基板温度对SnO2:Sb薄膜结构和性能的影响

以单丁基三氯化锡(MBTC)和 SbCl3 为反应原料,采用常压化学气相沉积法(APCVD 法)在不同的基板温度下制备 Sb 掺杂 SnO2 薄膜,用 XRD、SEM表征了薄膜的结构和形貌,通过测量薄膜的方块电阻、载流子浓度、霍尔(Hall)系数、紫外可见光谱等性质,详细研究了基板温度对薄膜结构和光电性能的影响。实验表明 550℃以上制备的样品为多晶薄膜,并保持四方相金红石型结构;在 650℃下沉积的薄膜具有最低的方块电阻值,为 72Ω/□;在可见光区域薄膜透射率和反射率随着基板温度的提高均有所下降。     

氧流量和热处理温度对锡酸锌薄膜结构的影响

本文采用锌锡质量比为52:48的Zn-Sn合金靶,利用中频交流反应磁控溅射方法,制备了锡酸锌(Zn2SnO4)晶体薄膜.考察比较了氧流量和热处理温度对锌锡合金氧化物薄膜晶体结构的影响,确定了制备晶态Zn2SnO4薄膜的合适氧流量和热处理温度.通过XRD分析了薄膜的晶体结构和组成.结果表明:室温条件下制备的沉积态锌锡合金氧化物薄膜,均呈非晶态结构;在基底温度为室温,氧流量达到60sccm以上条件下制备锌锡氧化物薄膜进行热处理,热处理温度在高于550℃,薄膜中开始出现Zn2SnO4晶体结构,随着热处理温度升高,薄膜中晶态结构大量增加;在氧流量(60～70) sccm、热处理温度650 ℃条件下,形成完全结晶态Zn2SnO4薄膜.     

具有非易失存储功能的可逆有机电双稳器件

报道一种能够在室温下具有可逆电双稳特性，并实现非易失信息存储功能的有机薄膜器件。器件为简单的三层结构，Al/HPYM/Ag，HPYM为一种有机分子材料，通过真空热蒸发法制成薄膜作为信息存储介质。该器件可通过正向及反向电压脉冲的激发而实现高阻态（“0”态）、低阻态（“1”态）的转变，相当于信号的写入和擦除。当外电场撤除时，其状态信息可以长时间保持，并且被小电压脉冲读取，两种导电态的阻值比约为10^5。     

焙烧温度对NiO薄膜阻变特性的影响

利用水热法制备了NiO纳米粒子,基于GaIn/NiO/ITO器件结构,研究了焙烧温度对NiO纳米粒子薄膜阻变特性的影响。XRD分析发现,随焙烧温度由400至900℃,NiO纳米粒子结晶性提高,逐渐显立方相,粒子分散性变好。电学测试表明,NiO纳米粒子薄膜具有可重复双极阻变特性,开电压约-1.3 V较稳定。随焙烧温度提高,器件开关比由1407急剧降至11左右,原因是纳米粒子结晶后,其晶界势垒减小,载流子迁移率增大,致开关性变差。伏安特性曲线分析发现,纳米粒子薄膜低阻态荷电输运为欧姆特性,高阻态符合肖特基发射,判断阻变机理为阈值电场及焦耳热导致的氧空位细丝的形成与断裂。     

SnO2纳米薄膜氢敏特性的研究

采用溶胶-凝胶法制备了SnO2氢敏纳米薄膜.将0.1和0.05mol/L的SnO2溶胶溶液旋涂在Au叉指电极衬底而制得.通过测量在不同温度下SnO2纳米氢敏薄膜的电阻信号来表征其氢敏特性.当温度为250℃时,试样的灵敏度较低,并且响应时间也比较长.温度为300℃时试样的灵敏度较高,响应时间也明显缩短.0.05mol/L溶胶溶液旋涂10层制备的样品在300℃氢气浓度为2.0×10-3时,灵敏度达到了178,响应时间为3.5s.同时实验还发现试样对氢气的响应时间随着氢气浓度的增加先增大再减小.     

