Ge-SiO2薄膜的结构及其发光特性的研究

采用射频磁控溅射技术制备了Ge-SiO2薄膜，在N2气氛下进行了不同温度的退火处理，分析了样品在室温下的光致发光（PL）特性，为探讨其发光机制，对薄膜的结构进行了表征，XRD、XPS、FTIR谱分析说明样品的发光特性与其结构相对应，394nmPL由GeO缺陷引起，580nmPL与Ge纳米晶粒和基质SiO2界面处的发光光中心相联系。     

Mn离子注入Mg掺杂GaN的微结构和光学特性研究

通过Mn离子注入Mg掺杂GaN外延层制备了铁磁性GaN∶Mn薄膜,利用拉曼散射和光致发光谱研究了退火温度对薄膜微结构和光学特性的影响。拉曼谱测试显示由离子注入相关缺陷引起了新的声子模,分析认为Mn离子相关的局域振动(LVM)紧邻Ehigh2峰。光致发光谱观察到位于1.69,2.54和2.96eV的3个新的发光峰,分析认为2.96eV的发光峰来自MgGa-VN复合体深施主能级和Mg的浅受主能级之间的辐射复合跃迁,2.54eV的发光峰来自浅施主能级和深受主能级之间的辐射复合跃迁,对于位于1.69eV的新发光峰不排除来自MgGa-VN复合体深施主能级和Mn相关深受主能级之间辐射复合跃迁的贡献。     

退火温度对Ge-SiO2薄膜结构的影响

用射频磁控溅射制备了Ge-SiO2薄膜，在N2的保护下对薄膜进行了不同温度的退火处理。使用傅里叶变换红外光谱分析（FTIR）技术，X射线衍射谱（XRD），X射线光电子能谱（XPS）分析样品的微结构，研究样品在退火中发生的结构，组分的变化，结果表明退火温度对薄膜的结构，尤其是薄膜中的GeO含量和GeO晶粒的大小的影响是显著的，并对其做了详尽的分析讨论。     

脉冲磁控溅射制备硼掺杂氧化锌纳米薄膜的光学特性研究

采用脉冲磁控溅射法制备硼掺杂氧化锌（ZnO：B）纳米薄膜,研究了其结构和光学特性,经XRD分析,ZnO：B为多晶纳米薄膜,具有六方钎锌矿结构,薄膜沿着c轴取向择优生长。薄膜在可见光和近红外光谱区的透光性很好,其中在可见光区的平均透光率可达84％以上,而在近红外区的透光率随着波长增加而逐渐降低至45％。在可见光区,ZnO：B纳米薄膜的光学常数随波长的变化很小且数值基本趋于恒定,而在紫外区,光学常数随波长的变化很明显,并且在367nm和397nm附近存在两个紫外发光峰。     

LMBE法生长ZnO薄膜的结构和光学性能

利用激光分子束外延方法(LMBE)在单晶Si(100)和玻璃基片上生长了ZnO薄膜.通过XRD谱、拉曼光谱和光致发光(PL)谱研究了ZnO薄膜的结构和光学性能.结果表明,ZnO薄膜具有六方纤锌矿结构,(002)衍射峰较强,c轴择优取向良好.在可见光范围,ZnO薄膜的平均透射率＞80%,而在紫外范围,平均透射率急剧降低.拟合得到ZnO薄膜的禁带宽度为3.31eV.随激发波长增加,PL谱峰位没有变化,但强度发生了变化.同时,随测量温度升高,紫外发光峰强度减弱,峰位红移,半高宽展宽.理论拟合得到ZnO薄膜的活化能为59meV,接近于ZnO体材料的激子束缚能(60meV),说明紫外发光是由自由激子辐射复合引起的.     

