射频溅射CoMnNiO非晶薄膜中空穴的迁移率

测量薄膜的热电动势,很容易确定薄膜中载流子的迁移率。本研究根据CoMnNiO非晶薄膜在200—350K温区的热电动势测量和直流电导,计算了薄膜中空穴的迁移率。结果表明,330K时,薄膜中空穴的迁移率为1.25cm~2v~(-1)(?)~(-1),且具有热激活性质。由此可以推断,射频溅射CoMnNiO非晶薄膜在常温下发生跳跃导电。     

(1-x)BiFeO3-xCoFe2O4复合陶瓷介电性能的研究

采用传统的固相烧结工艺制备3种不同摩尔比的(1-x)BiFeO3-xCoFe2O4(简称(1-x)BFO-xCFO,x为摩尔分数,且x=0.1,0.3,0.5)复合陶瓷样品,并分析了其在室温和变温下的介电性能。研究结果表明,室温下陶瓷样品的介电常数和介电损耗均随CFO含量的增加而降低;当频率大于100kHz时,样品的介电常数随CFO含量的增加而变化不大;当x(CFO)=0.1时,样品在高频时介电损耗变小,而当x(CFO)=0.3或0.5时,陶瓷样品的介电损耗明显大于纯BFO陶瓷的介电损耗。在高温情况下,由于CFO的添加使陶瓷样品存在更多的缺陷活化及CFO所造成的漏电流,使样品在低频时的介电常数与介电损耗都变得很大。在100kHz频率下的交流导电率均随着温度的增加而减少;且相同温度下样品中包含的CFO含量越大其交流导电率也越大。当x(CFO)=0.3和0.5时,复合陶瓷样品的交流导电率随温度的变化规律几乎相同,且它们在相同温度下的交流导电率比纯BFO的大5～6个数量级。     

碲镉汞均匀异质外延膜

本文提出一种制取Cd_xHg_(1-x)Te外延薄膜的新方法。这种方法是在等温条件下把HgTe淀积到真空蒸发CdTe薄膜上。研究了所制薄膜的结构、光、电和光电性能。结构研究结果说明,在晶体衬底(云母、蓝宝石)上的是外延薄膜,而在非晶形衬底上的薄膜是多晶或具有大晶粒的结构。已发现在被有氧化物薄膜的硅上可以进行外延生长。光学研究证明化学组分的横向均匀度(△x/△l<10~(-1)米~(-1))很好。对设定组分的偏离△x不超过0.003。电性能测量结果说明,用该法可以得到具有高或低(n<3×10~(20)米~(-3),在x=0.2时)载流子浓度的p-和n-型层。外延层中的载流子迁移率在300K、x=0.1时高达3.8米~2伏~(-1)秒~(-1)、在77K、x=0.2时超过12米~2伏~(-1)秒~(-1)。最佳薄膜的载流子寿命τ达10~(-6)秒(在295K x=0.26时和77K x=0.2时)。本文所介绍的外延Cd_xHg~(1-x)Te薄膜将用于波长范围2～14微米的光导探测器和8～14微米的光电磁探测器方面。     

LaMn1-xVxO3的导电机理研究

通过掺杂钒(V),探讨钙钛矿型导电陶瓷LaMn1-xVxO3(0.1≤x≤0.4)的导电机理。采用传统的固相反应法制备LaMn1-xVxO3(0.1≤x≤0.4)样品,在空气中于1 200℃下烧结2 h。测样品在常温(25℃)至300℃范围内的阻温特性,并利用小极化子导电模型进行验证。结果表明,LaMn1-xVxO3(0.1≤x≤0.4)在25~300℃范围内的导电属于小极化子导电机理。     

单温区碲镉汞液相外延生长

本文首次报道单温区开管生长优质碲镉汞液相外延层,表面光亮、界面平坦清晰。组分x≤0.2时,均匀性△x=0.004,室温下红外透过率达50％以上,典型X射线双晶衍射迥摆曲线半峰宽为176arc s,原生样品呈P型。在77K下,载流子浓度为0.5～5×10~(16)cm~(-3),霍耳迁移率为2.5～4×10~2V~(-1)s~(-1)。文章还详细研究了初始过冷度△T_i对碲镉汞液相外延的影响。     