常压CVD法制备Sb掺杂SnO2薄膜的性能研究

以C4H4SnCl3和SbCl3为反应先驱体,采用常压化学气相沉积法制备Sb掺杂SnO2薄膜,研究了薄膜沉积时间、基板温度以及Sb掺杂量对薄膜结构和红外反射性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对所制备薄膜的结构、形貌、成分进行了分析表征。XRD结果表明薄膜具有四方相金红石晶型结构,在基板温度为650℃时能制得结晶性能较好的多晶薄膜;XPS结果表明元素Sb主要以Sb5+的形式掺杂于SnO2薄膜中。还讨论了Sb掺杂量对方块电阻、透射率等薄膜性质的影响。结果表明,当Sb掺杂量为2%,基板温度为600℃,镀膜时间为4min时可制备出可见光透过率为75%、红外透过率仅为30%的薄膜,且此时薄膜方块电阻为38.4Ω/□。     

Sol-Gel法制备低阻SnO2薄膜

采用sol-gel法制备了SnO2薄膜。研究了不同的实验条件对薄膜阻值的影响。利用XRD、XPS分析了薄膜的晶体结构和晶粒尺寸。利用这种低阻SnO2薄膜制作的热线型气敏元件对H2S具有较好的气敏特性。     

基于射频磁控溅射法制备ZnO薄膜研究

研究射频磁控溅射法制备ZnO薄膜,采用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(SEM)研究溅射功率、溅射时间和退火温度对薄膜微结构特性的影响,并分析ZnO薄膜阻变特性。实验结果表明,沉积态薄膜择优取向为〈002〉晶向,随溅射功率和退火温度增加,择优取向显著增强,溅射功率120 W时薄膜生长速率可达4.8 nm/min,薄膜厚度92 nm的ZnO薄膜具有阻变特性且开关比可达104。     

微结构气敏传感器敏感薄膜制备方法的研究

随着微结构气敏传感器的出现 ,金属氧化物半导体薄膜因具有灵敏度高、热质量小、批量制备一致性好等特点受到日益广泛的重视。本文比较了在微结构气敏传感器中三种方法制备的SnO2 敏感薄膜的结构和气敏响应特性。结果表明 ,用液涎生长和热氧化技术制备的SnO2 薄膜灵敏度高、稳定性好 ,但这种方法与lift off技术不兼容 ;室温直流溅射Sn然后热氧化方法制备的SnO2 薄膜虽然能采用lift off技术成形 ,但由于膜中晶粒结构和Sn/O比不合适使得它的气敏响应特性很差 ;室温混合气氛 (Ar/O2 比为 8∶2 )下射频溅射SnO2 靶然后退火制备的SnO2 薄膜 ,不仅对有机分子十分灵敏 ,而且与微电子工艺相容。室温射频溅射是制备微结构气敏传感器敏感薄膜较理想的方法     

氧化镍溶胶-凝胶薄膜阻变特性研究

用溶胶-凝胶法在1TO基片上旋涂制备了NiO薄膜,通过对ITO/NiO薄膜/GaIn器件进行伏安特性测试,研究了溶胶浓度、退火、层数以及Cu掺杂等对其电学特性的影响.结果表明:所制备NiO薄膜具有良好可重复双极电阻开关特性.其中,2％Cu掺杂0.2 mol/L溶胶、双层、400℃退火1h制备的薄膜,阈值电压较低,约0.8 V;而开关比受以上因素影响不明显,约3× 102.分析发现薄膜高阻态的荷电输运符合空间电荷限制导电机制,而低阻态为欧姆特性,阻变开关机理为阈值电场及焦耳热导致的氧空位细丝的形成与断裂.     