脉冲激光沉积ZnO薄膜的结构和光学特性研究

采用脉冲激光，在Si（001）衬底上生长ZnO薄膜，利用X射线衍射（XRD），原子力显微镜（AFM）和光致发光光谱（PL）等测试手段研究了不同衬底温度所生长的ZnO薄膜结构特征和光学性能。研究表明：衬底温度影响ZnO薄膜结构和光学性能。在500℃～600℃沉积范围内随着温度升高，ZnO薄膜结构和光学性能提高。     

Ag-SiO2复合纳米颗粒薄膜的制备及其光学特性研究

利用溶胶一凝胶法在玻璃基底上成功制备了Ag—SiO2复合纳米颗粒薄膜,SEM、TEM和XRD的表征分析表明Ag是以单晶纳米颗粒的形态均匀分散在SiO2基质中,形成了多孔状Ag—SiO2复合纳米颗粒薄膜。从Ag—SiO2复合纳米颗粒薄膜的光吸收谱发现,该复合薄膜中鲰纳米颗粒具有较强的等离子共振吸收峰,峰位在430nm附近,随着复合薄膜中Ag、Si摩尔比的逐渐增大,等离子共振吸收峰不断增强且发生蓝移,蓝移量可达30nm;研究Ag—SiO2复合纳米颗粒薄膜的光敛发光特性发现,当激发波长为220nm时,复合薄膜分别在330nm和375nm处出现了两个发光带,随着复合薄膜中Ag、Si摩尔比增大到0．11,两发光带均逐渐增强,继续增加Ag、Si摩尔比,两发光带又逐渐减弱,且375nm处的发光带变化尤为显著。     

镶嵌在SiO2薄膜中的锗纳米晶粒的光致发光

采用６３０ｎｍ波长的激发光在室温下对镶嵌有锗纳米晶的ＳｉＯ２薄膜进行了光致姚研究。在室温下观察到了由于双光子吸收而导致的蓝色荧光峰。按照量子限域理论对所观察到的峰的特征进行了讨论。     

二氧化硅基质中包埋硅纳米晶薄膜的光学性质研究

本文采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）的方法，在不同的SiH4和CO2气体流量比率（GFRRSC）下，制备了基质中包埋硅纳米晶的二氧化硅薄膜。微区拉曼光谱计算结果表明，随着GFRRSC降低，硅晶粒平均尺寸逐渐减小。吸收光谱的计算结果表明，由量子限制效应所致光学带隙随着GFRRSC降低而逐渐展宽。在1．4eV～2．4eV能量区间发现多个发光峰。在低温下（80K）观测到声子参与的发射光谱，表明在1．7eV附近的发光峰源于Si-O振动模式参与的Si-SiO2界面的跃迁。     

微应变诱导各向异性硅纳米晶形成及其光学特性

通过磁控溅射技术制备了非晶态富硅的碳化硅锗(Si_(1-x-y)Ge_xC_y)薄膜,经过后续高温热处理,形成各向异性硅纳米晶,其微结构和光学特性由高分辨电镜、光致发光及光吸收实验进行表征,研究了各向异性应变对硅纳米晶形态和光学特性的影响,阐述了各向异性硅纳米晶的形成机理。研究表明,在各向异性应变能的诱导下硅纳米晶沿着〈002〉、〈113〉和〈220〉取向择优生长,形成具有多形态的硅纳米晶,显著改变了其能级结构,在2.57eV和2.64eV的位置硅纳米晶存在PL发射光谱,光吸收波段明显增加,可以同时吸收从红外到紫外(2.57eV,1.89eV,1.2eV和0.96eV)的光子,且光吸收范围随硅锗(RS/G)比例可调,故有望提高光伏电池的光量子产额。     

Preparation, Structure, and Optical Properties of Thin ZnAs2 Films

X-ray amorphous ZnAs₂ films were produced on various transparent substrates by thermal evaporation. The composition of the films was found to depend on the source temperature. Stoichiometric films were deposited at source temperatures of 765 ± 20 K. The evaporation and deposition rates calculated in a layerwise vaporization model agree with those found in experiment. The intrinsic edge in the IR transmission spectra of the films is broader and is shifted to longer wavelengths in comparison with bulk ZnAs₂ crystals. The high 300-K transmittance (40%) of the films in the range 1.4–16 m is of practical interest in devising sharp-cutoff IR filters.     