掺磷低压化学汽相沉淀的硅薄膜

本文对于低压化学汽相沉淀方法沉积的多晶硅薄膜的电导性能进行了研究,并与大气压下沉积的薄膜的导电性能作了比较。低压薄膜在580℃和620℃下沉积成,然后用离子注入法掺入磷。在620℃下沉积的薄膜是多晶膜,而在580℃下沉积的薄膜最初是无定形膜,但经过热处理后,它就变成结晶膜。对于两种不同掺磷剂量的低压膜,研究了退火温度对电阻率的影响,发现电阻率随退火温度的升高而减小。580℃下沉淀的薄膜经退火后,它的电阻率总是比620℃下沉淀的薄膜的电阻率低,而且在退火温度较低的情况下,两者的差别最为显著。在第二组实验中,注入的磷量范围很宽,相当于平均掺杂浓度在2×10~(15)—2×10~(20)cm~(-3)之间。只有在浓度低于2×101~(15)cm~(-3)和高于2×10~(20)cm~(-3)的情况下,电阻率才是掺杂浓度的一个慢变化函数(Slowfunction);而浓度在2×10~(15)cm~(-3)和2×10~(20)cm~(-3)之间时,掺杂浓度稍有改变就会使电阻率发生很大的变化。如上所述,在580℃沉淀的薄膜,其电阻率总是最低,在掺杂浓度居于中间的情况下,这尤其显著。测量了霍尔迁移率,发现它在掺杂浓度近于6×10~(18)cm~(-3)时有一最大值,而且随掺杂浓度降低急速减小。可以预料,所观察到的霍尔迁移率的这种变化特性与薄膜是由含有大量载流子陷阱的晶粒间界环绕的微晶构成这一解释相一致。     

Cd_xHg_(1-x)Te晶体杂质导电区的载流子复合

研究了n-型Cd_xHg_(1-x)Te晶体(x=0.195～0.22,85K时平衡载流子浓度n_0=3×10~(14)～6×10~(15)厘米~(-3))中的带间俄歇复合。列出在杂质导电区实现最佳寿命τ的条件。计算了τ与组分和掺杂程度的关系。就光电灵敏度下降的样品,讨论了材料中可能产生的显微不均匀性和局部中心的复合过程。     

液相外延生长Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜晶体

由于冶金学性质的限制和高的Hg蒸汽压,要制备均匀的接近完整的Hg_(1-x)Cd_xTe块状晶体非常困难。然而,采用改进的开管水平滑移接触型液相外延(LPE)系统,能成功地控制生长系统中的Hg压和溶液的组分,在CdTe衬底上生长出Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜晶体。用金相观察、X光衍射、扫描电镜分析、电学测量等方法,证明了Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜晶体具有高质量。样品组分一般为x(?)0.2～0.4。薄膜层的厚度均匀,层厚在10～40μm之间。层的结构受CdTe衬底限制。低温纯化处理后,外延层为n型。x=0.27的外延层77K时的电学性质为n≤3×10~(15)/cm~8,霍尔迁移率μH为10~3～4×10~4cm~2/V·s。在国内首先做出了可以出售的光导探测器,此探测器在77K时,D_(λp)~*(500,1000,1)=2.8×10~9～1.8×10~(10)cm·Hz~(1/2)·W~(-1),可与块状晶体的相比较。     

Nb掺杂BaTiO3薄膜的激光分子束外延及其特性

用激光分子束外延方法在SrTiO3(100)基底上外延生长了BaNbxTi 1-xO3(0.01≤x≤0.03)导电薄膜.原子力显微镜测得BaNb0.3Ti 0.7O3薄膜表面均方根粗糙度在2μm×2μm范围内为2.4*!,达到原子尺度光滑.霍 尔测量表明BaNbxTi1-xO3薄膜为n型导电薄膜;在室温下,BaNb0 .02Ti0.98O3、BaNb0.2Ti0.8O3和BaNb0.3Ti0.7O 3薄膜的电阻率分别为2.43×10-4Ω*cm、1.98×10-4Ω*cm和1.297×10 -4Ω*cm,载流子浓度分别为5.9×1021cm-1、6.37×1021cm- 1和9.9 ×1021cm-1.     

