜较为平坦;玻璃衬底、Si衬底和α-Al2O3陶瓷衬底上生长的薄膜晶粒较为粗大.随着膜厚的增加,薄膜的晶粒尺寸明显增大,不同衬底上生长的二氧化钒薄膜晶粒都具有一种独特的"纺锤"形或"棒"形.     

氧化钒-氧化石墨烯复合薄膜的制备及其光电特性

基于溶胶凝胶法,采用旋涂和喷涂相结合的工艺,制备了氧化钒（VO_x,1≤x≤2.5）-氧化石墨烯（GO）复合薄膜。利用SEM、XRD、椭偏仪、紫外可见分光光度计、FTIR及高阻仪对所制薄膜的形貌、晶相、光学及电学性能进行了系统的表征测试。结果表明,加入GO之后,VO_x-GO复合薄膜的电阻率由108.78 Ω·cm下降至68.64 Ω·cm,而薄膜的电阻温度系数（TCR）则由-1.98% K^-1提高至-2.60% K^-1。此外,VO_x-GO复合薄膜还具有更高的光吸收率和工作稳定性。说明GO的加入增强了VO_x薄膜作为非制冷红外探测器热敏材料的综合性能。本研究为探索基于VO_x的新型红外热敏材料提供了参考,同时也对非制冷红外探测器的发展有促进作用。     

氧化钒薄膜的厚度对薄膜电学特性的影响

利用直流反应磁控溅射法在表面覆盖有Si3N4薄膜的Si(100)基片上制备了不同厚度的氧化钒薄膜.用光谱式椭偏仪对薄膜的厚度进行了测试.采用四探针测试系统对制备的薄膜进行了方阻和方阻温度系数的分析,发现薄膜的厚度对薄膜的电学特性有很大的影响.实验结果表明氧化钒薄膜的厚度调整可作为调控氧化钒薄膜性能的一种重要工艺手段.     

锡基氧化物薄膜的制备与电化学性能

制备了SnOx（1≤x≤2）薄膜,研究了氧化温度对薄膜形貌、结构及性质的影响．结果表明,SnOz薄膜表面光滑．厚度均匀且致密,由纳米尺寸、分布均匀的晶形颗粒组成,颗粒粒径随着氧化温度的升高而逐渐变大;SnOx薄膜电极初始可逆容量随着氧化温度的升高而降低,首次容量损失则随氧化温度的升高而增大．在温度为600℃氧化2h,SnOx薄膜的可再充放电性能最好．     

反应磁控溅射沉积氧化铜薄膜及其电化学性能研究

以金属铜为靶材,氧气为反应气体,采用射频磁控溅射法在不同温度的不锈钢基片上制备了氧化铜薄膜电极.采用X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)分别对薄膜的组成和形貌进行了表征分析.电化学测试表明,在基片温度为室温条件下沉积得到的薄膜电极比300℃基片温度沉积得到的薄膜电极首次放电容量高,达到785μAh/(cm2·μm),但循环100次后后者放电容量较高.用交流阻抗法测得锂离子在氧化铜薄膜中的扩散系数为2.46×10-15cm2/s.     

ITO上磁控溅射ZnO薄膜及其光电性质

在ITO(In2O3:Sn)衬底上射频溅射ZnO薄膜,研究了射频溅射功率对ZnO薄膜的晶体结构,表面形貌及光学透过率的影响.结果表明,随着射频功率的提高,沿(002)方向生长的ZnO薄膜的结晶度显著增强,薄膜的表面颗粒略有减小,表面粗糙度由13.13 nm降低到5.06 nm.在300～400 nm波长范围内薄膜的光学透过率随着射频功率的增加而降低.在双层薄膜中空间内建电场的存在有助于光生电子和空穴有效地分离,使ZnO/ITO双层薄膜具有较强的光电响应能力,光电流达14μA.     

La掺杂对TiO_2薄膜性能的影响

用溶胶-凝胶法制备TiO2以及La掺杂TiO2的前驱体凝胶,将其均匀旋涂不同层数制备出不同厚度的薄膜,研究了La掺杂对TiO2薄膜结晶性能,表面形貌,光学特性和亲水性能的影响.结果表明:在500℃可以获得结晶性良好的锐钛矿相TiO2薄膜;随着La掺杂量的增加,薄膜中TiO2晶粒会变大,同时引起紫外可见光谱中吸收边的蓝移.掺La的TiO2薄膜经紫外照射后其接触角明显高于未掺杂样品,主要原因是到达表面的活性载流子相对减少.一方面,大的TiO2晶粒使得光生载流子到达光催化表面的路程变长,电子一空穴对的复合几率也随之变大;另一方面,未完全替代Ti的La可能成为光生电子一空穴对的复合中,因此,通过La的掺杂可以有效调节TiO2晶粒尺寸和光致接触角. 能,表面形貌,光学特性和亲水性能的影响.结果表明:在500℃可以获得结晶性良好的锐钛矿相TiO2薄膜;随着La掺杂量的增加,薄膜中TiO2晶粒会变大,同时引起紫外可见光谱中吸收边的蓝移.掺La的TiO2薄膜经紫外照射后其接触角明显高于未掺杂样品,主要原因是到达表面的活性载流子相对减少.一方面,大的TiO2晶粒使得光生载流子到达光催化表面的路程变长,电子一空穴对的复合几率也随 变大;另一方面,未完全替代Ti的La可能成为光生电子一空穴对的复合中,因此,通过La的掺杂可以有效调节TiO2晶粒尺寸和光致接触角     

