Cd掺杂BZCN薄膜的制备及其介电性能

用射频磁控溅射法,在Pt/Si基片上制备了立方烧绿石结构的Cd掺杂Bi1.5Zn0.7Cd0.3Nb1.5O7(BZCN)薄膜。研究了衬底温度对薄膜结构、表面形貌以及介电性能的影响。结果表明,沉积温度为600℃,退火温度为700℃制备的薄膜,在测试频率为100 kHz,测试电场强度为1.33×106 V/cm的条件下,介电可调率达到11.8%,tanδ小于0.004 2。     

基片对SrTiO3薄膜结构与介电性能的影响

对比研究了MgO和LaAlO3(LAO)单晶基片上采用脉冲激光法生长的SrTiO3(STO)薄膜的微观结构和介电性能。通过XRD,AFM和制备叉指电容测量的方法研究发现,在MgO基片上生长高质量(00L)织构STO薄膜需要较高的生长温度;LAO基片上的STO薄膜更加平整;而MgO上的STO薄膜具有更高的零偏压介电常数和更强的非线性介电性质。     

常规与纳米金刚石薄膜介电性能的比较

用热丝CVD方法制备了常规和纳米金刚石薄膜。测量了其电阻率、介电常数和损耗角正切值。实验结果表明,常规金刚石薄膜的电导率、损耗角正切值均小于纳米金刚石薄膜,介电性能比较理想。两种薄膜的介电 常数基本相同,损耗角正切值在10^5Hz处都有弛豫极大值,表明在该频率范围内,主要为弛豫损耗机制。电导率和损耗的大小可能与晶界处缺陷和非金刚石相的多少有关。     

溅射气压对Bi1.5Mg1.0Nb1.5O7薄膜结构及介电性能的影响

采用射频磁控溅射法在Pt/Si基片上沉积了铌酸铋镁(Bi1.5Mg1.0Nb1.5O7,BMN)薄膜.研究了溅射气压对BMN薄膜结构、表面形貌、化学成分及介电性能的影响.结果表明,制备的薄膜具有立方焦绿石结构.高溅射气压下制备的BMN薄膜晶粒的平均尺寸比低溅射气压下制备的薄膜晶粒的大.薄膜的介电调谐率及相对介电常数随溅...     

溅射工艺参数对BST薄膜介电常数的影响

采用射频磁控溅射法在ITO玻璃基片上制备了约700nm的Ba0.5Sr0.5Ti03(BST)薄膜。研究了溅射功率、气压、ψ[O2/(Ar+O2)]比和基片温度对εr的影响,获得各种溅射条件下的薄膜的εr为250~310。提出了较优的工艺,即本底真空1.5×10–3Pa、靶基距6.2cm、功率300W、气压1.8Pa、ψ[O2/(Ar+O2)]为30%和衬底温度500℃,并研究了薄膜的晶相、组成和形貌。     

溅射制备ZnS：Er^3＋薄膜的光电子发射结构

利用射频磁控溅射法制备掺铒硫化锌直流电致发光薄膜，用ＸＰＳ（Ｘ射线光电子能谱）技术进行剖析，获得薄膜内部构态与发光性能关系的信息，讨论了微晶薄膜中稀土掺杂状态对激发机制的影响。     

循环间歇溅射工艺对PLT薄膜性能的影响

采用射频磁控溅射技术利用循环间歇溅射工艺,在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备出了镧钛酸铅(PLT)薄膜。通过原子力显微镜、X-射线衍射仪分析了循环间歇溅射工艺对薄膜形貌、结构和铁电性能的影响。实验结果表明,相比于连续溅射工艺,循环间歇溅射工艺的基片温度较低,且制得的PLT薄膜晶粒细小、均匀,结构致密。薄膜具有纯钙钛矿型结构,循环次数从1次增加到3次,其(100)和(200)峰衍射强度逐渐增强,结晶性提高,铁电性能逐渐增强,其饱和极化强度由28μC/cm2增大到53μC/cm2,剩余极化强度由5μC/cm2增大到12μC/cm2。循环4次溅射后,薄膜的结晶性和铁电性开始下降。     

