氩气流量对掺铝氧化锌薄膜光电性能的影响

采用双靶射频磁控溅射沉积掺铝氧化锌(AZO)薄膜作为铜锌锡硫(CZTS)太阳能电池的低阻窗口层。研究了在溅射功率60 W、溅射时间30 min的工艺条件下,氩气(Ar)流量对AZO薄膜的结晶性、表面形貌、光透过率、电阻率、载流子浓度等光电性能的影响。结果表明,最优Ar气流量为22 cm~3/min,该流量下AZO晶粒大,结晶性能好,AZO薄膜的载流子浓度高,电阻率小,薄膜在400~1100 nm波长下的光透过率为87.2%。     

脉冲激光法室温下沉积紫外发光AZO薄膜

在室温下利用脉冲激光沉积法,以石英玻璃为基体成功制备了具有优良光改发光特性的铝掺杂氧化锌晶体薄膜(AZO),激光烧蚀所用的靶材采用自制的合金靶(Zn∶Al 3%,质量分数,下同),沉积过程中保持固定的氧压(10 Pa)和不同的激光能量密度,薄膜结构以XRD表征,铝掺杂氧化锌薄膜的室温PL谱表明,紫外发光中心在359～361 nm.     

氧化锌铝陶瓷(AZO)靶材的制备及其电阻性能的测定

采用二步烧结技术制备AZO陶瓷靶材,并采用XRD、SEM和EDS对AZO陶瓷靶材进行表征,研究AZO靶材的电阻性能。结果表明:当Al的掺杂量w(Al2O3)为0.5%时,AZO靶材出现第二相ZnAl2O4;随Al掺杂浓度增加,ZnAl2O4的衍射峰强度逐渐增强,ZnO晶粒尺寸逐渐减小;随着第二步烧结温度θnd的升高,AZO靶材的晶粒尺寸逐渐增大,相对密度也随之增加。靶材的电阻率随θnd增加而降低,且随掺杂浓度升高而增加;在第一步烧结温度θst=1 400℃,升温速率vst=10℃/min,第二步烧结温度θnd=1 350℃和t nd=16 h烧结条件下,AZO陶瓷靶材(w(Al2O3)=1.5%)的电阻率仅为2.9×10-2Ω·cm。     

低温磁控溅射制备AZO薄膜及绒面研究

采用直流射频耦合磁控溅射技术,以氧化锌掺铝(AZO,2%Al_2O_3,质量分数)陶瓷靶为靶材,在玻璃基片上低温沉积AZO薄膜,并采用质量分数为0.5%的HCl溶液刻蚀制备绒面AZO薄膜,通过XRD、SEM、分光光度计、霍尔效应测试系统、光电雾度仪等设备重点研究工作压强对直流射频耦合磁控溅射制备AZO薄膜的晶相结构、表面形貌、光电性能以及后期制绒的影响。研究表明,直流射频耦合磁控溅射可以在低温下制备性能优异的AZO薄膜,且随着工作压强的减小,致密性增强,光电性能改善,后期刻蚀得到具有良好陷光作用的绒面结构。在工作压强0.5 Pa下,低温制备的AZO薄膜电阻率达到3.55×10~(-4)Ω·cm,薄膜可见光透过达到88.36%,刻蚀后电阻率为4.19×10~(-4)Ω·cm,可见光透过率89.59%,雾度达24.7%。     

氩气压力对中频磁控溅射制备AZO薄膜性能的影响

在普通玻璃衬底上利用掺杂2%(质量)Al2O3的ZnO陶瓷靶材在中频磁控溅射设备中制备了掺铝氧化锌(ZnO∶Al,AZO)薄膜.利用XRD、XPS、紫外可见分光光度计和Hall测试系统研究了Ar气压力(0.73～2.0 Pa)对AZO透明导电薄膜结构、光学和电学性能的影响.随着Ar气压力的增大,电阻率呈先减小后增大的趋...     

