溅射气压对ZnO∶Ga薄膜结构和光电性能的影响

采用射频磁控溅射法在玻璃基底上沉积生长Ga掺杂Zn O薄膜(GZO)。研究了第二阶段不同溅射气压对薄膜晶体结构,光电性能的影响,且分别在气压为1 Pa/0.4 Pa、1 Pa/0.7 Pa、1 Pa/1 Pa、1 Pa/1.3 Pa条件下制备薄膜。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见-近红外光谱仪(UV-VIS),偏振稳态荧光光谱仪和四探针测试仪等表征手段对样品进行表征。结果表明:第二阶段不同溅射气压下GZO薄膜都具有(002)方向的择优取向,且均呈Zn O的六角纤锌矿晶体结构;在透过率方面,分析波长在300~800 nm可见光范围时,GZO薄膜样品的平均透过率均可达到90%以上,而样品的最小电阻率为1.752×10~(-4)Ω·cm;光致发光光谱中,1#出现了深蓝色发光峰,其余样品则出现近带边紫外发光峰。     

衬底温度对Al2O3(0001)表面外延6H-SiC薄膜的影响

采用固源分子束外延技术,以α-Al2O3(0001)为衬底,在不同衬底温度下制备了6H-SiC薄膜.利用反射式高能电子衍射,原子力显微镜、X射线衍射对生长样品的结构和结晶质量进行了表征.结果表明:在衬底温度为1100℃时生长的薄膜质量较好,在较低温度(1000℃)和较高温度(1200℃)条件下生长的薄膜质量较差.同时发...     

直流磁控溅射工艺对ITO薄膜光电性能的影响

采用直流磁控溅射系统在玻璃衬底上制备了氧化铟锡(ITO)薄膜。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、分光光度计、Hall效应测试系统研究了热退火与原位生长、衬底温度、直流溅射功率对薄膜结构、表面形貌以及光电性能的影响。结果表明:与室温生长并经410℃热退火后的薄膜相比,410℃原位生长可获得光电性能更好的薄膜;随着衬底温度的增加,电阻率单调减小,光学吸收边出现蓝移;在溅射功率为85 W时薄膜的光电性能达到最佳。在衬底温度为580℃、溅射功率为85 W的工艺条件下,可制备出电阻率为1.4×10~(–4)?·cm、可见光范围内平均透过率为93%的光电性能优异的ITO薄膜。     

GZO薄膜溅射工艺对性能的影响研究

透明导电氧化物(TCOs)薄膜近来发展迅速,旨在研究GZO薄膜溅射功率变化对其结晶性能、表面形貌、电学性能以及光学性能的影响。研究结果表明,在采用直流磁控溅射制备GZO薄膜时,存在一个较佳溅射功率范围,有利于促进GZO薄膜粒子扩散迁移,生长及结晶性能的提升,薄膜内载流子浓度和霍尔迁移率的增加,优化薄膜电学性能。同时GZO薄膜表面由蜂窝状形貌转变为颗粒状形貌,薄膜透光性能相对较好。     

旋涂热解结合快速退火制备SnS薄膜及表征

使用一种简单的旋涂热解法结合快速退火,在空气中以载玻片玻璃和FTO为衬底,在热解温度分别为280、320、360℃的条件下制备了一系列具有高化学计量比的硫化亚锡薄膜,并采用元素分析、X射线衍射分析、拉曼光谱分析、场发射扫描电镜分析、紫外可见近红外分析等表征方法,对以上温度所制备硫化亚锡薄膜的Sn/S原子比、薄膜晶相、表面和断面形貌、紫外光区至近红外光区的光吸收做了系统研究。结果表明,在320℃的热解温度和10 min的热解时间条件下,获得的硫化亚锡薄膜中Sn/S的原子比达到1/0.99,直接禁带宽度达到1.46 e V,与太阳能电池吸收层1.50 e V的最佳禁带宽度非常接近。使用该法制备的高化学计量比的硫化亚锡薄膜,在太阳能电池吸收层材料领域具有重要的潜在应用价值。     