焙烧温度对掺锑SnO2薄膜光电催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了掺锑二氧化锡薄膜电极,运用XRD、SEM、循环伏安等检测手段对薄膜电极进行了表征,并探讨了热处理温度对薄膜的元素组成、结构、物相、氧化能力的影响。以苯酚为目标降解有机物,研究了所制备的薄膜电极对有机物光电催化降解能力及矿化程度的影响。结果表明,焙烧温度对薄膜的微观结构、表面组成、导电能力及活性均有很大影响,不同温度焙烧制备的掺锑二氧化锡薄膜均为多晶结构的半导体;经一定温度焙烧后的电极表面具有不同程度的龟裂状裂纹,使电极表面积增大,活性点增多;当焙烧温度为450℃时,所制的掺锑二氧化锡薄膜电极电阻最小,氧化能力最强,且对目标有机物的降解效果最好。     

SnO2反opal光子晶体的制备及表征

以PS opal膜为模板制得了SnO2反opal光子晶体膜。采用浸渍提拉法和Sol-LPD法对PS opal模板进行填充,450℃焙烧除去PS模板得到SnO2反opal光子晶体。SEM和UV-Vis透射表征显示,两种填充方式都能得到三维有序的SnO2反opal光子晶体;以相同的PS opal膜为模板,通过Sol-LPD填充法得到的SnO2反opal膜的禁带位置向长波移动(以浸渍提拉法制得的光子晶体的禁带位置为基准)。这证实Sol-LPD填充法比浸渍提拉法有更高的填充率。通过Sol-LPD填充法还能够制备具有多重禁带的SnO2反opal异质复合膜。     

氮掺杂对SnO2薄膜光电性能的影响

SnO2薄膜具有透明导电的特性,因而被制成透明电极而广泛应用于平板显示器和太阳能电池中。研究表明,经掺杂的薄膜具有更优异的光电性能,然而传统的掺杂元素Sb,Te或F较为昂贵且有毒性,因此,掺氮将有望解决上述问题。本文利用反应射频磁控溅射法制备出不同氧含量的SnO2以及氮掺杂SnO2薄膜,并分析了薄膜的形貌结构及光电性能。结果表明:薄膜沉积过程中氧分压和氮掺杂对薄膜性能影响较大。在SnO2薄膜中,晶粒呈包状形态,随着氧分压的增加,晶粒取向从(101)转向(110)方向,晶粒尺寸逐渐变小,可见光透光率提升到80%以上,光学带隙增加到4.05 eV;在氮掺杂SnO2薄膜中,晶粒呈四棱锥形态,晶粒取向为(101)方向,随着氧分压的增加,可见光的透过率同样提升到80%以上,光学带隙增加到3.99 eV。SnO2薄膜和氮掺杂SnO2薄膜的电阻率最低分别达到1.5×10-1和4.8×10-3Ω.cm。     

喷雾热解法制备掺氟氧化锡导电玻璃及其性能

采用喷雾热解法,以四氯化锡和氟化铵为原料、喷瓶为雾化装置,在载玻片上制得氟掺杂二氧化锡(FTO)透明导电薄膜。运用XRD、SEM、紫外-可见分光光度计和四探针测试仪分别对薄膜进行了表征。研究了喷涂次数、衬底温度、前体浓度、掺杂浓度和醇水比对FTO薄膜光电性能的影响。结果表明,当衬底温度为500℃,SnCl4.5H2O浓度为0.81mol/L,NH4F浓度为0.1mol/L,醇水比为8:2,喷涂100次时,薄膜的光电性能较好,其方块电阻为13Ω/□,平均透光率为79%。     

弱磁场对SnO2薄膜性能的影响

利用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术制备了SnO2薄膜。实验中通过改变磁镜场的磁镜比和磁场大小,研究了弱磁场对SnO2薄膜方块电阻及电阻分布的影响。实验结果表明,随着磁比和磁场强度的增加,SnO2薄膜的方块电阻在降低,且电阻分布变得比较均匀;但是,当磁镜比超过5．5时,SnO2薄膜的电阻分布变得越来越不均匀。     