Cr掺杂ZnO薄膜晶体结构及光学性能的研究

采用磁控溅射法在载玻片上制备了不同Cr掺杂浓度的ZnO薄膜,并对其紫外发光性能做了初步研究.XRD结果表明,所制备的样品具有纤锌矿结构,呈c轴择优取向生长;透射谱表明,改变Cr掺杂浓度可以使ZnO薄膜的吸收边向短波方向移动,并且薄膜的禁带宽度连续可调;光致发光(PL)谱表明,所有样品的PL谱由发光中心位于370nm的紫外发光峰组成,且该峰的峰位蓝移,与吸收边缘移动的结果吻合.2.0%(原子分数,下同)的Cr掺杂可以提高ZnO的紫外发光强度,而过量的Cr掺杂反而会降低其紫外发光强度.     

退火对Y_2O_3薄膜结构和光学性能的影响

采用脉冲式静电辅助的气溶胶化学气相沉积方法成功的在Si(100)衬底上制备了Y2O3薄膜,研究了退火对Y2O3沉积薄膜的形貌、结构和光学性质的影响。X射线衍射分析结果表明沉积得到的Y2O3薄膜在退火前为非晶态结构,退火之后薄膜具有立方结构,并且具有(111)择优取向。SEM分析显示薄膜在退火后更加平滑、致密。椭偏仪的测试结果表明薄膜退火后的折射系数提高,消光系数减少。     

磁控溅射MgxZn1-xO薄膜的结构与光学性能研究

利用射频磁控溅射技术在玻璃衬底上沉积了MgxZn1-xO(x=0～0.2)薄膜.采用X射线衍射仪、紫外-可见光分光光度计和荧光光谱仪研究了Mg掺杂量对MgxZn1-xO薄膜结构与光学性能的影响.XRD图谱表明,MgxZn1-xO薄膜均为六角纤锌矿结构,并且呈现出C轴择优生长特性,当x>0.1时薄膜出现(100)面衍射峰,薄膜的c轴择优生长特性减弱,随着x值的增加,晶格常数c逐渐减小.紫外可见光透射光谱表明,Mg的掺入提高了薄膜在可见光范围内的透过率,同时使薄膜的禁带宽度增大.PL谱分析显示,Mg的掺入使薄膜的紫外发射峰和蓝光发射带发生蓝移,当x=0.1时近带边发射峰与杂质发射的强度比值最高.     

Synthesis and Optical Properties of CuInSe2 Films

The growth of CuInSe₂ films via evaporation from a compound source is studied by x-ray diffraction and x-ray fluorescence analysis. It is shown that, on heating, CuInSe₂ dissociates into copper and indium selenides, which partially vaporize before film deposition. At the beginning of the deposition process, the source consists mainly of Cu₂Se, CuInSe₂, and In₂Se₃ in different ratios, depending on the source temperature. During deposition, two phases vaporize for the most part: CuInSe₂ and In₂Se₃ or Cu₂Se and CuInSe₂, depending on the source temperature. As a result, some of the selenium, a highly volatile component, is lost, and the grown films consist of Cu₂Se _x (x 1), Se-deficient CuInSe₂, and InSe. At a source temperature of 1040°C, the impurity phases vaporize at approximately equal rates, and the grown films consist of CuInSe₂ only. During continuous heating of the source, all the decomposition products are transferred to the substrate, and the film is very close in composition to the source. The chemical composition and structure of the films are determined, and their optical absorption spectra are measured near the fundamental edge at 290 K. The absorption data are used to evaluate the band-structure parameters of CuInSe₂. A technique is proposed for assessing the band structure of this compound.     

