LaFeO_3 栅膜 FET 气体传感器的研究

本文采用溶胶－凝胶技术制备ＬａＰｅＯ３纳米晶薄膜，并摸索出该薄膜的光刻方法，将这一成膜技术与集成电路平面工艺相结合，首次研制出了纳米晶薄膜作为栅极的场效应晶体管气体传感器，它对乙醇具有较高的灵敏度和良好的选择性．     

Co基磁性薄膜的快速循环纳米晶化

采用独特的快速循环纳米晶化技术(RRTA)对直流磁控溅射制备的非晶CoNbZr软磁膜进行纳米晶化。研究了不同的纳米晶化工艺条件下,薄膜的微观结构和软磁性能。结果表明,CoNbZr软磁薄膜晶粒细化到30 nm,RRTA晶化方法可有效地控制CoNbZr薄膜的软磁性能。     

纳米晶SnO2薄膜的结晶特性

采用磁控溅射技术，使用混合气体Ar和O2，在衬底温度为150-400℃的耐热玻璃基片上制备了纳米晶SnO2：Sb透明导电薄膜，通过测定X射线衍射谱，表明薄膜择优取向为[110]和[211]方向，测量了SnO2：Sb薄膜的结晶特性随衬底温度变化以及纳米晶SnO2薄膜FE—SEM表面及断面形貌。     

纳米石墨晶薄膜的场发射特性

研究了纳米石墨晶的场发射特性，介绍了纳米石墨晶薄膜的制备方法，通过扫描电镜和Raman光谱对纳米石墨晶的结构进行了分析，场发射特性测试表明纳米石墨晶薄膜的场发射阈值电场为1.8V/μm。根据实验结果计算出纳米石墨晶的有效功函数在0.75-1.62eV之间，研究表明纳米石墨晶薄膜具有一些独到的特点，也非常适合场发射显示用冷阴极的制备。     

非晶硅薄膜激光晶化及其结构分析

以射频(频率为13.6MHz)磁控溅射系统制备的非晶硅薄膜为前驱物,采用激光晶化技术实现从非晶硅薄膜到纳米晶硅薄膜的相变过程。采用拉曼光谱仪和高分辨透射电镜对激光晶化薄膜的组织结构进行了研究。结果表明:薄膜由非晶硅结构转变为微晶硅结构,微晶硅晶粒尺寸在纳米级。激光晶化存在一个最佳工艺参数,功率太高或太低都不利于晶化。     

非晶硅薄膜YAG激光微晶化晶粒生长研究

以单晶硅(111)为衬底,以等离子体增强化学气相沉积技术制备的非晶硅薄膜为前驱物,采用YAG激光晶化技术实现从非晶硅薄膜到纳米晶硅薄膜的相变过程。采用X射线衍射仪和原子力显微镜对YAG激光晶化薄膜进行了表征与分析。结果表明:薄膜的晶粒尺寸在纳米级;随着激光脉冲频率的增加,晶粒尺寸先变大后变小,其最佳结晶频率区间为10～12 Hz。     

电气和电子工程用材料科学

TG113.22,TG132.22005060019非晶Co-Nb-Zr薄膜的纳米晶化及磁性/蒋向东,张怀武,文歧业,石玉(电子科技大学微电子与固体电子学院)//真空科学与技术学报.―2005,25(1).―37～40.采用扫描式差热(DSC)分析、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、梯度样品磁强计(AGM)和磁力显微镜(MFM),研究磁控溅射制备的Co80.8Nb14Zr5.2磁性薄膜,在485℃～550℃间的等温晶化行为以及快速纳米晶化30s后的薄膜结构和磁性。结果表明,非晶薄膜的晶化温度在420℃～450℃,Avrami指数在1.17～1.39,晶化行为以一维形核长大为主。纳米晶Co-Nb-Zr薄膜的磁性能受晶…     

纳米晶SnO2薄膜的结晶特性

采用磁控溅射技术,使用混合气体Ar和O2,在衬底温度为150～400℃的耐热玻璃基片上制备了纳米晶SnO2∶Sb透明导电薄膜,通过测定X射线衍射谱,表明薄膜择优取向为[110]和[211]方向.测量了SnO2∶Sb薄膜的结晶特性随衬底温度变化以及纳米晶SnO2薄膜FE-SEM表面及断面形貌.     