交流测试信号振幅对SrTiO_3薄膜介电性能的影响

研究了交流测试信号振幅对SrTiO3薄膜介电性质的影响,并比较研究了不同氧空位浓度的SrTiO3薄膜介电性质随测试信号振幅的变化规律。经研究发现,测试信号振幅对高氧空位浓度钛酸锶薄膜的相对介电常数有明显影响,而对低氧空位浓度钛酸锶薄膜的相对介电常数影响较小。运用薄膜极化响应机理对这一实验现象进行了解释。     

PLT晶种层对PLZT薄膜介电性能的影响

采用sol-gel工艺,以钛酸铅镧(PLT)作为晶种层,在Pt/TiO2/Si基板上,制备了锆钛酸铅镧(PLZT)薄膜。研究了有晶种层的PLZT薄膜的结晶温度及介电性能。结果表明:引入PLT晶种层的PLZT薄膜,在600℃热处理可得到良好的钙钛矿结构,比无晶种层薄膜降低了约100℃;其相对介电常数为1177(1 kHz),提高约60%,介质损耗为0.10～0.13,降低幅度最高可达40%～50%。     

溅射功率对NiO薄膜性质的影响

在室温条件下,采用射频磁控溅射的方法在石英衬底上制备了NiO薄膜,深入研究了不同溅射功率对NiO的结构、光学和电学特性的影响。随着溅射功率的升高,NiO薄膜逐渐由非晶态薄膜转变成具有(111)择优取向的晶态薄膜,同时发现NiO薄膜在可见光区透过率较大,而在紫外光区透过率减小;随着溅射功率的升高,薄膜在可见光区域和紫外区域的光学透过率均明显减小,同时禁带宽度也减小,但导电性增强。     

现代介质薄膜

介质薄膜是一类重要的电子薄膜。现代常用的介质薄膜种类很多，按其成分可分为无机薄膜、有机薄膜和复合薄膜三类。同一种介质薄膜当制造工艺略有不同时，就会出现性能差别较大的结果，且随着膜厚的减小，这种现象表现得越来越明显。现在介质薄膜的进展可归纳为：（１）成膜技术的提高，其工艺特点是精细、程控和准确；（２）薄膜下限厚度的减小，如陶瓷薄膜已降到１μｍ，大量生产的高分子聚合物薄膜已降至１００ｎｍ；（３）涌现出了不少新型介质薄膜。从８０年代以来兴起了对纳米级介质薄膜的研究热潮     

射频磁控溅射ZnO薄膜的微结构与光学特性

研究了膜厚对ZnO薄膜微结构和光学性能的影响。采用射频磁控溅射法在单晶硅(111)和玻璃基片上制备了不同厚度的ZnO薄膜。通过X射线衍射、原子力显微镜和紫外可见光谱对薄膜进行了表征。结果表明薄膜结晶性能良好,在(002)晶面具有明显的c轴取向。随着薄膜厚度的增加,透射率下降,吸收边红移,禁带宽度逐渐减小。     

高RF功率制备的ZnO:Li薄膜性能研究

实验采用射频(RF)磁控溅射法在高射频功率(550 W)下制备了Zn0.9Li0.1O薄膜,探讨了薄膜的光学性能,并与低溅射功率制备的薄膜性能进行了比较。结果表明,高功率下溅射的薄膜晶粒均匀细小,表面平整致密,在可见光波长范围内,透过率达80%。该薄膜的光学带隙约3.29 eV,明显低于低功率溅射的薄膜(3.44 eV)。其室温光致发光(PL)谱结果显示,最强峰是由Li杂质能级引起的399 nm峰,热处理后,370 nm的带间发光峰增强,而低功率制备的薄膜其PL谱与纯ZnO材料的特征谱相似。     

LP同质过渡层对ZnO薄膜结构性能的影响

采用磁控溅射法低功率在玻璃衬底上制备低功率(LP)过渡层,再在其上高功率生长ZnO薄膜,研究了LP过渡层对薄膜结构性能的影响。XRD和SEM结果表明,引入LP过渡层后,高射频(RF)功率溅射的ZnO薄膜(002)定向性显著改善。随溅射功率的提高,薄膜(002)定向性有所下降,但致密性明显好转。与无过渡层薄膜相比,在溅射功率分别为30 W和50 W过渡层上生长的薄膜晶粒变大。研究表明,在30 W的LP过渡层上用200 W功率制备的薄膜性能最佳。     