直流磁控溅射法在PET基板上制备AZO薄膜

室温下用直流磁控溅射法在PET塑料基板上制备氧化锌薄膜及掺铝氧化锌AZO(ZnO∶Al)薄膜.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、四点探针仪、霍尔效应仪及光谱仪等装置,考察了氧分率、溅射功率及铝掺杂量等工艺参数对薄膜微观结构和光电性能的影响.结果表明:AZO薄膜晶体结构为纯ZnO的六角纤锌矿结构.随着Al掺杂量增多,AZO薄膜导电性增加,透光率下降.在氧分率为8.2％,ZnO(40 nm)/Al(6 nm)三层膜条件下,得到电阻率为5.66×10-2Ω·cm,可见光范围内透光率约为80％的AZO薄膜.     

富铈混合稀土对工业纯铝中富铁相形貌的影响

研究了不同含量富铈混合稀土变质对含w(Fe)=2%的工业纯铝中富铁相组织形貌的影响。结果表明,w(Fe)=2%的工业纯铝中富铁相呈长针状或蠕虫状,添加稀土使该工业纯铝中的富铁相Al3Fe由长针状变为弥散细小的颗粒状。随着稀土含量的增加,α-Al晶粒逐渐得到细化,Al3Fe尺寸及数量不断减小。添加w(RE)=0.5%的稀土时,α-Al晶粒细化效果最佳,而且富铁相呈细小的颗粒状均匀分布在α-Al基体晶界处。     

溶胶-凝胶法制备的ZnO:Al薄膜的微观结构及光学、电学性能

采用溶胶-凝胶法制备了ZnO:Al(AZO)透明导电薄膜．通过X射线衍射(XRD)、紫外-可见分光光度计 (UV-Vis)、扫描电镜(SEM)和电阻测量装置,考察了Al掺杂量、退火温度及镀膜层数等工艺参数对薄膜的微观结构和光电性能的影响．结果表明,退火温度越高,多晶AZO薄膜的(001)晶面择优取向生长的趋势越强,并且随退火温度升高,薄膜的晶粒尺寸增大,透光率增加．薄膜晶体结构为纯ZnO的六角纤锌矿结构．在掺杂浓度1％(摩尔分数)、退火温度500℃及镀膜层数10的条件下,得到了电阻率为3．2×10-3Ω·cm、可见光区的平均透射率超过90％的AZO薄膜．     

封闭NH_3气氛热处理制备二氧化钒热致变色薄膜（英文）

采用聚合物凝胶法和封闭NH3气氛热处理(防止VO_2被氧化成V2O5)在石英玻璃衬底上制备了VO_2热致变色薄膜。XRD分析、拉曼分析、FESEM形貌和光学性能结果表明:退火温度对VO_2薄膜的微观结构起关键影响作用。随着温度从450°C升高到550°C,薄膜中晶粒生长,晶粒尺寸增加,晶界增多。温度过高时(550°C),晶粒尺寸较大且不连续,导致热调节性能下降。该实验的最优退火温度为500°C(?T_(sol)=10.4%,T_(lum)约29.0%)。     

溅射条件对ZnO:Al薄膜生长和性能的影响（英文）

采用中频磁控溅射法在玻璃基体上制备Al掺杂ZnO薄膜(AZO),分别利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、分光光度计及霍尔测试系统研究不同沉积条件如样品台转速和靶-基距离对薄膜光学、电学、微观形貌及晶体结构的影响。XRD结果表明,所有AZO薄膜都呈c轴择优取向,薄膜的结晶度随着样品台转速的增大而降低,且晶粒呈非平衡状态生长。而在不同的靶-基距离时,薄膜具有相似的微观结构和表面形貌。当样品台转速为0、靶-基距离为7 cm时,AZO薄膜的光电性能最好,载流子浓度和霍尔迁移率分别为5.9×1020 cm-3和13.1 cm2/(V·s)。研究结果表明,样品台转速是影响AZO膜的结构和性能的主要因素。     

室温条件下射频磁控溅射法制备AZO薄膜的结构与光电性能（英文）

采用高致密度靶材在室温条件下玻璃衬底上RF磁控溅射制备铝掺杂氧化锌(AZO)薄膜。用X射线衍射仪、冷场发射扫描电子显微镜、紫外可见光分光光度计、四探针测试仪和霍尔测试仪分析表征薄膜的显微组织、表面形貌和光电学性能。结果表明,所制备的薄膜均为多晶六方纤锌矿结构,溅射功率对AZO薄膜的光电学性能,尤其是电学性能有重要影响。不同溅射功率下薄膜可见光平均透过率均大于85%,当溅射功率为200 W时,获得最小电阻率4.5×10~(-4)?·cm和87.1%的透过率。AZO薄膜禁带宽度随溅射功率不同在3.48~3.68 e V范围内变化。     

