溅射压强对ITO/Cu2O复合膜结构和光学性能的影响

利用脉冲磁控溅射制备技术,以氧化铟锡(ITO)导电玻璃为基底,采用单质金属Cu 靶作为溅射靶,在O₂和Ar的混合气氛下沉积了Cu₂O薄膜。通过调控溅射压强,研 究了脉冲磁控溅射沉积法在不同溅 射压强下对Cu₂O薄膜的物相结构、表面形貌及光学性能的影响。结果表明,在O₂、Ar流 量比(O₂/Ar)为20∶90的气 氛条件下,在2～3Pa的溅射压强范围内,可获得纯相的Cu₂O薄膜;薄膜表面形貌依赖于 溅射压强,薄膜表面粗糙度的 均方根(RMS)值随溅射压强的增大而减小;在ITO上沉积Cu₂O 薄膜后,薄膜的光学吸收边红移至780 nm, ITO/Cu₂O复合膜的光谱吸收范围拓展至300～780 nm,复合膜的吸收强度随溅射压强的增 大而减小,光学带隙E_g 随溅射压强的增大而增大,E_g值为2.28～2.39eV。     

高压退火气氛对溶液法制备a-IGZO薄膜光学特性的影响

利用椭圆偏振光谱仪和原子力显微镜,研究了相同温度下不同退火气氛及压强处理对溶液旋涂法制备a-IGZO光学特性和薄膜微观结构的影响。实验结果表明,当退火气氛为O₂时,压强由0.1 MPa增加到1.5 MPa,薄膜的光学带隙由3.23 eV增大到3.31 eV,表面粗糙层由6.77 nm降低到4.77 nm。与N₂气氛相比,1.5 MPa O₂气氛下薄膜的光学带隙有所提高,表面粗糙度也有所降低。因此,在1.5 MPa O₂气氛下,可以有效降低薄膜内部有机物的残留及缺陷,形成更加致密的非晶a-IGZO薄膜。     

脉冲激光沉积Er:LiNbO3薄膜及1.54μm光致发光的研究

利用脉冲激光沉积(PLD)技术,通过双靶(Er₃O₂/LiNbO₃)交替与脉冲激光作用,在SiO ₂/Si 衬底上制备了c-轴择优取向的Er掺杂LiNbO₃(Er:LiNbO₃)薄 膜。用X射线衍射(XRD)、 场发射扫描电子显微镜(FESEM)、台阶仪及光致发光(PL)光 谱对制备的掺杂薄膜进行了表征。研究了衬底温度、O₂压及沉积时间对Er:LiNbO₃薄膜 结晶、表面形貌及 PL性能的影响。结果发现,衬底温度低于300℃时制备的Er:LiNbO 3薄膜为非晶膜,随衬底温度升高,薄膜出 现(006)衍射峰,并且其强度随衬底温度升高而增大;O₂压变化对 利用双靶沉积获得的Er:LiNbO₃薄膜择优 取向及(006)衍射峰强度影响不明显;沉积时间越长Er:LiNbO₃薄膜 中Er³⁺浓度越大,但结晶择优取向 变差;利用532nm波长激光泵浦,室温下,在1537nm波长处测得很强的光致荧光峰,而且沉积时间越长谱峰越尖锐强 度越大。     

磁控溅射法在6H-SiC衬底上制备β-FeSi2薄膜

采用磁控溅射FeSi₂、Si靶加后续退火法在6H-SiC(0001)衬底上成功制备了β-FeSi₂薄膜.采用XRD、SEM、AFM和Raman等测试手段对β-FeSi₂薄膜的结构及形貌等特性进行了表征。XRD结果表明,当退火温度从500℃增加到900℃时,溅射的非晶FeSi₂薄膜逐步相变为β-FeSi₂薄膜,且其最佳的退火温度为900℃;SEM测试结果表明β-FeSi₂薄膜表面较为平整、致密,β-FeSi₂/6H-SiC界面清晰陡峭,薄膜表面粗糙度(RMS)为0.87nm;β-FeSi₂薄膜的光学带隙为0.88eV。由此获得了在6H-SiC衬底上制备多晶β-FeSi₂薄膜的最佳工艺条件。     

用溶胶-凝胶法制备的Cu2Bi2Cr2O8薄膜 及其光学和铁磁性能研究

以硝酸铜Cu(NO₃)₂·3H₂O、硝酸铬Cr(NO₃)₃·9H₂O、硝酸铋Bi(NO₃)₃·3H₂O和乙二醇为原料,利用溶胶-凝胶工艺在石英衬底上制备了纳米Cu₂Bi₂Cr₂O₈薄膜。通过X射线衍射(X-Ray Diffraction, XRD)和拉曼测试对样品进行了表征。结果表明,Cu₂Bi₂Cr₂O₈薄膜具有良好的光学特性,其禁带宽度为1.49 eV;在磁性测试方面,Cu₂Bi₂Cr₂O₈薄膜呈现出了良好的铁磁性。     

