WS_x薄膜的脉冲激光沉积可控制备

采用脉冲激光沉积法(PLD)在单晶硅基底上制备了WSx固体润滑薄膜。利用X射线能谱仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对薄膜的成分、形貌和微观结构进行了分析,采用球盘式磨损试验机在大气(相对湿度为50%～55%)环境下评价薄膜的摩擦学特性。结果表明:薄膜中S和W的原子数分数比(简称S/W比)在1.05～3.75之间可控,摩擦系数为0.1～0.2;S/W比高于2.0时薄膜成膜质量和摩擦系数显著恶化。正交试验法得出影响薄膜S/W比的因素主次顺序分别是气压、温度、靶基距和激光通量;最优工艺参数是温度150℃、靶基距45mm、激光通量5J/cm2、气压1Pa,可获得结构致密、成分接近化学计量比的WSx薄膜。     

室温下脉冲激光沉积制备高取向度AlN薄膜

用脉冲激光沉积(PLD)方法,在p-Si(100)衬底上、室温下和不同N2氛围中制备了高度取向的AlN薄膜,并利用X射线衍射(XRD)仪、傅立叶变换红外(FTIR)光谱仪和扫描电子显微镜(SEM)对样品的特征进行了研究.结果表明,在从5×10-6～5.0 Pa的N2气压范围内,制备的薄膜都呈现h＜100＞晶向,并且随着气压的升高,样品的结晶度有明显的提高.另外,随着N2浓度的增大,Al-N键的结合度增强,AlN晶粒的尺寸增大,在样品表面出现杂散晶粒,薄膜的粗糙度增大.     

N-Al共掺ZnO薄膜的p型传导特性

利用直流反应磁控溅射技术制得N-Al共掺的p型ZnO薄膜,N2O为生长气氛.利用X射线衍射(XRD),Hall实验,X射线光电子能谱(XPS)和光学透射谱对共掺ZnO薄膜的性能进行研究.结果表明,薄膜中Al的存在显著提高了N的掺杂量,N以N-Al键的形式存在.N-Al共掺ZnO薄膜具有优良的p型传导特性.当Al含量为0.15wt%时,共掺ZnO薄膜的电学性能取得最优值,载流子浓度为2.52×1017cm-3,电阻率为57.3Ω·cm,Han迁移率为0.43cm2/(V·s).N-Al共掺p型ZnO薄膜具有高度c轴取向,在可见光区域透射率高达90%.     

微波等离子体化学气相沉积法制备C_3N_4薄膜的研究

本文采用微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD),高纯N2(99.999%)和CH4(99.9%)作反应气体,在多晶Pt(99.99%)基片上沉积C3N4薄膜。X-射线能谱(EDX)分析结果表明N/C原子比为1.0～1.4,接近C3N4的化学比;X射线衍射谱说明薄膜主要由β和α-C3N4组成;FT-IR谱和Raman谱支持C-N键的存在。     

非晶氮化硼薄膜的场致电子发射研究

利用脉冲激光沉积 (PLD)技术在镀钛的陶瓷衬底上制备出了非晶态氮化硼薄膜 ,借助于X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜 (SEM )及Raman光谱分析了该薄膜的结构 ,并研究了薄膜场致电子发射特性 ,阈值电场为4 6V μm ,当电场为 9V μm时 ,电流密度为 5 0 μA cm2 。     

退火对CNx薄膜光学性质的影响

报道了退火对电子回旋共振(ECR)辅助脉)中激光溅射方法制备的CNx薄膜样品光学性质的影响，X射线衍射(XRD)结果显示CNx薄膜基本为无定形结构，但存在微量的多晶结构，拉曼散射谱显示所制备的CNx薄膜样品主要由C≡N、少量的C—C和微量的C≡N组成，随着退火温度的升高，拉曼散射谱不但在1357cm^-1附近出现了一个新峰(新峰对应无序的CN键)，而且C≡N和CN的相对含量比随着退火温度的提高大致呈先减小后增大再减小的趋势，从而证实在退火过程中部分N原子发生了迁移，椭偏仪所测量的CNx薄膜的光学常数表明退火温度对ε1、ε2、n、κ的大小和谱线的形状均产生了显著影响，结合拉曼散射谱可断定其原因为退火改变了CNx薄膜样品的内部结构和键结构，实验中得到的ε1、ε2、n、κ随光子能量的变化关系可用洛伦兹色散理论得到很好解释。     