稀土元素Er对5A06铝合金铸态组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪等仪器研究了稀土Er加入量(质量分数为0~0.6%)对5A06铝合金铸态显微组织的影响。结果表明,当w(Er)0.4%时,随着铒含量的增加,晶粒尺寸和枝晶间距均减小;当w(Er)=0.4%时,晶粒细化效果最明显,晶粒尺寸是未加入Er元素时的50%;当w(Er)0.4%后,晶粒细化效果减弱。Er加入合金中主要以Al3Er形式存在,且主要分布在晶界上。Er的添加质量分数在0.2%~0.4%范围内,可提高合金的硬度和拉伸强度,并且伸长率基本不变;Er的添加量w(Er)=0.6%时,强度提高不明显,伸长率下降得比较快。     

掺铝氧化锌薄膜的红外性能及机制

采用中频交流磁控溅射氧化锌铝(ZnO 2％Al2O3)陶瓷靶材的方法制备了掺铝氧化锌ZAO(ZnO：Al)薄膜．利用红外光谱仪测试了薄膜的红外反射性能,研究了薄膜厚度、基体温度和氩气压力对ZAO薄膜红外反射性能的影响规律,确定了制备具有高红外反射率的ZAO薄膜的工艺参数．     

强磁场下不同晶粒尺寸Fe薄膜生长模式演变及其对磁性能的影响

采用强磁场下物理气相沉积的方法,通过提高蒸发源温度获得晶粒尺寸逐渐降低的纳米晶Fe薄膜,研究了强磁场对不同晶粒尺寸Fe薄膜生长和磁性能的影响.结果表明,当蒸发源温度为1440℃时,Fe薄膜的晶粒细小,强磁场使薄膜从层状生长变成了柱状生长,有效降低了薄膜缺陷.当蒸发源温度为1400和1350℃时,Fe薄膜的晶粒较粗大,强磁场不能改变其柱状生长方式,但是却提高了柱的宽度.强磁场提高了Fe薄膜的平均晶粒尺寸以及颗粒(由晶粒构成)尺寸、降低了薄膜表面粗糙度.随着晶粒尺寸的降低,强磁场提高Fe薄膜矫顽力、饱和磁化强度和剩磁比的能力增强.     

衬底温度对脉冲激光沉积氧化锌薄膜性能的影响

采用脉冲激光沉积(PLD)技术,在Si(100)衬底上制备出高度c轴取向的ZnO薄膜。运用X射线衍射(XRD)、光致发光谱(PL)、拉曼光谱(Raman)对衬底温度在300⁷00℃条件下沉积的氧化锌薄膜进行表征,研究了衬底温度对氧化锌薄膜结构和发光特性的影响。实验表明,700℃条件下沉积的薄膜具有相对较好的结晶质量,其X射线衍射峰半高宽(FWHM)最窄,晶粒最大,近带边紫外发光峰与深能级发光峰的比值显著增强。     

基底旋转速度对射频溅射法制备Al掺杂ZnO薄膜结构和性能的影响（英文）

采用射频溅射法于室温在玻璃基底上制备了铝掺杂ZnO(AZO)薄膜,研究了基底旋转速度(ωS)对薄膜形态、结构、光学和电学性质的影响。扫描电子显微镜横向图片显示,通过基底旋转能够产生致密的柱状结构。原子力显微镜图像表明,基底旋转状态下形成的样品其表面颗粒比基体静止状态下的颗粒小且致密,从而导致细小的晶粒尺寸。XRD结果表明,所有薄膜均为六方纤锌矿结构,c轴择优取向且分布有拉应力。紫外可见光区平均透光率在90%以上。当ωS=0 r/min时,电阻率处于最低值(8.5×10~(-3)?·cm),载流子浓度为1.8×10~(20)cm~(-3),霍尔迁移率为4.19 cm~2/(V·s)。对于其他样品,基底旋转会引起载流子浓度和霍尔迁移率的变化,从而导致电阻率增加。结果表明:基底旋转速度对AZO薄膜的形貌、结构、光学和电学性能存在较大影响。     