射频溅射功率对非晶Zn-Sn-O薄膜性能的影响

使用射频磁控溅射法,基于不同溅射功率(58、79、116、148和171W)条件在玻璃基底上室温制备了Zn-Sn-O(ZTO)薄膜,并探讨了溅射功率对薄膜的结构、电学性能和光学性能的影响。结果表明,提高溅射功率有助于提升薄膜的沉积速率;XRD分析表明不同溅射功率条件下制备的ZTO薄膜均具备稳定的非晶结构;随着溅射功率的增加,薄膜的电阻率下降,光学吸收边“红移”(光学禁带宽度从3.77eV减小到3.62eV);整体来看,在58~148W溅射功率范围内制备的ZTO薄膜具备较好的可见光透明性,其在380~780nm可见光范围内的平均透过率均超过85%。     

BST铁电薄膜的制备及介电性能研究

通过射频磁控溅射法,采用高温溅射、低温溅射高温退火两种不同的工艺制备了钛酸锶钡(BST)薄膜。分析两种不同的工艺对BST薄膜的结构、微观形貌及介电性能的影响。采用X线衍射(XRD)分析了样品的微观结构。采用扫描电镜(SEM)和台阶仪分别测试了样品的微观形貌和表面轮廓。通过能谱分析(EDS)得到了薄膜均一性的情况。最后通过电容-电压(C-V)曲线测试得到BST薄膜的介电常数偏压特性。结果表明,与低温溅射高温退火工艺制备的BST薄膜相比,高温溅射制备的BST薄膜结晶度好,致密性高,表面光滑,薄膜成分分布较均一。因此,采用高温溅射得到的BST薄膜性能较好。在频率300 kHz时,采用高温溅射制备的BST薄膜介电常数为127.5～82.0,可调谐率为23.86%～27.9%。     

Au/Si基片上沉积Bi_(1.5)Zn_(1.0)Nb_(1.5)O_7薄膜介电性能的研究

采用磁控溅射法在Au/Si基片上制备了铌酸锌铋BZN(Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7)薄膜。在基片温度200℃、本底真空1×10-3Pa条件下,BZN靶溅射0.5h,作为自缓冲层;然后在400℃下溅射1.5h,薄膜总厚度为200nm,650℃原位真空退火1h。XRD分析显示该薄膜为〈222〉单一取向,结晶良好;AFM扫描显示表面平整;测试表明不同频率下薄膜的性能没有大的改变。实验证明,选用电阻率较小的Au电极材料有利于器件性能的提高,实验得到介电常数可调率约20%、损耗为0.002~0.004。     

RF磁控溅射法原位制备C轴择优取向ZnO薄膜

采用RF磁控溅射法在玻璃衬底上原位低温生长ZnO薄膜.生长出的薄膜对可见光具有高于90%的透射率,该薄膜具有良好的C轴取向.利用X射线衍射(XRD)的测试结果,分析了溅射工艺条件如衬底温度、氩氧比和溅射气压等对薄膜性能的影响,得到最佳的生长工艺条件为:衬底温度300 ℃,溅射气压1 Pa,氩氧比为25 sccm∶15 sccm.在此条件下生长的ZnO薄膜具有良好的C轴择优取向,并且薄膜的结晶性能良好.采用这种方法制备的ZnO薄膜适合用于制备平板显示器的透明薄膜晶体管和太阳电池的透明导电电极.     

ZnO:Al(ZAO)透明导电薄膜的制备及其特性

笔者采用射频磁控溅射工艺、以氧化锌铝陶瓷靶为靶材制备透明导电ZAO薄膜,系统研究了各工艺参数,如氧流量、工作气压、温度、射频功率和退火条件等对其结构和光电特性的影响。实验结果表明:在纯氩气中且衬底温度为300℃时制备的ZAO薄膜经热处理后电阻率降至8.7104 W·cm,可见光透过率在85%以上。X射线衍射谱表明ZAO晶粒具有六角纤锌矿结构且呈c轴择优取向,晶粒垂直于衬底方向柱状生长。