CVD金刚石薄膜紫外光探测器研究

金刚石薄膜紫外光探测器对紫外光有较高的灵敏度和良好的开关特性。本文讨论了该器件的光电流随入射光波长的变化和开关时间响应。实验证明,金刚石薄膜是一种良好的紫外光探测材料。     

一种新的ZnO/金刚石薄膜结构紫外光探测器

不同晶粒大小、高度c轴取向的氧化锌薄膜通过射频反应磁控溅射法成功地沉积在自支撑金刚石薄膜的成核面上.紫外光辐照下,ZnO/金刚石薄膜结构紫外光探测器有明显的光响应特性.探测器的暗电流、光电流与ZnO薄膜的晶粒尺寸及质量有关.在+10 V偏压条件下,氧化锌薄膜的晶粒尺寸越大,则探测器的暗电流越小而光电流越大.光电流的时间依赖性证实了载流子的陷阱效应.     

薄膜取向性对金刚石紫外光探测器性能的影响

国际上一般采用任意取向的多晶薄膜作为探测级材料,所以电荷收集效率较低以至于灵敏度受到限制.本实验采用不同取向的多晶金刚石薄膜制作紫外光探测器,研究了薄膜取向性对探测器性能的影响,为进一步提高金刚石薄膜紫外光探测器的性能提供理论和实验依据.采用热丝辅助化学气相沉积(HFCVD)法,获得了晶粒尺寸接近的不同取向的金刚石薄膜.通过微电子加工工艺制备了不同取向的金刚石薄膜紫外光叉指结构探测器.研究表明,探测器性能与金刚石薄膜晶粒取向密切相关,使用(100)取向薄膜所获得的探测器性能明显得到改善,在225 nm紫外光下的光电流-暗电流之比以及190～700 nm波长范围内的紫外/可见分辨率均优于其它取向.     

金刚石薄膜探测器的器件结构研究

研究了两种器件结构(共平面和三明治)对金刚石薄膜辐射探测器性能的影响。研究表明,共平面结构器件在 241Am 5．5MeVα粒子辐照下的计数率、电荷收集效率、响应电流和能量分辨率等性能参数均优于三明治结构。Raman散射 测试表明,造成上述结果主要是由于金刚石薄膜的成核边和生长边具有不同的微结构特征而引起。     

金刚石薄膜在粒子探测器中的应用

本文分析了金刚石薄膜作为粒子探测器的优势和劣势，介绍了金刚石薄膜粒子探测器的机理和电极结构、“探测器级”金刚石薄膜的主要制备方法和金刚石薄膜粒子探测器的发展水平，同时报道了我们制备的金刚石薄膜探测器在X射线和α粒子辐照下的响应测试结果，并分析了实现高性能探测器的障碍。     

CVD金刚石薄膜的表面形貌研究

本工作采用HFCVD方法在Si、Mo衬底上生长出不同晶粒形貌的多晶金刚石薄膜,研究了生长条件(衬底温度、碳源浓度、反应压强)对金刚石薄膜晶粒形貌的影响。结果表明,在HFCVD方法中,金刚石薄膜晶粒形貌对生长条件十分敏感,生长条件的变化会导致不同形貌晶粒的生长。     

金刚石衬底的氧化钒薄膜光电特性研究

利用射频磁控溅射方法,在光学级单晶金刚石上制备了氧化钒薄膜,然后对其结构与厚度、表面形貌、电学及光学性能进行了表征。实验结果表明,制备出的薄膜表面均匀性良好,为单一组分的V2O5薄膜,在（001）面有明显的择优取向,薄膜结晶度和表面形貌非常好;电学性能方面,获得了三组不同厚度V2O5薄膜温阻特性曲线,当薄膜为150 nm时,薄膜的电学突变特性最好,电阻值变化幅度将近3个数量级;对不同厚度薄膜的光学响应特性进行了测试分析,当受到高能激光照射时,薄膜均出现了相变和回复,薄膜的光学开关时间均随着膜厚的增加而增加,其中光学关闭时间的变化范围为1.6~2.5 ms,回复时间的变化范围为26~33 ms。     

TiO2薄膜紫外探测器的光电特性

采用溶胶-凝胶法(Sol-Gel),在Si衬底上生长了TiO2纳米薄膜,并用此材料制备了光电导型的TiO2薄膜紫外光探测器.通过测量探测器的光电流与照射光波长的关系,可以看出,TiO2探测器在紫外波段230～280nm有很明显的光响应,光电流谱线近乎平坦;在280nm处光响应出现明显下降,且跨度较大,直至360nm又再次趋于平坦.测量了250nm波长处的响应度和外加偏压的关系,发现响应度随外加偏压的增加而增加,5V时达到饱和.     