溅射时间对GZO薄膜光电性能的影响

采用射频磁控溅射法在普通玻璃衬底上制备了Ga2O3含量为3wt.％的掺镓氧化锌透明导电薄膜(GZO).通过X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、四探针测试仪、台阶仪、UV-Vis-NIR3600型紫外-可见分光光度计研究了溅射时间对薄膜结构、表面形貌及光电性能的影响.结果表明,溅射时间为40 min时制备的GZO薄膜的光电综合性能最好,可见光区透过率峰值86％,方阻为16.4Ω/□,电阻率为1.18 ×10-3Ω·cm,性能指数ΦTc为4.73 ×10-3 Ω-1;随着溅射时间增加,薄膜光学带系从3.69 eV减少到3.56 eV.在溅射时间60 min时结晶度最高,方块电阻为9.0Ω/□,电阻率最低为9.7×10-4 Ω·cm,可见光透过率峰值为81％.     

退火温度对原子层沉积TiO2薄膜结构、形貌和光学性能影响

采用原子层沉积技术(ALD)在石英衬底上制备了TiO₂薄膜,并对其进行不同温度的快速光热退火处理。采用X射线衍射仪(XRD)、拉曼(Raman)光谱、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对薄膜进行表征。研究了退火温度对薄膜结构、表面形貌和光学性能的影响。结果表明：当薄膜未退火时,其具有非晶态性质;薄膜在300～600℃的范围下退火时,其具有结晶态性质。当样品在未退火下,其表面粗糙度和光学带隙分别为17.226 nm和3.57 eV;随着退火温度不断升至600℃时,薄膜的表面粗糙度增至30.713 nm变大,晶粒尺寸增至24.75 nm,光学带隙减至3.41 eV。此外,样品的折射率和消光系数随着退火温度的升高呈下降趋势。在实验条件下,最佳退火温度为600℃。     

两种衬底对La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3薄膜的性能影响研究

采用脉冲激光溅射法分别在Sr Ti O3(STO)和Si(001)衬底上制备出La0.7Sr0.3Mn O3(LSMO)薄膜。通过X射线衍射仪、原子力显微镜、能谱仪以及磁性测量系统研究了薄膜晶体结构、表面形貌、成分以及电阻-温度特性。结果表明:STO衬底上的LSMO薄膜比Si衬底上的LSMO薄膜电阻低,金属-绝缘转变温度高。     

溶胶-凝胶法制备掺铝氧化锌薄膜及其近红外反射性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺铝氧化锌(ZAO)薄膜,用X射线衍射(XRD)、紫外-可见光-近红外分光光度计等分析测试手段对薄膜进行了表征;通过正交试验探讨了镀膜层数、溶胶浓度、铝离子的摩尔分数以及退火温度等因素时掺铝氧化锌(ZAO)薄膜近红外反射率的影响,优选了制备具有高近红外反射率的薄膜的工艺参数.研究结果表明,当溶胶浓...     

衬底温度对MgxZn1-xO薄膜结构和光学性质的影响

以Mg0.4Zn0.6O为靶材,采用射频磁控溅射方法在石英玻璃衬底上沉积MgxZn1–xO薄膜。利用能量色散X射线谱分析了不同衬底温度下制备的薄膜中Mg含量;用X射线衍射和吸收光谱研究了物相结构及其光学性质。结果表明:不同衬底温度下制备的MgxZn1–xO薄膜均为六方纤锌矿结构,且具有良好的c轴取向。衬底温度为200℃时,制备的薄膜样品的(002)方向衍射峰强度最大,表明此温度下薄膜的结晶程度最高。衬底温度为300℃时,制备的薄膜样品中Mg的含量最高为0.438 mol,其室温下吸收光谱的吸收边位于281 nm。     

氮化铝薄膜的制备及介电性能研究

采用直流磁控反应溅射的方法在金属铝基板表面沉积AlN薄膜。通过XRD、SEM对绝缘膜层进行了研究分析,并测试了膜层的介电性能。结果表明:在靶基距和溅射功率分别为5cm、150W,衬底温度在室温25℃~300℃内制备的AlN薄膜为六方晶型,沿c轴平行于衬底表面的(100)和(110)晶面生长。AlN薄膜表面有很多蠕虫状形态的晶粒随机地分布在膜平面内,这可能是200℃的衬底温度下AlN薄膜介电性能较好的原因。     