C-轴取向PbTiO_3薄膜的制作及其结晶、介电和热电性能

采用RF磁控溅射方法在MgO单晶及外延Pt膜基片上成功地生长了高度c~-轴取向的外延PbTiO_3薄膜.在低淀积速率(<2nm/min)、低气压(<1Pa)及采用过量PbO靶的条件下,薄膜的c~-轴取向率为98%.用高温X-射线衍射研究了PbTio_3薄膜的相变.发现了当温度正好在Tc以下时四方相的c~-轴平行于基片,随着温度的下降c~-轴变成垂直于基片.薄膜具有高的电阻率(～10~(10)Ω·cm).在全部未经极化处理的样品中都检测到了较大的热电电流.薄膜的极化方向在全部样品中完全一样.未经极化处理样品之一的相对介电常数为97,热电系数高达25×10~(-8)C/cm~2K.这种薄膜适用于热电红外探测器和压电换能器.     

氧气压强对Si基片上沉积YIG薄膜微观结构和磁性的影响

本文研究了氧气压强对用脉冲激光沉积技术(PLD)在Si(100)基片上制备的YIG薄膜性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、震动样品磁强计(VSM)、铁磁共振仪(FMR)等检测了薄膜微观性能及磁性。研究发现:(1)在0.3Pa和1Pa下制备的YIG薄膜中没有杂相,而在4Pa和16Pa的薄膜中出现了YIP相;(2)薄膜的晶粒尺寸随氧压增大而减小;(3)在1Pa下制备得到的薄膜共振线宽最小,为91Oe;(4)薄膜饱和磁化强度(Ms)随氧压的增加而降低,1Pa下得到的薄膜的Ms为138Oe,最接近理论值。     

HgCdTe薄膜的反局域效应

利用液相外延法制备了Hg0.77Cd023Te薄膜样品,在对样品的低温磁输运测试中观察到反局域效应,说明样品中存在较强的自旋-轨道耦合.通过Hikami-Larkin-Nagaoka(HLN)局域模型加上Drude电导模型拟合磁电导曲线,得到了电子的退相干时间和自旋-轨道散射时间.研究结果表明,电子的退相规律符合Nyquist退相机制.     

利用椭偏仪研究氢气退火处理对ZnO-Ga薄膜光学性能的影响

通过溶胶凝胶技术制备了不同Ga掺杂含量的ZnO透明导电薄膜,研究了Ga掺杂对GZO薄膜结构、电学及光学性能的影响.从X射线衍射光谱分析,所有薄膜均表现为六方纤锌矿结构,经过氢气退火处理之后,薄膜的电学性能均得到提高,当Ga掺杂含量为5 at%时,得到薄膜的电阻率为3.410×10-3 Ω·cm.利用可变入射角椭圆偏振光谱仪(VASE)在270~1 600 nm波长范围内研究了GZO薄膜折射率和消光系数的变化,采用双振子模型对实验数据进行拟合.     

射频磁控溅射法制备SnO2:Sb透明导电薄膜的光电性能研究

采用射频磁控溅射法在载波片玻璃衬底上制备了锑掺杂二氧化锡(SnO2Sb)透明导电薄膜.利用霍耳效应实验、紫外可见光光谱仪、n(折射率)k(消光系数)d(薄膜厚度)光谱仪对该导电薄膜的光电性能进行了测试.讨论了氧气分压对样品光电性能的影响,增加氧气分压,薄膜的厚度减小、吸收边和截止波长蓝移,光学带隙增大,并且氧气分压对薄膜电阻率、载流子浓度和霍耳迁移率的影响不是线性的,而是存在一个最佳值.当氧气分压为0.10 Pa时,薄膜的光电性能最佳,此时膜厚为399 nm,可见光平均透过率为70 %,电阻率为2.5×10-3 Ω·cm,载流子浓度为1.2×1021 cm-3,载流子霍耳迁移率为2.04 cm2·V-1·s-1,其光电特性已达到了TFT-LCD透明电极的要求.     

AgIn共掺杂(AgIn)xPb1-2xTe化合物的合成及热电传输性能

用高温熔融法合成了Ag和In共掺的单相n型(AgIn)xPb1-2xTe化合物,研究了(AgIn)掺杂量x对(Ag-In)xPb1-2xTe(x=0.01～0.05)物相组成及热电性能的影响.结果表明:掺杂量x≤0.04时得到单相四元化合物,x=0.05时样品中出现了组成为AgInTe2第二相;(AgIn)xPb1-2xTe化合物的Seebeck系数随着x增加而增大,电导率随着掺杂量x增加而降低;化合物的热导率随着掺杂量x增大而减小;当x=0.01时,(AgIn)xPb1-2xTe化合物的热电性能指数值最大,在800K时达到1.1.     