TiO2薄膜紫外探测器的光电特性

采用溶胶-凝胶法（Sol-Gel），在Si衬底上生长了TiO2纳米薄膜，并用此材料制备了光电导型的TiO2薄膜紫外光探测器．通过测量探测器的光电流与照射光波长的关系，可以看出，TiO2探测器在紫外波段230～280nm有很明显的光响应，光电流谱线近乎平坦；在280nm处光响应出现明显下降，且跨度较大，直至360nm又再次趋于平坦．测量了250nm波长处的响应度和外加偏压的关系，发现响应度随外加偏压的增加而增加，5V时达到饱和．     

金刚石薄膜上的高频高功率声表面波滤波器

设计了一种Si基金刚石薄膜上的SAW RF MEMS滤波器,其中心频率为400MHz,叉指换能器（IDT）线宽为5μm。采用中物超硬材料公司定制的硅基金刚石薄膜基片,利用射频溅射方法在金刚石薄膜上制备了厚度为2μm的ZnO压电薄膜,XRD分析证明其具有良好的C轴取向。采用剥离工艺制备IDT,通过精细的工艺控制,得到了设计的IDT图形。最后,对该滤波器样品进行了封装和测试。测试结果表明,其中心频率为378MHz,插损为15.9dB。     

金刚石膜紫外光探测器的研究与进展

综述了金刚石膜紫外探测器的最新研究,着重介绍了金刚石膜紫外探测器的结构,阐述了它们的紫外响应和发射特性。     

衬底位置对大面积CVD金刚石薄膜质量的影响

采用石英钟罩式微波等离子体化学气相沉积(MWPCVD)设备制备了大面积金刚石薄膜,结合X射线衍射谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和激光喇曼(Raman)谱等实验手段,较系统地研究了衬底位置对金刚石薄膜质量的影响规律.结果表明,在等离子体球内部的空间范围内,距等离子体球中心垂直距离越远衬底上所沉积的金刚石薄膜质量越好;通过调整衬底位置,可明显改善其上不同区域所沉积的金刚石薄膜质量,最后在等离子体球边缘附近可沉积出晶粒均匀一致几乎不舍非晶碳的大面积高质量金刚石薄膜.此研究为进一步改善大面积金刚石薄膜均匀性和薄膜质量提供了一种实用的途径.     

金刚石薄膜作为红外窗口增透膜或保护膜的研究进展

本文综述了金刚石薄膜作为红外窗口增透膜或保护膜的最新研究进展,讨论了目前存在的问题和未来的发展。     

金刚石薄膜场发射显示器

简要介绍了一般ＦＥＤ（场发射显示器）的工作原理,研究了非晶金刚石薄膜低场发射特点,讨论了金刚石薄膜制做场发射器的可行性;指出利用金刚石薄膜和阳极选择的方法可对Ｓｐｉｎｄｔ ＦＥＤ进行改进,从而使平面ＦＥＤ更容易实现。     

含C60聚合物薄膜的制备及其光电特性

采用ＰＥＣＶＤ技术，分别在不同衬底上淀积了含Ｃ７０聚合物薄膜材料，对所淀积的薄膜材料进行了紫外可见光谱，质谱和表面光电压谱的分析，对异质结光伏性和薄膜表面横向光电压进行了测量，得到了具有应用前景的可喜效果。     

利用脉冲准分子激光在ZnS上沉积类金刚石薄膜

利用氟化氪(KrF)脉冲准分子激光烧蚀沉积(PLD)技术,通过对激光等离子体的粒子成分以及空间分布的诊断,实现了等离子体成分的选择性沉积。在不降低光谱范围和透过率指标的前提下,解决了类金刚石(DLC)薄膜和硫化锌(ZnS)基底的牢固结合问题;通过改进基底平台的扫描方式,在激光烧蚀沉积工艺中沉积了80mm的大面积均匀类金刚石薄膜。制备的类金刚石/ZnS镀膜样品,光谱范围为0.53~12μm,其中1.3~11μm波段透过率在70%以上,膜层均匀性优于95%,可耐受环境湿度95%~100%,工作温度-45~85℃,附着力达到国军标要求。研究表明,利用类金刚石薄膜可以明显提高ZnS材料的耐冲击、耐高温、耐辐射和抗沙粒、盐、雾和尘埃的磨损侵蚀等能力。     

金刚石膜电极电化清洗中pH值的影响

利用硼掺杂金刚石膜电极在电解液中作阳极,通过控制各种相关条件使电解液中产生大量氢氧自由基和其他强氧化物质,将有机污染物氧化分解成小分子,甚至是CO2和H2O;同时配合专用清洗剂,极好地去除材料表面及狭缝中的固体颗粒和金属杂质,有效实现了被清洗表面的高度洁净化。通过实验分析了pH值的变化对电解液氧化性的影响,确定了最佳pH值为12.5。