磁控溅射法制备纳米Cu薄膜及其微结构的研究

采用磁控溅射法制备出以ITO为基底的纯Cu薄膜,考察溅射时间和基底温度等工艺条件对生长Cu薄膜的影响.用电子扫描显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对薄膜的形貌、厚度和结构进行表征.实验结果表明:在一定范围内调控衬底温度和溅射时间,可获得不同形貌、尺寸和厚度的Cu薄膜,所得薄膜的晶体结构为面心立方结构,均沿(111...     

对流-扩散法制备多孔衬底支撑梯度结构电解质薄膜

以多孔氧化铝(porous alumina,p-Al2O3)为模型多孔电极衬底材料,利用对流-扩散效应成功制备得到了具有梯度结构的8%(以摩尔计)钇稳定氧化锆(yttria-stabilized zirconia,YSZ)电解质薄膜.该方法新颖、经济简单、适合于制备大尺寸平板型固体氧化物燃料电池中多孔电极支撑的电解质薄膜.利用扫描电镜和X射线角散分析技术对所制备电解质薄膜/p-Al2O3样品进行了微结构测试和表征.结果表明:由该方法在多孔衬底上实现的YSZ电解质薄膜由生长于衬底表面上的均匀致密层(≈10μm)和衬底表面下孔道中均匀填充层(≈50μm)与弥散填充层(≈250μm)构成,且各层厚度可通过改变对流-扩散沉积条件得到调节.     

VO2薄膜相变及其温度滞后

以攀钢产V2O5为原料，采用无机胶体法制备电阻突变VO2薄膜，研究了VO2薄膜的电阻突变温度、突变数量级及其突变温度滞后. 结果表明，VO2薄膜相变温度为35℃，制备方法和衬底材质对VO2薄膜的电阻突变数量级有较大影响. 以普通玻璃和石英玻璃作衬底、用H2还原法，可使VO2薄膜的电阻突变达到2~3个数量级，用N2热分解法仅能达到1.5~2个数量级；普通玻璃衬底上VO2薄膜的电阻突变数量级小于石英玻璃衬底上的VO2薄膜的电阻突变数量级. VO2薄膜的电阻突变温度滞后为1~6℃，电阻突变数量级、衬底材质和制备方法对其有较大影响.     

PECVD制备富硅氮化硅薄膜的工艺条件及其性质的研究

采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)以SiH4和N2为反应气体,分别在射频功率、硅烷稀释度[SiH4/N2]、衬底温度为变量的情况下制备了富硅氮化硅薄膜材料,利用X射线衍射谱(XRD)、傅里叶变换红外谱(FTIR)、紫外-可见光吸收谱(UV-Vis)对薄膜材料进行了表征,并研究了薄膜材料的微结构和晶化状况、光学特性等.实验结果表明,所沉积薄膜都为富硅的非晶氮化硅材料,改变射频功率、硅烷稀释度和衬底温度可以控制氮化硅薄膜中N元素的含量、光学带隙的大小和薄膜的折射率,并制备出最适宜富硅氮化硅薄膜,为进一步退火析出硅量子点奠定了基础.     

在大晶格失配的MgO衬底上生长SrNb_(0.2)Ti_(0.8)O_3薄膜

采用脉冲激光沉积技术(PLD),在MgO单晶平衬底上制备了SrNb0.2Ti0.8O3(SNTO)薄膜,两者的失配度约为5.7%。X射线衍射分析表明:在沉积温度为850℃,沉积氧压为50 Pa,沉积速度为2Hz/s的情况下,薄膜可以近外延的生长;实验还发现,随着退火氧压的减小,薄膜的电阻减小,(002)特征峰的强度也随之变弱,至1×10-3Pa时,薄膜的(002)特征峰消失。从而摸索出在MgO衬底上制备SNTO导电薄膜的最佳条件。     