N-Al共掺ZnO薄膜的p型传导特性

利用直流反应磁控溅射技术制得N-Al共掺的p型ZnO薄膜，N2O为生长气氛．利用X射线衍射（XRD），Hall实验，X射线光电子能谱（XPS）和光学透射谱对共掺ZnO薄膜的性能进行研究．结果表明，薄膜中Al的存在显著提高了N的掺杂量，N以N-Al键的形式存在．N-Al共掺ZnO薄膜具有优良的p型传导特性.当Al含量为0.15wt%时，共掺ZnO薄膜的电学性能取得最优值，载流子浓度为2.52e17cm－3，电阻率为57.3Ω·cm，Hall迁移率为0.43cm2/(V·s)．N-Al共掺p型ZnO薄膜具有高度c轴取向，在可见光区域透射率高达90%．     

衬底表面处理对原子层沉积法生长GaN薄膜的影响

采用等离子增强原子层沉积技术于蓝宝石衬底上生长GaN薄膜,研究氮等离子体预处理衬底对薄膜结晶性能的影响.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱仪等手段对薄膜的晶体结构、表面形貌及薄膜成分进行表征和分析.结果表明,经预处理的蓝宝石衬底上生长的GaN薄膜晶体质量明显提高,沿c轴高度择优取向生长;光学带隙约为3.48 eV;薄膜呈n型导电特性,电阻率为2.551×10-2 Ω·cm,载流子浓度高达1.876×1019 cm-3,迁移率为13.04 cm2·V-1·s-1;薄膜中Ga元素主要与N元素以Ga-N键生成GaN.     

低电阻率硼硫共掺杂金刚石薄膜的制备

利用微波气相沉积方法制备了低电阻率的n型硫掺杂和硼硫共掺杂金刚石薄膜.质子激发X射线荧光测试表明硼硫共掺杂方法能够提高硫在金刚石中的溶解度;扫描电镜和Raman光谱的分析结果表明掺杂金刚石薄膜的晶粒较完整,薄膜中存在较多的非金刚石碳相.Hall效应测试表明薄膜的导电类型为n型,电阻率为0.0246·cm,载流子浓度为2.40×1017cm-3,Hall迁移率为103cm2/(V·s);较低的电阻率是薄膜中存在sp2键和掺入的硫杂质等多种因素作用的结果.     

光伏新材料——掺氮碳薄膜溅射制备技术及测试

介绍了采用氮气离子束溅射 ,高纯石墨为靶材 ,沉积掺氮碳薄膜的设备及工艺技术。对薄膜的沉积过程作了讨论 ,采用 X射线光电子能谱 (XPS)技术等对薄膜结构成分、氮 -碳、碳 -碳原子之间的键以及结合能作了研究 ,在 (1 1 1 )单晶硅片上沉积掺氮碳薄膜 ,构成 C/Si异质结 ,在 1 0 0 m W/cm2 光照下 ,开路电压达 2 0 0 m V。     

IWO缓冲层对MOCVD-ZnO:B薄膜性能的影响研究

金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术生长的绒面ZnO透明导电(ZnO-TCO)薄膜应用于Si基薄膜太阳电池上能够形成"陷光结构",以提高薄膜太阳电池效率和稳定性。本文将电子束反应蒸发技术生长的掺W的In2O3(In2O3:W,(IWO)薄膜作为缓冲层,应用于MOCVD-ZnO:B薄膜与玻璃之间,可促进ZnO:B薄膜的生长,并且有效提升薄膜的光散射特性。当IWO缓冲层厚度为20nm时,获得的IWO/ZnO:B薄膜的电阻率为2.07×10-3Ω.cm,迁移率为20.9cm2.V-1.s-1,载流子浓度为1.44×1020 cm-3;同时,薄膜具有的透过率大于85%,且在550nm处绒度较ZnO:B薄膜提高了约9.5%,在800nm处绒度较ZnO:B薄膜提高了约4.5%。     

氮气压强对脉冲激光沉积类金刚石薄膜和红外光学特性的影响

为了研究氮气压强对脉冲激光沉积(PLD)类金刚石(DLC)薄膜和红外光学特性的影响,在脉冲激光沉积类金刚石薄膜的实验过程中,把沉积腔抽真空到10-5Pa,再在沉积腔中分别充入10-3、10-2和10-1Pa的氮气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(FTIR)对类金刚石薄膜的红外光透射谱进行检测分析。实验结果表明,沉积腔中的氮气压强从10-3Pa增加到10-1Pa时,类金刚石薄膜中sp3键含量增加;C-O和C=O含量减少;石墨晶粒尺寸减小;薄膜表面粗糙度显著增大。与此同时,氮气压强增加还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。     

ITO:Mo透明导电薄膜的制备

利用通过固相烧结法得到的自制靶材,采用脉冲激光沉积法(PLD)在不同的衬底温度下沉积得到薄膜。通过XRD对它们的晶体结构进行分析,对薄膜断面进行扫描,测量其薄膜厚度。利用四探针法和霍尔效率测试仪,分别对薄膜的电阻率和载流子浓度及迁移率进行测量和分析。最后,用分光光度计对薄膜的透光率进行测量和分析,并计算了薄膜的禁带宽度。结果表明,在500℃下沉积的薄膜综合性能最好,电阻率可达2.611×10-4Ω.cm,透光率在90%以上,禁带宽度为4.29eV。     