纳米晶SnO2薄膜的结晶特性

采用磁控溅射技术,使用混合气体Ar和O2,在衬底温度为150～400℃的耐热玻璃基片上制备了纳米晶SnO2∶Sb透明导电薄膜,通过测定X射线衍射谱,表明薄膜择优取向为[110]和[211]方向.测量了SnO2∶Sb薄膜的结晶特性随衬底温度变化以及纳米晶SnO2薄膜FE-SEM表面及断面形貌.     

SnO_2纳米晶薄膜栅FET式气敏元件的研制

利用溶胶 凝胶法合成出纳米晶SnO2 薄膜 ,该薄膜可以利用化学腐蚀方法光刻腐蚀 ,因此采用传统硅平面工艺可以制作出纳米晶SnO2 薄膜栅FET式气敏元件 ,实现了制备纳米晶材料的溶胶 -凝胶工艺与硅平面工艺的兼容。对器件的测试结果表明 ,纳米晶SnO2 薄膜栅FET式气敏元件可以在常温下工作 ,元件的漏电流在乙醇气体中减小 ,掺杂镧以后 ,漏电流变化幅度增大     

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。     

全无机钙钛矿纳米晶薄膜光电探测器

为改善有机-无机铅卤钙钛矿的空气稳定性,采用高温热注入法合成了两种不同尺寸的全无机钙钛矿CsPbBr3纳米晶。由于晶粒尺寸对纳米晶薄膜电学性能具有决定性的作用,研究了CsPbBr3纳米晶尺寸对薄膜光电导探测器光电响应性能的影响。结果表明:纳米片薄膜的光电流是纳米立方块薄膜的100倍,归结于二维CsPbBr3纳米片薄膜更少的晶界导致了更长的载流子扩散长度。对性能更加优异的纳米片薄膜光电探测器进行了全面的性能评价,低的噪声等效功率和高的归一化探测率表明其具有优异的弱光探测能力。     

SnO2纳米晶薄膜栅FET式气敏元件的研制

利用溶胶－凝胶法合成出纳米晶ＳｎＯ２薄膜,该薄膜可以利用化学腐蚀方法光刻腐蚀,因此采用传统硅平面工艺可以制作出纳米晶ＳｎＯ２薄膜栅ＦＥＴ式气敏元件,实现了制备纳米晶材料的溶胶－凝胶工艺与硅平面工艺的兼容。对器件的测试结果表明,纳米晶ＳｎＯ２薄膜栅ＦＥＴ式气敏元件可以在常温下工作,元件的漏电流在乙醇气体中减小,掺杂镧以后,漏电流变化幅度增大。     

掺Rb纳米晶DyIG磁光薄膜研究

用热分解法制备的Bi，Al替DyIG磁光薄膜虽然是纳米晶，但由于其晶界分布不均匀、晶粒较大且均匀性差，当用于磁光记录时，晶界将产生较大的噪音。而掺Rb的Bi，Al替DyIG磁光薄膜不仅可以降低晶化温度，而且晶粒明显细化，最大晶粒尺寸从100nm下降到50nm左右，平均晶粒尺寸下降为30nm左右。并且晶粒的均匀性明显改善，掺入的Rb以Rb2O固溶体的形式存在于磁光薄膜表面，填补了薄膜表面的凹凸不平，使薄膜表面反射率增加，信噪比增大。因此掺Rb可使纳米晶Bi，Al替DyIG磁光薄膜的性能大大提高。     

用视频摄像技术测定纳米晶聚合物复合薄膜的传输损耗

研制了一种新的钛酸铅 聚醚醚酮 (PT PEK c)纳米晶聚合物复合薄膜 ,用视频摄像技术准确、实时地分析了这种复合薄膜的传输损耗。该方法包括一架高分辨率的数码相机和相应的数据处理软件 ,以及棱镜耦合系统 ,其测量范围为 0 5～ 10 0dB/cm ,用这种方法测得PT PEK c纳米晶聚合物复合薄膜在 6 33nm处的传输损耗为 3 0 9dB/cm。     

