氧化钒薄膜的电学性质研究

采用离子束溅射和退火工艺,在K9玻璃基体上制备了氧化钒薄膜,并对其微观形貌及组成进行了研究.SEM结果表明,所制备的氧化钒薄膜均匀致密,晶粒尺寸达纳米量级,平均约50nm.由XPS分析可知,薄膜中钒的价态为+4价和+5价,薄膜由VO2和V2O5组成.自行研制了一套实时测量、动态显示测量结果的电阻-温度关系测试系统.应用该测试系统测量了薄膜电阻随温度变化的关系曲线,发现所制备的氧化钒薄膜具有显著的电阻突变特性,其低温段的激活能为0.3106eV,25℃时的电阻温度系数为-0.0406K-1.     

用对靶磁控溅射附加低温热氧化处理方法制备相变氧化钒薄膜

采用直流对靶磁控溅射低价态氧化钒(VO2-x)薄膜再附加热氧化处理的方式,进行具有金属-半导体相变特性氧化钒薄膜的制备.采用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)对薄膜中钒的价态与组分、薄膜结晶结构和表面微观形貌进行分析,利用热敏感系统对薄膜的电阻温度特性进行测量.结果表明:新制备的低价态氧化钒薄膜以V2O3和VO为主,经过300℃低温热氧化处理后,薄膜中出现单斜金红石结构的VO2相,薄膜具有金属-半导体相变特性;薄膜表面颗粒之间存在间隙,利于氧的渗入:在300～320℃进行热处理时,薄膜中的V2O3和VO向单斜结构的VO2转变,VO2含量增加,随着薄膜内VO2含量的增加,薄膜的金属-半导体相变幅度增大,超过2个数量级,相变性能变好,但是此热处理温度区间对已获得的VO2的结构没有影响.同时利用直流对靶磁控溅射方法还可以在低氧化温度下获得具有优异金属-半导体相变特性的氧化钒薄膜,制备工艺与微机械电子系统(MEMS)工艺相兼容.     

氧化钒薄膜的电学性质研究

采用离子束溅射和退火工艺，在K9玻璃基体上制备了氧化钒薄膜，并对其微观形貌及组成进行了研究。SEM结果表明，所制备的氧化钒薄膜均匀致密，晶粒尺寸达纳米量级，平均约50nm。由XPS分析可知，薄膜中钒的价态为+4价和+5价，薄膜由VO₂和V₂O₅组成。自行研制了一套实时测量、动态显示测量结果的电阻—温度关系测试系统。应用该测试系统测量了薄膜电阻随温度变化的关系曲线，发现所制备的氧化钒薄膜具有显著的电阻突变特性，其低温段的激活能为0.3106eV，25℃时的电阻温度系数为-0.0406K^-1 。     

射频磁控溅射Al掺杂ZnO薄膜的退火性质分析

采用射频磁控溅射技术制备了高度择优取向的Al掺杂ZnO(ZAO)薄膜,并对所制备的薄膜在纯氩气氛中进行了400℃、1h和2h的退火处理,将前者再于空气中相同温度下退火1h.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光谱仪和四探针测试仪等对退火前后薄膜进行了表征和光学、电学性能研究.研究表明,退火处理对ZAO薄膜的晶体、光学和电学性能有影响.原位沉积的薄膜电阻率为2.59Ω·cm,可见光区透过率约70%.400℃纯Ar气氛中退火1h后,ZAO薄膜的平均晶粒有所长大,薄膜内应力有所减小;薄膜可见光区平均透过率从70%提高到将近80%;薄膜的电阻率变化不明显,从2.59Ω·cm降低到1.37Ω·cm.400℃纯Ar气氛中退火2h后,薄膜的可见光区透过率和电阻率分别为75%和14.7Ω·cm.400℃纯氩气氛中退火1h再经过空气中退火1h后,薄膜的可见光区透过率和电阻率分别为80%左右和0.69Ω·cm.     

