脉冲反应磁控溅射氧化钒薄膜的电学性能研究

室温下,采用脉冲直流反应磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了氧化钒薄膜.研究了脉冲调制功率占空比对薄膜物相、表面形貌、组分和热敏电学性能的影响.X射线衍射测试结果表明在室温及不同占空比下生长的氧化钒薄膜均为非晶结构;原子力显微镜表面形貌测试表明降低占空比可以得到更加光滑的薄膜表面;X射线光电子能谱测试表明降低占空比能够在反应溅射气氛不变的情况下促进钒的氧化;对薄膜的热敏电学特性测试发现,在293～368 K,小极化子跳跃是脉冲反应磁控溅射氧化钒薄膜中主要的导电机制.     

用于X射线探测器的非晶硒薄膜的制备及其性能的研究

非晶硒薄膜由于用在X射线数字平板探测器时有很高的灵敏度和分辨率,近年来一直是热门的研究课题。文中采用超高真空热蒸镀方法对如何制备出性能优良的非晶硒薄膜的方法进行了探讨,在严格控制蒸发室温度和基底温度的前提下,采用不同的蒸发电流和蒸发速率制备出不同的非晶硒薄膜,并对其进行了电阻测试和XRD分析以及耐高温测试。经过系列实验和结果分析,制备出了电阻率较高并有一定耐高温性能的非晶硒薄膜。     

用脉冲激光沉积方法制备的ZnO薄膜的结构及光致发光特性

在从室温到800℃的温度范围内,用脉冲激光沉积方法在Al₂O₃（0001）衬底上制备了ZnO薄膜。采用X射线衍射仪、原子力显微镜以及荧光光谱仪分别研究了衬底温度对ZnO薄膜表面形貌、结晶质量和光致发光特性的影响。X射线衍射仪和原子力显微镜的结果表明,当衬底温度从室温升高到400℃时,ZnO薄膜的结构及结晶质量逐渐提高,而当衬底温度超过400℃时,其结构和结晶质量变差;在400℃下生长的ZnO薄膜具有最佳的表面形貌和结晶质量。室温光致发光的测量结果表明,400℃下生长的ZnO薄膜的紫外发光强度最强,且发光波长最短（386 nm）。     

射频磁控溅射氧化钒薄膜的结构与性能研究(英文)

以非制冷微测辐射热计型红外探测器应用为需求背景,采用射频磁控溅射技术在300℃低温条件下制备了氧化钒薄膜。采用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、能量色散谱(EDS)及X射线光电子能谱(XPS)技术表征了薄膜的结晶状态、微观结构与化学组成。采用四探针技术研究了薄膜的电学性能。结果表明该薄膜主要为非晶态的二氧化钒(VO2),并具有光滑的表面形貌。这种非晶VO2薄膜在22～100℃温度范围内不存在半导体-金属相变。100 nm厚的非晶VO2薄膜室温下的面电阻为600 kΩ/□,同时表现出-2.1%/℃的较高电阻温度系数(TCR),这表明该薄膜有希望用于非制冷微测辐射热计型红外探测器。     

非晶TiO2薄膜激光晶化

以中频孪生非平衡磁控溅射沉积设备制备的非晶氧化钛薄膜为前驱体,采用激光晶化技术实现了从非晶氧化钛到纳米氧化钛的相变过程。研究结果表明,在所选取的激光功率范围内,晶化氧化钛薄膜主要是由纳米尺度的锐钛矿和金红石所组成。随着激光功率的增大,晶化薄膜中金红石相的含量逐渐增多,晶粒尺寸逐渐增大,硬度、弹性模量及耐磨性逐渐提高。     

Effects of Thickness on Properties of ZnO Films Grown on Si by MOCVD

采用金属有机化学气相沉积方法,在Si(100)衬底上生长出具有高度C轴择优取向的ZnO薄膜.通过X射线衍射、原子力显微镜和室温光致发光谱研究了厚度对ZnO薄膜的结构、表面和光学性能的影响.X射线衍射图显示ZnO薄膜只有单一的(0002)峰,具有高度择优取向.AFM和PL测试表明,在取样薄膜厚度范围内,薄膜的表面质量和发光性能没有随着薄膜厚度的增加而提高.这是因为薄膜在厚度增加的生长过程中,生长模型变化且晶粒增大.     

