磁控溅射制备Er~(3+)掺杂Al_2O_3薄膜的上转换发光特性

Al_2O_3作为太阳能电池的钝化层,如果掺入稀土元素Er~(3+)通过吸收红外光并将其上转换为可见光被硅吸收,则可以提高太阳能的利用率。本文采用磁控溅射法制备得到厚度为500 nm左右的不同浓度Er~(3+)掺杂Al_2O_3薄膜。X射线衍射测试表明薄膜由θ-(Al,Er)_2O_3、Al_(10)Er_6O_(24)和ErAlO_3相构成。通过波长980nm的激光器激发产生光频上转换,获得了490 nm的绿光和670nm的红光发光,分别对应于Er~(3+)的~4F_(7/2)→~4I_(15/2)和~4F_(9/2)→~4I_(15/2)的能级跃迁。当Er~(3+)掺杂浓度为0.6%(摩尔比)时,上转换发光强度最强。上转换发光强度受到Al_(10)Er_6O_(24)和ErAlO_3晶体的生成以及Er~(3+)掺杂浓度的影响,并且对红光的影响要大于绿光。Er~(3+)掺杂Al_2O_3薄膜相比粉体材料具有较低的声子态密度,从而抑制了Er~(3+)无辐射跃迁,得到了不同于粉体材料的490nm绿光的发光。     

反应RF磁控溅射法制备氧化铝薄膜及其介电损耗

在氧气和氩气的混合气氛中 ,利用反应射频磁控溅射铝靶制备了非晶氧化铝薄膜 ,其直流介电强度为 3～ 4MV/cm。当固定氩气流量 (压力 ) ,改变氧分压时 ,薄膜沉积速率先减小 ,再增大 ,然后又减小。适当的低工作气压和溅射功率下 ,薄膜的介电损耗可以达到 0 4% ,小于已报道的关于非晶氧化铝薄膜的损耗。从 1 0 0Hz到 5MHz,所有的样品均未显示出可见的极化弛豫引起的损耗峰     

Al_2O_3陶瓷基片上Ba_(0.7)Sr_(0.3)TiO_3薄膜可调介电性能的研究

采用磁控溅射方法在Al2O3陶瓷基片上溅射生长Ba0.7Sr0.3TiO3(BST)薄膜,使用光刻工艺制作平板结构的BST薄膜可变电容。研究了溅射条件对BST薄膜可调介电性能和介电损耗的影响。结果表明,在溅射气压为4Pa、O2∶Ar比为30∶70、基片温度800℃下制备的BST薄膜具有较高的介电调谐率(约52%)和较低的损耗(约0.8%),BST薄膜可变电容的品质因素随频率升高而降低,在1~100MHz频率范围内品质因素从125下降为42。     

Cu/Al_2O_3复合薄膜的制备及其抗氧化性能

本文在纺织纤维基材表面采用二次溅射沉积法制备了Cu/Al_2O_3复合薄膜,利用扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDX)和矢量网络分析仪对室温环境下存放3600h的复合薄膜的表面形貌、元素含量以及屏蔽效能进行了测试,并与相同工艺条件下制备的纯Cu薄膜进行了对比分析。结果表明:与纯Cu薄膜结构的不稳定性相比,由于复合薄膜表层Al_2O_3薄膜的结构稳定性和致密性,Cu/Al_2O_3复合薄膜在保证高屏蔽性能的前提下,具有整体结构的稳定性,表现出了良好的抗氧化性能。     

反应RF磁控溅射法制备氧化铝薄膜及其介电损耗

在氧气和氩气的混合气氛中,利用反应射频磁控溅射铝靶制备了非晶氧化铝薄膜,其直流介电强度为３－４ＭＶ／ｃｍ。当固定氩气流量,改变氧分压时,薄膜沉积速率先减小,再增大,然后又减小。适当的低工作气压和溅射功率下,薄膜的介电损耗可以达到０．４％,小于已报道的关于非晶氧化铝薄膜的损耗。从１００Ｈｚ到５ＭＨｚ,所有的样品均未显示出可见的极化驰豫引起的损耗峰。     

提高钢基表面Al_2O_3薄膜结合力的研究

采用射频磁控溅射法在40Cr基体上制备了非晶态Al2O3薄膜,并研究了工艺参数(溅射功率,工作气压,溅射时间)、预处理工艺以及中间层对薄膜结合性能的影响。试验结果表明,采用射频溅射法,在功率为250W、工作气压为5.0Pa、时间为3h条件下制备的薄膜结合力最好。基体经过腐蚀预处理和加入镍磷中间层均能改善膜基结合力,后者效果更显著。     