反应淀积氮化铝薄膜及其性质的研究

实验使用脉冲激光熔蚀金属铝靶,使溅射的物质粒子和真空室中的氮气反应以淀积氮化铝（ＡｌＮ）薄膜,淀积时引入氮气直流放电以促使Ａｌ和Ｎ发生完全反应制备高质量符合化学计量比的ＡｌＮ薄膜。讨论了脉冲能量密度、基底温度、气体放电对所沉积薄膜组织结构的影响。实验结果表明,当ＤＥ＝１．０Ｊ·ｃｍ－２,ＰＮ２＝１３．３３３ｋＰａ,Ｔｓｕｂ＝２００℃,Ｖ＝６５０Ｖ,ｆ＝５Ｈｚ,ｄＳ－Ｔ＝４ｃｍ时,高质量的ＡｌＮ薄膜被成功地沉积于Ｓｉ（１００）基片上。分析表明薄膜是具有高取向性的ＡｌＮ（１００）多晶膜,薄膜的能带间隙约为６．２ｅＶ,其电阻率和击穿电场分别为２×１０１３Ω·ｃｍ和３×１０６Ｖ·ｃｍ－１。     

电子束沉积技术生长WZO-TCO薄膜及其特性研究

采用电子束沉积技术生长w掺ZnO（WZO,ZnO：w）透明导电氧化物（TCO）薄膜（即WZO-TCO薄膜）并研究了衬底温度（100-350℃）对薄膜微观结构、表面形貌以及光电性能的影响。实验表明,随着衬底温度的升高,薄膜的晶体质量取得明显改善（从非晶化状态转变到结晶状态）,生长的WZO薄膜呈现C轴择优取向[即（002）...     

Thickness dependence of the properties of transparent conducting ZnO:Zr films deposited on flexible substrates by RF magnetron sputtering

Transparent conducting zirconium-doped zinc oxide(ZnO:Zr)thin films with high transparency,low resistivity and good adhesion were successfully prepared on water-cooled flexible substrates(polyethylene glycol terephthalate,PET)by RF magnetron sputtering.The structural,electrical and optical prooerties of the films were studied for different thicknesses in detail.X-ray diffraction(XRD)and scanning electron microscopy(SEM)revealed that all the deposited films are polycrystalline with a hexagonal structure and a preferred orientation perpendicular to the substrate．The lowest resistivity achieved is 1.55×10-3 Ω·cm for a thickness of 189 nm with a Hall mobility of 17.6cm2/(V·s)and a carrier concentration of 2.15×1020cm-3.All the films present a high transmittance of above 90％in the wavelength range of the visible spectrum.     

ZnO薄膜的射频磁控溅射制备及性能研究

采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备出高质量的ZnO薄膜.对薄膜的结构和性能进行了研究.所制备的ZnO是具有六角纤锌矿结构的多晶薄膜,最佳择优取向为(002)方向.ZnO薄膜的霍尔迁移率和载流子浓度分别为8×104m2/(V·s)和11.3×1020 cm-3.     

退火温度对SnF2掺杂SnO2薄膜性能的影响

利用电子束蒸镀技术在石英玻璃上沉积SnF2掺杂SnO2(FTO)薄膜.研究了不同退火温度对FTO薄膜结构和光电性能的影响.研究结果表明:升高退火温度可促进FTO薄膜中晶粒逐渐变大,结晶度变好,同时薄膜在可见光范围内的透射率随着退火温度升高逐渐增加,吸收边发生蓝移,禁带宽度显著变宽,这是由于载流子浓度增加导致的Moss-Burstein效应.升高温度时,薄膜电学性能随着退火温度升高有了很大改善,700℃退火处理后得到电阻率低至2.74×101 Ω·cm、载流子浓度为2.09×1020 cm-3、迁移率为9.93 cm2·V 1·s 1的FTO薄膜.     

WZO薄膜生长及氧流量对其特性的影响

采用直流脉冲反应磁控溅射方法生长W掺杂ZnO(ZnO:W,即WZO)透明导电氧化物(TCO)薄膜并研究了氧气流量对薄膜微观结构、组分、表面形貌以及光电性能的影响。实验结果表明,WZO薄膜具有良好的(002)晶面择优取向生长,且适当的氧气流量是制备优质WZO薄膜的关键因素。WZO薄膜表面形貌受薄膜结晶质量的影响。当氧气流量为2.08×10-7 m3/s时,WZO薄膜在400～1 500nm透过率达到84.5%,电阻率为4.61×10-3Ω.cm,迁移率为20.5cm2v-1s-1。XPS测试表明WZO薄膜中Zn和W均处于氧化态,其中W元素呈现W6+价态。