厚度对Si衬底上生长的ZnO薄膜性能的影响

采用金属有机化学气相沉积方法,在Si(100)衬底上生长出具有高度C轴择优取向的ZnO薄膜.通过X射线衍射、原子力显微镜和室温光致发光谱研究了厚度对ZnO薄膜的结构、表面和光学性能的影响.X射线衍射图显示ZnO薄膜只有单一的(0002)峰,具有高度择优取向.AFM和PL测试表明,在取样薄膜厚度范围内,薄膜的表面质量和发光性能没有随着薄膜厚度的增加而提高.这是因为薄膜在厚度增加的生长过程中,生长模型变化且晶粒增大.     

m面蓝宝石衬底上ZnO外延薄膜的性能

采用自行研制的CVD设备在m面蓝宝石衬底上成功生长了微米级的ZnO外延薄膜.采用X射线衍射(XRD)和双晶X射线摇摆曲线(DXRD)研究了所生长ZnO薄膜的结构特征.利用扫描电子显微镜(SEM)观测了ZnO样品的截面,并测得其厚度.同时利用室温光致发光(PL)谱及霍尔(Hall)测试研究了ZnO外延薄膜的光学性质和电学性质.     

m面蓝宝石衬底上ZnO外延薄膜的性能

采用自行研制的CVD设备在m面蓝宝石衬底上成功生长了微米级的ZnO外延薄膜.采用X射线衍射(XRD)和双晶X射线摇摆曲线(DXRD)研究了所生长ZnO薄膜的结构特征.利用扫描电子显微镜(SEM)观测了ZnO样品的截面,并测得其厚度.同时利用室温光致发光(PL)谱及霍尔(Hall)测试研究了ZnO外延薄膜的光学性质和电学性质.     

在硅衬底上用HFCVD法生长的纳米SiC薄膜及其室温光致发光

用热丝化学汽相淀积(HFCVD)法在硅衬底上生长具有纳米晶粒结构的碳化硅薄膜.用X射线光电子谱仪(XPS)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外吸收光谱(FTIR)、紫外光Raman散射谱和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对薄膜样品进行了结构和组分分析,并在室温条件下观察到了薄膜的高强度可见光发射.     

射频磁控溅射法低温沉积MnZn铁氧体薄膜

采用磁控溅射法在Si(100)、Si(111)和玻璃基片上原位沉积MnZn铁氧体薄膜,用X线衍射(XRD)仪、场发射扫描电子显微镜(FESEM)表征薄膜的物相结构与微观形貌,用振动样品磁强计(VSM)测试薄膜的磁性能.结果表明,在Si(100)基片上原位沉积的MnZn铁氧体薄膜,在较低的基片加热温度(Ts=50℃)下即可晶化;Ts升高,MnZn铁氧体薄膜的XRD衍射峰强度逐渐增强;当Ts≤150℃时,MnZn铁氧体薄膜X线衍射主峰为(311),但当Ts≥200℃后,MnZn铁氧体薄膜沿{111}晶面生长.在Si(111)和玻璃基片上沉积的MnZn铁氧体薄膜,其XRD衍射主峰分别为(111)和(311).     

LiNbO_3/SiO_2/Si薄膜的蓝光发射

采用射频磁控溅射方法制备了LiNbO3/SiO2／Si薄膜。通过X射线衍射（XRD）、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）和傅立叶变换红外吸收光谱（FT-IR）对薄膜的物相、晶体取向和成分进行了表征。采用荧光分光光度计研究了LiNbO3／SiO2／Si薄膜的光致发光。研究结果表明：在280nm激发光的激发下,LiNbO3／SiO2／Si薄膜在室温下发射470nm的蓝光,来源于LiNbO3薄膜与SiO2层界面处白捕获激子的辐射复合,发现在SiO2／Si薄膜上生长LiNbO3薄膜调制SiO2／Si薄膜的发光机制。     

溅射功率对Mg2Si薄膜制备的影响

采用射频磁控溅射系统,在Si(111)衬底上制备了不同溅射功率下的Mg2Si薄膜。通过X线衍射(XRD)和冷场发射电子显微镜镜(FESEM)对Mg2Si薄膜的晶体结构和表面形貌进行了表征,理论分析了Mg2Si薄膜在Si(111)衬底上的外延生长关系,得到了Mg2Si薄膜的外延生长特性。研究结果表明,在80～110 W的溅射功率范围内,Mg2Si薄膜具有Mg2Si(220)的外延择优生长特性,并且随着溅射功率的增加Mg2Si(220)衍射峰先增强后变弱,在100W功率下Mg2Si(220)衍射峰最强。     

Properties of CdTe nanocrystalline thin films grown on different substrates by low temperature sputtering

CdTe nanocrystalline thin films have been prepared on glass, Si and Al2O3 substrates by radio-frequency magnetron sputtering at liquid nitrogen temperature. The crystal structure and morphology of the films were characterized by X-ray diffraction (XRD) and field-emission scanning electron microscopy (FESEM). The XRD examinations revealed that CdTe films on glass and Si had a better crystal quality and higher preferential orientation along the (111) plane than the Al2O3. FESEM observations revealed a continuous and dense morphology of CdTe films on glass and Si substrates. Optical properties of nanocrystalline CdTe films deposited on glass substrates for different deposited times were studied.     