反应射频磁控溅射制备高k氧化锆薄膜及介电性能的研究

在氧气和氩气的混合气体中,在O2/Ar混和气总流量固定的条件下,通过调节O2/Ar流量比,采用反应RF磁控溅射法制备了具有高介电常数的氧化锆薄膜。通过透射电子显微镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)研究了O2/Ar流量比与薄膜微观组织和结构、表面平整度之间的关系,并测试分析了在不同O2/Ar流量比下溅射沉积的Al/ZrO2/SiO2/n型Si叠层结构的C V特性曲线。实验结果表明O2/Ar流量比与薄膜微观组织和结构有一定的关系。纯氧气氛下沉积的ZrO2薄膜基本上为纳米级的微晶,晶体结构为单斜结构(a=5.17、b=5.26、c=5.3、α=γ=90°,β=80.17°),在O2/Ar流量比为1∶4混合气氛下制备出了具有非晶结构的均质ZrO2薄膜;低的O2/Ar流量比下溅射得到的ZrO2薄膜样片,均方根粗糙度较低,表面平整度较好;在O2/Ar流量比为1∶4左右时,ZrO2薄膜的相对介电常数达到25。     

等离子体源增强磁控溅射沉积Al2O3薄膜研究

采用电子回旋共振微波等离子体源增强磁控溅射沉积氧化铝薄膜。X射线光电子谱和X射线衍射分析表明，在600℃沉积温度下，Si（100）基片上获得了亚稳的具有化学计量配比成分、面心立方结构的γ－Al2O3薄膜。薄膜的折射率为1．7，与稳定的α－Al2O3体材料相当。     

硅片表面原子层沉积Al_2O_3薄膜及其长期腐蚀行为

目前,对硅基材表面利用原子层沉积技术(ALD)制备的Al_2O_3薄膜的耐蚀性鲜见研究报道。利用ALD技术在硅片表面制备非晶Al_2O_3薄膜。采用扫描电镜(SEM)观察薄膜的表面及截面形貌;采用X射线光电子能谱仪(XPS)分析薄膜的价键结构;通过交流阻抗谱和动电位极化曲线研究硅基材与薄膜在不同浸泡时间下的耐腐蚀性能;采用光学显微镜观察腐蚀过程中基材与薄膜的表面形貌。结果表明:ALD非晶态Al_2O_3薄膜具有致密结构,在浸泡过程中,镀膜基材比裸基材具有更好的耐腐蚀性能;且在长期浸泡情况下,Al_2O_3薄膜对基材仍能起到良好的保护作用。     

聚酰亚胺/纳米Al_2O_3三层复合薄膜的制备

将掺杂纳米Al2O3的聚酰胺酸与未掺杂聚酰胺酸在玻璃板上逐层涂膜,热亚胺化制备了3层聚酰亚胺/纳米Al2O3复合薄膜.采用扫描电镜(SEM)对该薄膜的微观形貌进行了表征,测试了薄膜的热稳定性、力学性能及电击穿场强.结果表明,复合薄膜的热性能及电击穿场强均高于掺杂薄膜及未掺杂膜,当热失重达到10%时,复合薄膜的热分解温度达到了629.1℃;与掺杂薄膜相比,复合薄膜的力学性能得到明显提高,拉伸强度和断裂伸长率分别为117.4 MPa和18.5%.     

磁控溅射MoO_3半导体功能薄膜的制备与结构性能研究

采用射频磁控溅射技术分别在Si(100)和玻璃衬底上通过调整不同的溅射功率和退火温度成功制备了MoO3薄膜。利用X射线衍射、扫描电镜、紫外可见光分光光度计、接触角测量等进行了表征和分析。X射线衍射表明400℃以上沉积的MoO3结晶薄膜属正交晶系,沿(0k0)(k=2n)取向择优生长,衍射峰强度和薄膜的结晶度随溅射功率的提高逐渐增强;利用扫描电镜观察表面形貌,发现结晶的薄膜表面发生了不同程度的变化,由初期均匀分布的纳米细长状颗粒长大成二维片状结构;紫外可见光分光光度计测试表明,薄膜在可见光区具有良好的光学透过性,平均透过率达60%以上;接触角测量发现薄膜呈明显亲水性,通过后续的表面氟化改性热处理,实现了薄膜亲水-疏水的润湿性能转换。     