等离子辅助电子束蒸发La2O3薄膜的制备

采用等离子辅助电子束蒸发,在Si(100)衬底上沉积La2O3薄膜.随后对非晶的沉积态薄膜在750℃和900℃分别退火1 h.实验结果表明,采用等离子辅助电子束蒸发,可以获得非晶态的La2O3薄膜;经750℃热处理后,薄膜部分晶化;经900℃热处理后,薄膜显著晶化,晶粒尺寸明显增大,并沿(002)方向择优取向.对薄膜I-V特性的测量结果表明,沉积态薄膜具有较小的漏电流,但随着热处理温度升高,薄膜晶化程度提高,薄膜漏电流逐渐增大;对薄膜透过率的测量结果表明,单面抛光的Si衬底上沉积La2O3薄膜,在近红外范围内有明显的增透效果,最大可达20%左右.     

氧化钒薄膜脉冲激光损伤研究

采用离子束溅射和退火工艺,在K9玻璃基体上制备了氧化钒薄膜,并对其微观形貌及组成进行了研究,还应用脉宽10ns、532nm波长的Nd:YAG激光器对薄膜样品进行了激光损伤阈值的测试.扫描电镜(SEM)分析结果表明,所制备的氧化钒薄膜均匀致密,晶粒平均尺寸约50nm.X射线光电子谱(XPS)分析可知,薄膜中钒的价态为 4价和 5价,薄膜由VO2和V2O5组成.在1Hz多次单点照射的条件下,以刚可见损伤作为判断激光损伤阈值的条件,得到此氧化钒薄膜的激光损伤阈值为21.9mJ/cm2.对刚可见损伤光斑和明显损伤光斑进行了微观分析,探讨了激光损伤原因.     

退火处理对室温制备Bi0.5Sb1.5Te3薄膜热电性质的影响

利用射频磁控溅镀法在SiO2/Si基板上制备了Bi0.5Sb1.5Te3薄膜样品,并且测量了薄膜样品在不同退火时间与退火温度下的热电性质。结果表明,薄膜样品经30 h退火后的热电性质与1 h退火后的热电性质相差不大,这说明长时间退火并不是Bi0.5Sb1.5Te3薄膜的最佳退火时间。而在不同退火温度下,样品的塞贝克系数在275～300℃退火下降比较快,当退火温度为300℃时降至最小,约为181μV/K;而其电阻率则随退火温度的升高呈现出先减小后增大的趋势,退火温度为225℃时具有最小的电阻率,约为6.1 mΩ.cm。最后本文得出经225℃退火10 min后可得到最佳的热电性质,即薄膜样品的塞贝克系数为208μV/K,电阻率为6.1mΩ.cm,功率因子则为6.9×10-4W/(m.K2)。     

磁控溅射制备SiC薄膜及其高温抗氧化性

用射频磁控溅射法在单晶Si(100)基片上制备了SiC薄膜.将制备的薄膜分别在800、900和1000℃空气气氛中退火120 min.用X射线衍射仪和傅里叶变换红外光谱仪测试了薄膜的结构,用X射线光电子能谱仪测试了薄膜元素的组成和状态,用场发射扫描电子显微镜测试了薄膜表面的形貌.结果表明:经800℃空气退火后,薄膜表面生成了一层SiO2保护层,阻止了内部SiC薄膜的继续氧化,因此SiC薄膜在800℃具有较好的高温抗氧化性;随着退火温度的升高,SiC薄膜被进一步氧化,经1000℃空气退火后,薄膜已大部分转变为SiO2.     

(Cr-Si-Ni)/Si薄膜的微观结构和电阻率

采用磁控溅射方法在Si(100)基底上制备了Cr-Si-Ni电阻薄膜,研究了不同温度退火时薄膜微观结构的转变过程以及对电阻率的影响.结果表明:薄膜在溅射态和低于300℃热处理时为非晶态;退火温度高于300℃以后,薄膜中析出CrSi2晶化相;当退火温度达到600℃时,薄膜中还有少量多晶Si相析出,同时在薄膜与基底界面处还发生了原子的相互扩散;CrSi2晶化相成"岛"状结构,弥散分布在非晶绝缘基底上;薄膜室温电阻率随着退火温度的上升,呈先上升、后下降趋势;薄膜电阻率随退火温度的变化行为与薄膜微观结构的变化以及界面扩散有关.     

退火温度对Ta掺杂ITO薄膜性能的影响

利用电子束蒸发技术在玻璃衬底上沉积了Ta掺杂ITO(ITO:Ta)薄膜,对比研究了在不同退火温度下ITO:Ta和ITO薄膜表面形貌、方阻、载流子浓度、霍尔迁移率和透光率的变化情况.结果表明,随着退火温度的上升,ITO:Ta薄膜的晶化程度不断提高,并获得较低的表面粗糙度.在合适的退火温度下,ITO:Ta薄膜的光电性能也有显著的改善.当在氮气氧气氛围下经过500℃退火时,ITO:Ta薄膜得到最佳的综合性能,表面均方根粗糙度为2.17 nm,方阻为10-20 Ω,在440 nm的透光率可达98.5%.     