不同衬底上纳米晶CdTe薄膜的低温制备及光性能研究

CdTe nanocrystalline thin films have been prepared on glass, Si and Al2O3 substrates by radio-frequency magnetron sputtering at liquid nitrogen temperature. The crystal structure and morphology of the films were charac-terized by X-ray diffraction （XRD） and field-emission scanning electron microscopy （FESEM）. The XRD examinations revealed that CdTe films on glass and Si had a better crystal quality and higher preferential orientation along the （111） plane than the Al2O3. FESEM observations revealed a continuous and dense morphology of CdTe films on glass and Si substrates. Optical properties of nanocrystalline CdTe films deposited on glass substrates for different deposited times were studied.     

Al掺杂半导体Mg2Si薄膜的制备及电学性质

采用磁控溅射方法和热处理工艺在Si衬底上制备了不同Al质量分数的Mg2Si薄膜,研究了不同Al质量分数对Mg2Si薄膜结构及其电学性质的影响.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和四探针测试仪对Al掺杂Mg2Si薄膜的晶体结构、表面形貌和电学性质进行表征和分析.结果表明:采用磁控溅射技术在Si衬底上成功制备了不同Al质量分数的Mg2Si薄膜,样品表面表现出良好的连续性,在Mg2Si (220)面具有择优生长性.随着质量分数的增加,结晶度先增加后降低,晶粒尺寸减小,且在Al质量分数为1.58％时结晶度最好.此外,样品电阻率也随着Al质量分数的增加逐渐降低,表明Al掺杂后的Mg2Si薄膜具有更好的导电性,这对采用Mg2Si薄膜研制半导体器件有着重要的意义.     

Enhancing crystallization of silicon nanocrystal embedded in silicon-rich oxide by ion beam-assisted sputtering

This study examined the material and optical properties of Si nanocrystals (NCs) embedded in Si-rich oxide (SRO) films prepared through ion beam-assisted sputtering (IBAS). Transmission electron microscopy and grazing-incidence X-ray diffraction revealed that IBAS improved the formation of the Si NCs in the SRO films. The size and density of Si NCs were predominantly controlled by IBAS with varying anode voltage. The photoluminescence levels of the SRO films were enhanced, which was associated with the quantum confinement effect of the Si NCs. The benefits of an Ar ion beam used on the SRO films are discussed in this paper. The results indicate that IBAS is a promising approach for the development of highly efficient Si-based optoelectronic devices.     

衬底和退火处理对NiFe薄膜瞬时反射率的影响

用磁控溅射法制备Ni_(80)Fe_(20)薄膜,用中温管式炉对NiFe薄膜进行500℃退火处理,用X射线衍射(XRD)仪对退火后的薄膜进行结构分析.运用飞秒激光泵浦-探测技术研究了衬底和退火处理对NiFe薄膜瞬时反射率的影响.实验结果表明:硅片和K9玻璃衬底对20nm厚NiFe薄膜的瞬时反射率曲线影响较小,对40nm和60nm厚NiFe薄膜的瞬时反射率曲线影响较大;经退火处理后的NiFe薄膜的瞬时反射率曲线由小于5ps的时间尺度和大于5ps的时间尺度两部分组成.     

(Si/Ge)n多层薄膜的设计制备及光吸收性能

采用射频磁控溅射技术,在石英玻璃衬底上沉积了具有不同层数和厚度的(Si/Ge)n多层薄膜。XRD、Raman光谱测试表明,溅射态薄膜为微晶结构,在溅射过程中层间扩散形成Si-Ge振动键,溅射时间和薄膜层数影响着薄膜层间的扩散和结晶率;FESEM结果表明,薄膜表面由颗粒团簇构成,层与层之间有明显界面。UV-vis光谱测试表明,(Si/Ge)n多层薄膜在可见光范围内具有较宽的吸收,增加薄膜层数可扩大太阳能光谱的响应范围,而增加Si单层膜厚度对光吸收范围的影响较小。     

Bi4-xLaxTi3O12铁电薄膜结构和光学性能研究

用化学溶液沉积法分别在Si(100)和石英玻璃衬底上成功制备了一系列Bi4-xLaxTi3O12(BLT)铁电薄膜;用X-射线衍射仪测量了不同退火温度和不同掺镧量的BLT薄膜的结晶情况,结果显示随着退火温度的升高BLT薄膜结晶越来越好,镧的掺入并不改变钛酸铋薄膜的钙钛矿结构;用椭偏光谱仪对不同退火温度的BLT薄膜进行了椭偏光谱测量,分析得到了薄膜的光学常数谱;用激光显微拉曼光谱仪对不同掺镧量的BLT薄膜进行激光拉曼谱测量,得到了BLT薄膜振动模式随掺镧量的变化.