高剂量离子注入直接形成Ge纳米晶的物理机理

研究了单束双能高剂量Ge离子注入、不经过退火在非晶态SiO2薄膜中直接形成镶嵌结构Ge纳米晶的物理机制．实验中利用不加磁分析器的离子注入机，采用Ge弧光放电离化自动形成的Ge+和Ge2+双电荷离子并存的单束双能离子注入方法，制备了1e16～1e18cm－2多种剂量Ge离子注入的Si基SiO2薄膜样品．用GIXRD表征了Ge纳米晶的存在，并仔细分析得到了纳米晶形成的阈值剂量．通过TEM分析了Ge纳米晶的深度分布和晶粒尺寸．用SRIM程序分别计算了双能离子在SiO2非晶层的射程和深度分布，与实验结合，得到纳米晶形成的物理机制，即纳米晶的形成与单束双能离子注入时Ge＋和Ge2＋相互碰撞产生的能量沉积在SiO2中形成的局域高温有关．     

纳米晶Pd─Si薄膜析出相的TEM研究

本文利用ＴＥＭ原位加热手段和选区电子衍射分析方法，对纳米晶Ｐｄ－Ｓｉ薄膜在加热过程中析出的相进行了研究。真空蒸发Ｐｄ＿（８０）Ｓｉ＿（２０）合金而得到的纳米晶Ｐｄ－Ｓｉ薄膜，其晶粒尺寸为１０ｎｍ，结构属ｆｃｃ。随着温度的升高，薄膜中晶粒长大，在局部区域有其它相析出。利用选区电子衍射图确定了这些析出相的结构。     

纳米氮化镓/碳化硅固溶晶薄膜电子微结构

采用高功率密度、高氢稀释和直流偏压PECVD技术制备纳米碳化硅/氮化镓固溶晶薄膜。经过透射电镜观察，形状为微丘陵状，晶粒径在3-16mm范围，垂直衬底生长，其宽化衍射环与单晶碳化硅吻合。拉曼光谱与4H-多型SiC范围相似。并出现晶态氮化镓的特征峰。这表明制备出纳米碳化硅/氮化镓固溶晶薄膜。     

利用同步晶化法制备的镍纳米晶的电荷存储特性

快速退火纳米晶化法是目前常用的金属纳米晶制备方法,但其后续600~900℃高温退火会降低器件的电学特性和可靠性。本文提出了热预算低的金属纳米晶制备的新方法—沉积过程中的同步金属薄膜原位纳米晶化法,可以省掉后续单独的退火处理工艺,使金属薄膜同步产生纳米晶化,降低工艺热功耗及简化工艺,从而有效地改善上述薄膜沉积后退火纳米晶化法的不足。在不同衬底温度（250~325 ?C）下,利用同步纳米晶化法制备镍纳米晶存储器。随着生长温度的增加,其存储窗口先增加到最大值再降低。衬底温度为300 ?C时,其存储窗口（2.78 V）最大。与快速热退火法镍纳米晶存储器相比较,同步纳米晶化法制备镍纳米晶存储器具有更强的电荷存储能力。另外,研究了不同操作电压和脉冲时间下器件的平带电压偏移量,当操作电压增加到±10 V时出现了较大的平带电压偏移量,这表明器件发生了大量的载流子（电子和空穴）注入现象。最后,模拟了金属纳米晶存储器的载流子（电子和空穴）注入和释放过程。     

RF反应磁控溅射纳米晶ZnO薄膜的XRD和XPS研究

采用RF反应磁控溅射沉积ZnO薄膜,沉积完成后对薄膜进行氧气氛下的原位退火处理。薄膜的结晶状况和化学成分分别采用XRD和XPS进行分析。结果表明,该薄膜为结晶性能良好的纳米晶薄膜,具有高度的C轴取向性。薄膜的主要成分为ZnO,不存在金属态Zn。采用文中的工艺方法可获得较高质量的纳米晶ZnO薄膜。