射频磁控溅射法制备碲化铅薄膜的X射线衍射分析

采用射频磁控溅射法,在单面抛光的Si(111)衬底上制备了PbTe薄膜,利用X射线衍射法分析了溅射工艺参数如溅射功率、溅射时间、衬底温度以及退火温度对PbTe薄膜的结晶质量的影响。结果表明:在溅射功率为30W,溅射时间为10 min,衬底未加热时制备的薄膜具有最好的〈100〉方向的择优取向性;退火处理可以改善薄膜的结晶质量,并且退火温度越高,薄膜的结晶质量越好。     

不同衬底上ZnO薄膜的射频磁控溅射制备及结构

利用射频磁控溅射镀膜的方法,在c面蓝宝石、石英玻璃和载破片衬底上成功制备了ZnO薄膜。用x射线衍射和扫描电子显微镜进行了结构分析并观察了样品的表面形貌。结果表明：制备的ZnO薄膜具有良好的C轴择优取向结晶度,并在石英玻璃和载玻片衬底上的ZnO薄膜表面发现了[101]取向的“米粒状”晶粒。     

Properties of TiO2 Thin Films Prepared by Magnetron Sputtering

With rapid progressive application of TiO2 thin films,magnetron sputtering becomes a very interesting method to prepare such multi-functional thin films.This paper focuses on influences of various deposition processes and deposition rate on the structures and properties of TiO2 thin films.Anatase,rtile or amorphous TiO2 films with various crystalline structures and different photocatalytic,optical and electrical properties can be produced by varying sputtering gases,substrate temperature,annealing process,deposition rate and the characteristics of magnetron sputtering.This may in turn affect the function of TiO2 films in many applications.Furthermore,TiO2-based composites films can overcome many limitations and improve the properties of TiO2 films.     

RF溅射稀土掺杂ZnO薄膜的结构与发光特性

通过射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上制备了未掺杂和La、Nd掺杂ZnO薄膜.XRD分析表明,ZnO薄膜具有c轴择优生长,La、Nd掺杂ZnO薄膜为纳米多晶薄膜.AFM观测,La、Nd掺杂ZnO薄膜表面形貌较为粗糙.从薄膜的室温光致光谱中看到,所有薄膜都出现了395 nm的强紫光峰和495 nm的弱绿光峰,La掺杂ZnO薄膜的峰强度增大,Nd掺杂ZnO薄膜的峰强度减弱,分析了掺杂引起PL峰强度变化的原因.     

平面射频磁控溅射法制备YSZ薄膜及性能

研究了应用射频磁控溅射法在不同基板上制备ＹＳＺ薄膜和工艺条件对其微观结构的影响。结果表明,在清洁的基板上制备的ＹＳＺ 薄膜经６００ ℃以上热处理后,薄膜表面致密均匀,无裂纹,薄膜与基板的结合紧密。薄膜具有较高的电导率,完全可以作为固体电解质使用。     

射频磁控溅射制备Bi2Te3热电薄膜

通过射频磁控溅射，在溅射气体为Ar，气压为1Pa，溅射功率为120W时分别在聚氨酯和玻璃基底上沉积了不同厚度的Bi2Te3薄膜。Bi2Te3薄膜主要是以（221）晶面平行于基底进行外延生长，先在基底形成大量微小晶粒，合并长大成典型的纤维状组织结构。在此条件下薄膜生长速率为26nm/min，通过控制溅射时间可沉积几纳米到几微米不同厚度的薄膜。得到的p-型半导体Bi2Te3薄膜，其电阻率随薄膜厚度的增大而减小。     

射频磁控溅射制备HfLaO薄膜结构和光学性能研究

采用射频磁控溅射技术制备HfLaO薄膜, 利用X射线衍射(XRD)分析了薄膜的微结构, 通过紫外?可见光分光光度计测量了薄膜的透过谱, 计算了薄膜的折射率和禁带宽度, 利用原子力显微镜观察了薄膜的表面形貌. 结果表明: 沉积态HfLaO(La: 25%~37%)薄膜均为非晶态, 随着La掺入量的增加, HfLaO薄膜的结晶化温度逐渐升高, HfLaO(La~37%)薄膜经900℃高温退火后仍为非晶态, 具有优良的热稳定性, AFM形貌分析显示非晶薄膜表面非常平整. 随着 La掺入量的增加, HfLaO薄膜的透射率先降后增, 在可见光范围薄膜均保持较高的透射率(82%以上). HfLaO薄膜的折射率为1.77~1.87. 随着La掺入量的增加, HfLaO薄膜的折射率呈先增后降的变化趋势, 同时HfLaO薄膜的Eg逐渐降低, 分别为5.9eV(La~17%)、5.87eV(La~25%)、5.8eV(La~33%)和5.77eV(La ~37%).