高锂含量碱金属铌酸盐的结构与性能研究

采用传统固相法陶瓷制备工艺制得高锂铌酸基无铅压电陶瓷体系xLiNbO3-(1-x)(Na0.5K0.5)NbO3(简写为xLN-(1-x)NKN,其中x=0.146,0.236,0.292,0.348,0.361,0.382,0.438,0.472,0.500,0.528,0.618),研究了该体系的晶相结构,断面形貌及电学性能随x的变化。研究表明,随x的增加,样品主晶相有一个四方钙钛矿到四方钨青铜结构再到LiNbO3三方结构的过程;压电常数d33随着x的增加而减小,但在x=0.236~0.438时保持相对稳定,约为75~80 pC/N;当x=0.5时,居里温度TC为537℃,此系列陶瓷适用于高温环境的压电陶瓷。     

溶胶-凝胶提拉法制备Mgx Ni1-xO薄膜与表征

利用溶胶-凝胶提拉法在石英玻璃衬底上制备出吸收边波长位于地球表面太阳光谱日盲区(240～280nm)内的MgxNi1-xO薄膜.XPS和XRD结果显示,MgxNi1-xO在1000℃下形成具有立方结构的固溶体;紫外-可见吸收谱结果表明,MgxN1-xO吸收边随着Mg含量的变化而发生改变,当Mg含量x在0.2～0.3之间时,薄膜的吸收边波长在248～276nm范围内可调;光电响应测试结果表明,MgxNi1-xO薄膜(x=0.3)对太阳光不敏感,而对波长为254nm的紫外光具有很好的光电导特性,光照前后薄膜电阻变化率达40%,因此,我们可以认为MgxNi1-xO(x=0.2～0.3)薄膜材料有望应用于日盲区的紫外探测.     

用闭管摆动法由富碲溶液液相生长碲镉汞外延膜

用差热分析法测定了组分为x=0.067、x=0.10和0.7≤y<1.0的(Hg_(1-x)Cd_x)_(1-y)Te_y的液线温度。用液相外延法在CdTe(111)A取向衬底上生长了组分x=0.35、0.31和0.24的(Hg_(1-x)Cd_x)Te薄膜。已测定Cd分凝系数为k=3.5±0.1。在550℃左右由3毫米厚熔体于缓慢冷却速率下生长的薄膜厚度接近于平衡生长的薄膜厚度。液相外延膜中的剩余杂质通常为n型,在好的薄膜中不到10~(15)厘米~(-3)。已证明用薄膜制备的光伏二极管其性能与用块状生长晶体所制备的二极管相近。     

AZO透明导电薄膜的结构与光电性能

采用射频溅射工艺制备了Zn1-xAlxO透明导电薄膜。通过XRD、UV透射和电学性能测试等分析手段,研究了Al浓度对薄膜的组织结构和光电性能的影响规律。结果表明:薄膜具有c轴择优取向,随着Al浓度的增加,(002)衍射峰向高角度移动,峰强度逐渐减弱,x(Al)为15%掺杂极限浓度。x(Al)为2%时,薄膜电阻率是3.4×10–4Ω.cm。随着掺杂量x(Al)从0增加到20%,薄膜的禁带宽度从3.34 eV增加到4.0 eV。     

超导LaBa_(2-x)Ca_xCu_3O_7,材料的相分析和超结构

在具有1-2-3结构的系统中,高T_c相一般与YBa_2Cu_3O_7,一样为正交相,有典型的孪晶结构,正交向四方的过渡伴随着T_c的下降。在LaBa_(2-x)Ca_xCu_3O_7系统中(x=0,0.25,0.5,0.75,1.0,1.5),x=0.15样品T_c为约35K,x=0.25样品T_c为72K,其余(x=0.5,0.75,1.0)样品均为80K,x射线衍射表明80K样品为四方或正交度很小的1-2-3相。粉末样品的EDS能谱分析表明,所有样品均非纯相。x=0样品的杂相为BaCuO_2,其余为Ca_2CuO_3,x=1.5样品还有CaO存在。对1-2-3主相来说,Ca含量在x≥0.5的样品中均为x=7％,写成分子式为(La(1/(3-x))Ba((2-x)/(3-x)))_2.5Ca_(0.5)Cu_3O_7(x为Ca的名义含量)。对于x=1.0样品的微区成份分析表