退火温度对TiO2基电阻开关器件性能的影响

采用直流磁控溅射法在n+-Si上制备了TiO2薄膜,采用电子束蒸发镀膜仪在TiO2薄膜上沉积Au电极,获得了Au/TiO2/n+-Si结构的器件.研究了退火温度对薄膜结晶性能及器件电阻开关特性的影响.Au/TiO2/n+-Si结构的器件具有单极性电阻开关特性,置位(set)电压,复位(reset)电压、reset电流及功率的大小随退火温度的不同而不同,并基于灯丝理论对器件的电阻开关效应的工作机理进行了探讨.研究结果表明,500℃退火的器件具有良好的非易失性.器件高低阻态的阻值比大于103,其信息保持特性可达10年之久.在读写次数为100次时,器件仍具有电阻开关效应.     

基于溶胶凝胶法的二氧化锡复合薄膜的制备及表征

以金属无机盐SnCl2.2H2O、CuCl2.2H2O和无水乙醇为原料,用溶胶凝胶法制备了SnO2和CuO掺杂的CuO-SnO2薄膜,并用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和电化学工作站对样品进行了表征。结果表明:随着退火温度的增加,薄膜结晶性变好,晶粒长大,电学特性增强,最佳退火温度确定为450℃。掺杂CuO的SnO2薄膜导电性好于同等条件下未掺杂的SnO2薄膜。SnO2呈四方相金红石结构,衍射峰显示薄膜中存在部分SnO。聚乙二醇的添加增强了SnO2的衍射峰,当超过一定添加量后将抑制晶粒的生长,并使得CuO-SnO2薄膜的导电性呈先减小后增大的趋势。丙三醇的添加可极大改善薄膜的表面形貌,增强了SnO2的衍射峰,且导电性明显变好。     

Synthesis of tin oxide nanoparticle film by cathodic electrodeposition

Three-dimensional SnO2 nanoparticle films were deposited onto a copper substrate by cathodic electrodeposition in a nitric acid solution. A new formation mechanism for SnO2 films is proposed based on the oxidation of Sn2+ ion to Sn4+ ion by NO+ ion and the hydrolysis of Sn4+. The particle size of SnO2 was controlled by deposition potential. The SnO2 showed excellent charge capacity (729 mAh/g) at a 0.2 C rate and high rate capability (460 mAh/g) at a 5 C rate.     

二甲基二氯化锡前驱体CVD制备SnO2∶F薄膜及其性能研究

采用二甲基二氯化锡(DMTC)为新前驱体,通过常压CVD法在硼硅玻璃基板上制备SnO_2∶F透明导电薄膜,研究了DMTC、TFA和H_2O的含量对薄膜结构及光电性能的影响,研究表明当F/Sn物质的量比为1∶1、H2O/Sn物质的量比为3∶2时,制备出可见光透过率84.17%、方块电阻9.2Ω/□且结晶性能良好的多晶SnO_2薄膜。通过与单丁基三氯化锡(MBTC)为前驱体所制备薄膜的性能进行比较,结果表明,两种前驱体所制备薄膜均具有四方金红石结构,利用DMTC不仅可以制备出与MBTC性能相近的薄膜,同时薄膜表面更加均匀。     

退火处理对SnO2:F薄膜光电性能的影响

SnO2∶F薄膜作为low-e玻璃的表面功能层材料,广泛应用于节能镀膜玻璃。Low-e玻璃在后期退火(深加工)后,其性能的变化已经引起了学术研究和实际应用方面的的关注。我们对于用化学气相沉积法在玻璃表面沉积的约250nm厚的SnO2∶F薄膜进行不同的退火处理。并通过一系列的研究,结果发现,薄膜的结构、组成、电学、光学性能在氮气和空气两种不同的退火气氛下会有显著的变化。SnO2∶F薄膜的Low-e性能经过空气中高温退火后下降明显。通过计算对比退火后SnO2∶F薄膜的晶格常数和晶胞尺寸,提出了一种对于薄膜Low-e性能下降的合理解释。