Effect of Deposition Potential on Synthesis,Structural,Morphological and Photoconductivity Response of Cu_2O Thin Films by Electrodeposition Technique

The present work describes the effect of deposition potentials on structural, morphological, optical, electrical and photoconductivity responses of cuprous oxide(Cu_2O) thin films deposited on fluorine-doped tin oxide glass substrate by employing electrodeposition technique. X-ray diffraction patterns reveal that the deposited films have a cubic structure grown along the preferential(111) growth orientation and crystallinity of the film deposited at. 0.4 V is improved compared to the films deposited at. 0.2,. 0.3 and. 0.5 V. Scanning electron microscopy displays that surface morphology of Cu_2O film has a well-defined three-sided pyramid-shaped grains which are uniformly distributed over the surface of the substrates and are significantly changed as a function of deposition potential. Raman and photoluminescence spectra manifest that the film deposited at. 0.4 V has a good crystal quality with higher acceptor concentration compared to other films. UV–visible analysis illustrates that the absorption of Cu_2O thin film deposited at. 0.4 V is notably higher compared to other films and the band gap of Cu_2O thin films decreases from 2.1 to 2.04 eV with an increase in deposition potential from. 0.2 to. 0.5 V.The frequency–temperature dependence of impedance analysis shows that the film deposited at. 0.4 V has a high conductivity.I – V measurements elucidate that the film deposited at. 0.4 V exhibits a good photoconductivity response compared to films deposited in other deposition potentials.     

脉冲电沉积制备电控离子分离NiHCF膜电极

采用脉冲电沉积法在石墨基体上制备了铁氰化镍膜(NiHCF膜).通过循环伏安法考察了不同脉冲参数(脉冲电压、脉冲周期、占空比、沉积次数)条件下制备的石墨基NiHCF膜电极的离子交换容量,并通过SEM和XPS分析了膜的表面形貌与组成.结果表明:脉冲电压0.3 V(vs SCE)、脉冲周期0.6 s、占空比为50%时沉积得到的NiHCF膜均匀致密,且具有较大的离子交换容量和良好的稳定性.脉冲电沉积法可用于制备性能优良的电化学控制离子分离膜电极.     

掺钼对二氧化钒薄膜热致变色特性的影响

通过溶胶-凝胶和真空热处理工艺在石英基底上制备出不同掺Mo量的二氧化钒薄膜。对薄膜进行了X射线衍射及热分析,并测试了其电阻及7.5~14μm波段红外热图随温度的变化,研究了Mo掺杂对二氧化钒薄膜热致变色性能的影响。结果表明,Mo进入VO2晶格,替换了部分V的位置;随着掺Mo量的不断增加,相变温度不断降低,但电阻突变量级比未掺杂时有所减小;掺Mo量(MoO3:V2O5,下同)为5%时,相变温度可降至45℃左右;红外热图分析表明,Mo掺杂VO2薄膜的7.5~14μm波段发射率可在较低温度下突变降低,薄膜在温度增加时可在较低温度水平上主动控制自身辐射强度、降低其辐射温度。     

负偏压对电弧离子镀复合TiAlN 薄膜的影响

采用电弧离子镀技术,以W18Cr4V高速钢为基体,调整基体负偏压,制得多个复合TiAlN薄膜试样,研究了基体负偏压对薄膜微观组织形貌、物相组成、晶格位向、硬度、厚度和沉积速率的影响。结果表明,过高或过低的负偏压会使得膜层表面不平整,显微硬度下降。当负偏压为200 V时,膜层的沉积速率最大;负偏压为150 V时,有利于薄膜(111)晶面的择优取向生长,且TiAlN膜的硬度最高。     

真空蒸镀多晶硅薄膜工艺对其组织和性能的影响

采用真空蒸镀并退火的方法制备多晶硅薄膜,采用透射电子显微镜对退火前后的样品进行了表征,通过原子力显微镜观察了薄膜的形貌,并测试了薄膜的耐压性能,分析了基板温度、基板距离和退火工艺对薄膜组织和性能的影响.实验结果表明:真空蒸镀所得薄膜为非晶硅薄膜,退火处理可使其多晶化,晶粒尺寸达0.5μm;基板温度120℃、基板距离60...     