高介电氧化钽薄膜制备与介电性能分析

在较低衬底温度下,通过磁控溅射得到的非晶态Ta2O5薄膜,在氧气氛750℃条件下进行化学热退火,得到晶化的Ta2O5薄膜,其相对介电常数为34.3,漏电流密度小于10-7A/cm2.电容量测试时,为了较好地消除高温退火时产生的SiO2的介质层对电容测试值的影响,用不同厚度氧化钽薄膜为介质层做成金属-绝缘体-金属(MIM)结构的电容器,对这些电容器的电容测试数据,进行sigmoidal拟合,得到极限电容,从而计算出Ta2O5薄膜的介电常数.     

脉冲准分子激光沉积纳米WO3多晶电致变色薄膜的研究

采用脉冲准分子激光大面积扫描沉积技术，在不同条件下，在透明导电衬底SnO2:In2O3(ITO）及Si (111)单晶衬底上沉积了非晶WOx薄膜，采用X射线衍射（XRD）、Raman光谱（RS）、Fourier红外光谱（FT－IR）及透射电镜扫描附件（STEM）对在不同条件下沉积及不同温度退火处理的样品进行了结构分析，结果表明：氧气氛和衬底温度是决定薄膜结构和成分的主要参数，采用三斜相的WO3靶材，在100℃及20Pa氧压下沉积，经300℃以上退火处理，在Si（111）及ITO衬底上得到了三斜相的纳米晶WO3薄膜，随着氧压的减少，薄膜中氧缺位增多，采用ITO基片，氧20Pa，经300℃热处理的薄膜，呈多晶态，晶粒分布均匀，晶粒平均尺寸为20－30nm，经400℃热处理的薄膜，呈多晶态，晶界明显，晶粒分布呈开放型多孔结构，晶粒平均尺寸30－50nm，这一典型的结构有利于离子的注入和抽出。     

单晶金刚石膜与多晶金刚石膜的制备工艺及性能

本文主要介绍了用微波等离子体化学气相沉积法(以下简称MP CVD法)以甲醇-氢气混合气和丙酮-氢气混合气为源气体,分别以单晶硅的(111)面和人造金刚石的(100)面为衬底材料,制备出了面积为20mm×20mm厚为10μm的多晶金刚石膜和面积为1.0mm×1.0mm厚为5μm的单晶金刚石膜。通过试验发现,源气体配比和衬底温度对薄膜质量起决定性作用。另外,衬底在反应腔中的位置对薄膜的生成也有很大影响。单晶金刚石膜制备过程中衬底金刚石的晶体取向与金刚石薄膜的生长及质量有密切的关系。在金刚石的(100),(110)和(111)面上分别获得了单晶金刚石膜和金刚石多晶粒子。选用扫描电镜、显微激光拉曼、反射电子衍射对多晶金刚石膜及单晶金刚石膜的性能进行了测试。     

VTD法制备不同基底倾角的硒化锑薄膜及太阳电池

硒化锑(Sb₂Se₃)具有较高丰度及良好的光电特性,是当前热门太阳电池材料之一。目前,在Sb₂Se₃的多种制备方法中,气相转移沉积法(VTD)因工艺简单且可大面积制备而备受关注。采用VTD法制备Sb₂Se₃薄膜的影响因素有多种,如腔体气压、反应温度、蒸发源与衬底的位置以及生长角度等。本文利用VTD法以不同的生长角度(30°、45°、60°、90°)制备了Sb₂Se₃薄膜,对其进行XRD、Raman、SEM、近红外-紫外反射表征。结果表明不同生长角度对薄膜的结构以及光学特性具有明显的影响。晶粒尺寸随着生长角度的增加而先增大后减小,同时薄膜的形貌由棒状生长转变为片状生长,在基底倾角为90°时,薄膜变得最为致密。近红外-紫外反射光谱表明倾角60°的样品在波长小于1 100 nm的范围具有最低的反射率,在该角度下制备的FTO/CdS/Sb₂Se₃/C器件获得了2.38%的转换效率。