沉积温度对NiCrAlY/Ag复合薄膜结构及性能的影响

目的改善GH4169合金的表面性能,制备摩擦学性能优良的复合薄膜。方法采用离子源辅助直流磁控溅射技术制备NiCrAlY/Ag复合薄膜,研究沉积温度分别为60、120、180℃对薄膜结构和性能的影响。利用能谱仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)进行薄膜元素成分含量、表面形貌、截面形貌、粗糙度和相结构的检测。采用纳米压痕仪、划痕法、球-盘式摩擦磨损试验机对薄膜的硬度、结合力、摩擦磨损性能进行分析。结果 NiCrAlY/Ag复合薄膜的表面致密度、晶粒尺寸以及表面粗糙度随沉积温度的升高而增大,物相组成主要为Ni3Al、Ag和Cr,薄膜的硬度在5.67～6.41GPa之间。复合薄膜的膜/基结合力随沉积温度的增加而降低,其中沉积温度为60℃时的膜基结合力最佳(33.1N),并且在此沉积温度下的复合薄膜具有最佳的室温摩擦学性能,其平均摩擦系数为0.24,磨损率为3.52×10–5 mm3/(N·m),磨损机制为氧化磨损和磨粒磨损。结论沉积温度对NiCrAlY/Ag复合薄膜的结构性能影响显著,当沉积温度为60℃时,薄膜综合性能最好。     

电流密度对熔盐电镀铝晶粒形貌的影响

结合扫描电镜形貌观察和能谱分析研究了AlCl3-NaCl-KCl低温无机熔盐体系中电镀铝时电流密度对Q235钢基体上铝晶粒沉积形貌的影响,并从铝晶粒沉积过程中总的自由能变化的角度对其析出规律进行探讨。结果表明,在由80%AlCl3+10%NaCl+10%KCl所组成的熔盐中,当温度为150℃、电流密度为20.0～98.7 mA/cm2范围内电镀时,均可在Q235钢表面上获得完整、致密的铝镀层。电流密度的大小直接影响铝晶粒的形态和尺寸。电流密度低时,铝晶粒呈片状;电流密度高时,铝晶粒呈颗粒状,且随电流密度的增大,铝晶粒尺寸呈现减小趋势。结合热力学和动力学探讨了电流密度大小对电镀铝晶粒尺寸及形貌的影响。电流密度对铝晶粒形貌的影响与铝晶粒在Q235钢基体上沉积时形核及长大过程中的总自由能变化,特别是由电流密度大小所决定的铝晶核析出电化学能的大小有关。     

纳米结构Ni-TiN复合薄膜的电沉积及腐蚀行为

采用电沉积方法在黄铜基底上制备纳米结构的Ni-TiN复合薄膜。用扫描电镜（SEM）及透射电镜（TEM）对其微观结构进行表征,利用X射线衍射（XRD）分析其平均晶粒尺寸,采用极化曲线及电化学阻抗谱（EIS）研究其腐蚀行为。结果表明,电沉积的电流密度、TiN纳米粒子的浓度、搅拌速度、溶液温度及pH值对电沉积薄膜形貌的影响较大。制备的Ni-TiNi电沉积薄膜的平均晶粒尺寸约为50nm。纳米结构的Ni-TiNi电沉积薄膜的耐腐蚀性能远优于纯Ni沉积薄膜的。     

聚丙烯酰胺凝胶法制备氧化锌铝(AZO)粉体

采用聚丙烯酰胺凝胶法制备Al掺杂ZnO(AZO)前驱体,在500和600℃下煅烧获得AZO粉体。采用DSC、XRD、SEM、UV-vis吸收和荧光发光(PL)对粉体进行表征,研究Al掺杂浓度对AZO粉体光学性能的影响。结果表明:在600℃煅烧温度下,Al3+的固溶度可高达8%(摩尔分数),掺杂后的AZO粉体晶粒尺寸明显减小;随着掺杂浓度提高,AZO粉体的紫外吸收波长先"蓝移"而后"红移",当Al掺杂浓度为5.5%(摩尔分数)时,紫外吸收波长最短,为367 nm(3.38 eV);未掺杂与Al掺杂的ZnO粉体均具有406 nm的近边紫外峰和430 nm的蓝光发射峰。