Pulse-plating electrodeposition and annealing treatment of CuInSe2 films

CuInSe2 (CIS) thin film was prepared on molybdenum substrate using pulse-plating electrodeposition in aqueous solution. The most suitable pulse potential range for co-deposition is found to be from -0.55 to -0.75 V (vs SCE) from linear potential scanning curve. The electrodeposited films were characterized by X-ray diffractometry (XRD), scanning electron microscopy(SEM) and energy dispersive X-ray analysis (EDS). The annealing effects on electrodeposited precursors were investigated. And the influence of pulse parameters on film quality was studied. The chalcopyrite phase CuInSe2 films with smooth surface and stoichiometric composition are obtained at a pulse potential from -0.65 to -0.7 V (vs SCE), a pulse period of 1-9 ms with a duty cycle of 33% and annealing treatment.     

工艺条件对溅射薄膜附着性的影响

溅射薄膜材料应用很广泛，其中薄膜的附着性是影响薄膜材料质量的重要因素，膜／基界面结合强度是制约薄膜材料实际应用的关键之一。本文综述了关于溅射薄膜附着性能的研究进展，总结了影响附着性的主要工艺因素，为改善薄膜质量提供参考依据。     

钴镍基磁性薄膜的研究现状及进展

介绍了广泛应用于电子行业的钴镍基磁性薄膜,讨论了磁性薄膜的分类、制备方法、钴镍基磁性薄膜的应用领域以及当前研究的发展趋势。磁性薄膜按其性能的不同一般可以分为软磁薄膜、磁记录薄膜、磁光记录薄膜等。其制备方法有溅射法、电镀法、化学镀法等。钴镍基磁性薄膜的研究主要集中在稀土介入、纳米领域以及非晶态镀层领域,可以看出这些领域也是钴镍基磁性薄膜今后的研究方向。     

Effect of annealing temperature on structure and electrochemical properties of LiCoO2 cathode thin films

LiCoO2 thin films, which can be used as a cathode material in microbatteries, were deposited using radio frequency (r.f.) magnetron sputtering system from a LiCoO2 target and in an O2+Ar atmosphere.The films were characterized by various methods such as XRD, SEM and AFM.The LiCoO2 films were annealed in air at 300, 500, 700 and 800 ℃ respectively.The effect of the annealing temperature on the structure, the surface morphology and the electrochemical properties of the films were investigated.The LiCoO2 thin film deposited at room temperature is amorphous and has smaller grain size.With increasing of annealing temperature, the crystallinity of the films is promoted.When the annealing temperature increases to 700 ℃, the films have a perfect crystalline LiCoO2 phase.The LiCoO2 thin film without annealing has no discharge plateau and small discharge capacity (about 27 μAh·cm-2μm).The discharge capacity increases with the increasing of annealing temperature and reaches 47 μAh·cm-2μm for the film annealed with 700 ℃, which also shows the typical discharge plateau of 3.9 V.The cycle performance of LiCoO2 thin films of as grown and annealed at different temperatures were studied.In the case of the film without thermal treatment, the capacity fading is much faster than that of the film annealed at different temperature, showing about 40% capacity loss only after 25 cycles.However, in the case of the film annealed at 700 ℃, the capacity reaches to steady state gradually and maintained constantly with cycling.After 25 times cycling, the discharge capacity of the film annealed at 700 ℃ decreases to about 36.9 μAh·cm-2·μm, only 0.8% capacity loss per cycle.     

纳米V2O5薄膜的制备与特性

采用溶胶.凝胶法在Si和普通玻璃基底上制备V2O5纳米薄膜.在空气中对样品进行不同温度的退火处理.利用X射线衍射、扫描电子显微镜和分光光度计对制备的V2O5薄膜的结构、形貌和光学特性进行研究.XRD和SEM研究结果表明:可以通过升高退火温度来提高薄膜的结晶程度、颗粒尺寸及其均匀程度,并增强V2O5的择优取向性.透射谱和吸收谱的研究结果表明:随着退火温度的升高,V2O5薄膜的吸收边缘发生红移,光学带隙逐渐变窄.