SiNx/SiOxNy叠层结构防潮能力的研究

研究了等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺参数对SiN_x及SiO_xN_y防潮能力的影响,并测试了SiN_x/SiO_xN_y叠层薄膜的水汽渗透速率(WVTR)。实验结果表明:单层SiN_x薄膜和SiO_xN_y薄膜都存在临界厚度,当膜厚大于临界值时,继续增大厚度不会明显改善薄膜的WVTR。当沉积温度从50℃提高到250℃,SiN_x薄膜的WVTR从0.031g/(m²·day)降至0.010g/(m²·day)。SiO_xN_y沉积时,增大N₂O通入量对薄膜的WVTR影响不明显,但可以有效改善薄膜的弯曲性能。最后,4个SiN_x/SiO_xN_y叠层膜的WVTR下降到了4.4×10-4g/(m²·day)。叠层膜防潮能力的显著提升归因于叠层结构可以有效解耦层与层之间的缺陷,延长水汽渗透路径。     

氧氩流量比对RF溅射ZnO:Mg薄膜结构及光学性能的影响

利用射频(RF)磁控溅射技术,采用单质Zn靶和 MgO陶瓷靶共溅射,在O₂和Ar气的混合气氛下制备了Mg掺杂ZnO(ZnO:Mg)薄膜,并通过改变O₂和Ar的流量比O ₂/Ar,研究了 对ZnO:Mg薄膜的物相结构、表面形貌及光学性能的影响。结果表明,室 温下O₂/Ar在1∶1～3∶1 范围内制备的薄膜均为单相的ZnO(002)薄膜,薄膜具有三维(3D)的结核生长模式;沉积的 ZnO:Mg薄膜在 N₂氛下200℃退火处理后,O₂/Ar为3∶1制备的薄膜在380～1200nm光谱范围内具有较高的透过率,可见光区平 均透过率约为85%、最大透过率达90%;薄膜的光学带隙 Eg为3.51eV,Mg掺杂对ZnO薄膜的光学带隙具有 较为明显的调制作用;采用极值包络线法计算表明,薄膜在589.3nm 处的折射率为1.963,膜厚约285nm。     

退火温度对电子束沉积Ag/TiO2薄膜光学性质和光催化性能的影响

研究了退火温度对电子束制备Ag/TiO₂薄膜光学 性质和光催化性能的影响。在石英玻璃、硅片 上沉积了Ag/TiO₂复合薄膜,在空气氛围下,进行了400℃, 500℃的退火一小时.用紫外-可见分光光度 计、X射线衍射仪(XRD) 、原子力显微镜(AFM)对沉积和退火后的薄膜分别进行光学、结构、 形貌分析。结 果表明:300℃下制备的Ag/TiO₂复合薄膜为无定形结构,400℃以上薄呈多晶态。吸光度和表面粗糙度 随退火温度的增加而增大,薄膜的光学带隙随退火温度的增加而减小。锐钛矿相表现出了更 好的光催化性能。     

采用IFVD-QWI技术制备电吸收调制DFB激光器

采用等离子体增强化学气相沉积 (PECVD) 法在I nGaAsP多量子阱/InP缓冲层/InGaAs层上沉积SiO₂薄膜,通过N₂气氛下快速热退火(RTA )方法实现无杂质空位扩散(IFVD)的量子阱混杂(QWI)。对不同退火温度下量子 阱增益峰值波长的蓝移特性进行了实验摸索,在780℃@80s的退火条 件下,可以获得最大72.8nm的相对波长 蓝移量,并且发现快速热退火RTA温度低于780℃以下时,LD区的波长 蓝移量随温 度变化基本能控制在10nm以内。 通过选取合适退火条件实现了光荧光(PL)峰值波长约50nm的蓝移量, 在选区制备出合适带隙波长材料的基 础上,在LD区制作全息光栅并二次外延P型掺杂电接触层后,采用标准化浅脊波导电吸收 调制(EAM)分布反馈 激光器(EML)工艺制备了1.5μm波长的EML管芯,器件阈值为 20m A,出光功率达到2mW@90mA,静态消光比在＋6V反偏压下为9.5dB。     

退火温度对银-二氧化硅核壳(Ag@SiO2/TiO2)薄膜结构，光学特性以及光催化性能的影响

局部表面等离子共振广泛应用于光催化和太阳能 电池等领域。采用电子束和热沉积技 术,在融石英和Si片上制备了Ag@SiO₂/TiO₂薄膜。在300 ℃,400 ℃,500 ℃,600 ℃ 温度下,薄膜在空气氛围下退火2h。采用拉曼光谱仪,紫外-可见分光光度 计(UV-Vis)等手段对微结构,光学性能等特性进行了表征。利用能谱仪测定了元素成分及含 量。考察了薄膜在水溶液中降解甲基橙的光催化活性。结果表明:Ag@SiO₂/TiO₂薄膜具有优 异的光催化性能。测试结果表明:在250℃下制备的TiO₂薄膜为无定形结构;在本实验条 件下,随着退火温度的升高,薄膜呈锐钛矿结构;锐钛矿相表现出了更好的光催化性能。