无机EL显示器件用高性能介电层的研究

用rf和反应磁控溅射法成功制备了一种总厚度为530～730nm的SrTiO3/Ta2O5复合介电层,获得在500Hz下介电常数为48～73,反映介电损耗的参数ΔVy在0.06～0.15V之间,击穿场强为106～139MV/m,在0.05V/nm的电场下正、反向漏电流在10-9～10-7A/cm2之间,品质因子(εrεoEb)大于5μc/cm2.同时比较了SrTiO3/Ta2O5复合介电层和SrTiO3和Ta2O5单层薄膜的介电性能.把复合膜应用于以ZnS:Mn和Zn2Si0.5Ge0.5O4:Mn为发光材料的器件中,获得了适当的阈值电压和较高的亮度.     

Vanadium dioxide thin film with low phase transition temperature deposited on borosilicate glass substrate

A nanostructured vanadium dioxide (VO₂) thin film showing a low metal-insulator transition temperature of 30 °C has been fabricated through reactive ion beam sputtering followed by thermal annealing. The thin film was grown on borosilicate glass substrate at the temperature of 280 °C with a Si₃N₄ buffer layer. Both scanning electron microscopy and atomic force microscopy images have been taken to investigate the configuration of VO₂ thin film. The average height of the crystallite is 20 nm and the grain size ranges from 40 nm to 100 nm. The transmittance measured from low to high temperatures also reveals that the film possesses excellent switching property in infrared light at critical transition temperature, with switching efficiency of 52% at 2600 nm. This experiment paves the way of VO₂ thin film's application in smart windows.     

掺硼对超纳米金刚石薄膜的影响

采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)技术,利用氩气、甲烷、二氧化碳混合气体,制备出平均晶粒尺寸在7.480 nm左右,表面粗糙度在15.72 nm左右的高质量的超纳米金刚石薄膜;在此工艺基础上以硼烷作为掺杂气体,合成掺硼的金刚石薄膜.表征结果显示在一定的浓度范围内随着硼烷气体的通入,金刚石薄膜的晶粒尺寸及表面粗糙度增大、结晶性变好,不再具有超纳米金刚石膜的显微结构和表面形态;同时膜材的物相组成也发生改变,金刚石组份逐渐增多,并且膜层内出现了更明显的应力以及更好的导电性能.     

Characteristics of hydrogenated silicon thin film deposited by RF-PECVD using He-SiH4 mixture

Nanocrystalline silicon thin films (nc-Si:H) were deposited using He as the dilution gas instead of H₂ and the effect of the operating pressure and rf power on their characteristics was investigated. Especially, operating pressures higher than 4 Torr and a low SiH₄ containing gas mixture, that is, SiH₄(3 sccm)/He(500 sccm) were used to induce high pressure depletion (HPD) conditions. Increasing the operating pressure decreased the deposition rate, however at pressures higher than 6 Torr, crystallized silicon thin films could be obtained at an rf power of 100 W. The deposition of highly crystallized nc-Si:H thin film was related to the HPD conditions, where the damage is decreased through the decrease in the bombardment energy at the high pressure and the crystallization of the deposited silicon thin film is increased through the increased hydrogen content in the plasma caused by the depletion of SiH₄. When the rf power was set at a fixed operating pressure of 6 Torr, HPD conditions were obtained in the rf power range from 80 to 100 W, which was high enough to dissociate SiH₄ fully, but meantime low enough not to damage the surface by ion bombardment. At 6 Torr of operating pressure and 100 W of rf power, the nc-Si:H having the crystallization volume fraction of 67% could be obtained with the deposition rate of 0.28 nm/s.     

VOx/TiOx/Ti多层薄膜的制备工艺与内耗研究

用磁控反应溅射法在玻璃和镅片衬底上制备Vox/TiOx/Ti多层薄膜.用X射线衍射(XRD)、QJ31单臂电桥、薄膜内耗仪等测试了薄膜的晶体结构、电阻、内耗.分别进行了薄膜的制备工艺与内耗研究.测试分析结果表明:试样的晶体结构、电阻-温度曲线、杨氏模量的突变均表明多层薄膜在66℃左右发生相变.样品的电阻温度系数为-4.35%/℃.并且真空退火有利于二氧化钒相生成.     

薄膜生长基底对FeS2晶体取向的影响

用Fe膜硫化法制备了FeS2薄膜,分析了基底对FeS2薄膜晶体结构和位向分布的影响.结果表明,改变基底晶体的类型能够在一定程度上控制FeS2薄膜的晶体位向分布.FeS2薄膜在Si(100)、Si(111)和Al基底上可获得(200)方向的择优取向,在TiO2基底上可同时获得(200)及(220)择优取向,非晶玻璃基底对位向分布影响不明显.不同的基底与Fe薄膜的界面错配度不同,可改变薄膜晶体位向的分布,导致晶格畸变程度和晶粒尺寸的变化.当基底为非晶结构或界面的错配度较大时,FeS2晶体的取向分布主要受表面能和晶粒优先生长方向的控制,薄膜具有较小的晶格畸变和较细的晶粒;当基底为晶态并且界面错配度较小时,FeS2晶体取向的分布除受表面能及晶粒优先生长方向控制外,还受界面应变能的控制,此时薄膜易形成较大的晶格畸变和粗晶粒.