靶功率对溅射沉积CIGS薄膜的结构与光学性能的影响

采用单靶磁控溅射方法分别在玻璃和镀有Mo背电极的Soda-lime玻璃衬底上沉积Cu(In0.7Ga0.3)Se2(CIGS)薄膜。研究了靶功率变化对CIGS薄膜的晶体结构、表面形貌和光学性能的影响。采用XRD表征薄膜的组织结构,SEM和EDS观察和分析薄膜的表面形貌和成分,紫外-可见光分光光度计测试薄膜的透过率光谱。结果表明,在不同功率下制备的CIGS薄膜均具有(112)面择优取向。当溅射功率为300W时,CIGS薄膜的表面形貌最平整,结晶最均匀,n(Cu):n(In):n(Ga):n(Se)=30.00:15.01:3.97:51.03组分符合高效吸收层的要求。溅射沉积的CIGS薄膜对可见光的平均透过率低于2%,光学带隙约为1.4eV。     

Inluence of Target Power on Structure and Optical Properties of CIGS Films

采用单靶磁控溅射方法分别在玻璃和镀有Mo背电极的Soda-lime玻璃衬底上沉积Cu( In0.7Ga0.3)Se2 (CIGS)薄膜.研究了靶功率变化对CIGS薄膜的晶体结构、表面形貌和光学性能的影响.采用XRD表征薄膜的组织结构,SEM和EDS观察和分析薄膜的表面形貌和成分,紫外-可见光分光光度计测试薄膜的透过率光谱.结果表明,在不同功率下制备的CIGS薄膜均具有(112)面择优取向.当溅射功率为300W时,CIGS薄膜的表面形貌最平整,结晶最均匀,n(Cu)∶n(In)∶n(Ga)∶n(Se)=30.00∶15.01∶3.97∶51.03组分符合高效吸收层的要求.溅射沉积的CIGS薄膜对可见光的平均透过率低于2％,光学带隙约为1.4eV.     

退火温度对Ge/SiO2多层膜的结构和光学性能的影响

采用磁控溅射技术在石英衬底上制备出(Ge/SiO2)15多层膜,并在不同温度下对其进行退火处理。XRD和Raman结果表明:溅射态的薄膜为非晶态,当退火温度为500℃时开始出现明显的结晶衍射峰,随后晶化率明显增大,当600℃后,薄膜的晶化率几乎不变。FESEM和小角度X射线衍射结果表明:溅射态薄膜的层与层之间存在明显的界面,具有良好的周期性,升高退火温度,晶粒尺寸增大,但仍保持周期性结构。薄膜的紫外-可见光吸收光谱表明:随着退火温度的升高,吸收边发生红移,光学带隙从溅射态的1.86eV减小到600℃时的1.59eV。     

嵌埋团簇Ge:CaF2膜光学性质的研究

采用蒸发法在不同条件下制备了不同大小的嵌埋团簇Ge:CaF2膜,团簇尺寸介于2．1nm－7．8nm。电子衍射分析表明,Ge:CaF2团簇为微晶结构,晶格常数相对于体材料发生了4．8％左右的膨胀;其光吸收性质表现出了明显的量子受限效应,随着团簇尺寸的减小,光吸收边蓝移,带隙变宽;从吸收强度可以看出,处于团簇状态,Ge出现了从间接带隙到直接带隙的转变。     

Ge-SiO2与Si-SiO2薄膜中颗粒形成的对比研究

以Ge-SiO2和Si-SiO2复合靶作为溅射靶,分别采用射频磁控溅射技术和双离子束溅射技术制得了Ge-SiO2和Si-SiO2薄膜.然后分别在N2气氛中经过600 ℃-1000 ℃的不同温度的退火.通过X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM),光电子能谱(XPS)分析等测试手段,将两种薄膜进行了比较.在Ge-SiO2样品中,随退火温度的升高,会发生GeOx的热分解或者与Si发生化学反应,引起部分氧原子逸出和Ge原子的扩散和聚集,从而形成纳米Ge的晶粒.在Si-SiO2薄膜样品中,由于Si的成核长大速率较低,因而颗粒长大的速率较慢,薄膜内不易形成Si颗粒.只有经1 000 ℃高温退火后样品中才有少量单质Si颗粒形成.