热退火对氧化镓薄膜性质的影响

采用真空蒸发技术在蓝宝石衬底上制备了氧化镓透明半导体薄膜;研究了热退火对氧化镓薄膜结构、电学和光学等特性的影响.在退火前,氧化镓薄膜是一种无定型的、高阻薄膜.经过退火后转变成多晶薄膜,但薄膜的电学特性变化较小.随着退火温度的升高,氧化镓薄膜逐渐形成了(401)择优取向,薄膜的光学带隙也随之变大,在750℃退火时得到了最大的光学带隙为4.79eV.     

甲烷流量对类金刚石薄膜氢含量和性能的影响

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)法,固定甲烷气压为1.33Pa,变化甲烷流量30～100sccm在玻璃上制备了一系列类金刚石(DLC)薄膜,采用残余气体分析仪、拉曼光谱和椭偏仪测试手段分别研究了甲烷等离子体中氢分压的变化、DLC膜中的氢含量和DLC膜的光学性能,采用摩擦磨损仪研究了DLC膜的耐摩擦性能。结果表明,随甲烷流量的增大,甲烷等离子体中的氢分压和DLC膜中的氢含量减小,光学带隙从1.77eV减小到1.65eV。在300～2 500nm的波长范围内折射率随流量的增大而增大,中心波长550nm的折射率从2.11增加到2.15。普通玻璃的摩擦系数约为1.2,而镀有DLC膜的玻璃的摩擦系数下降到0.4,甲烷流量为60sccm时制备的DLC膜耐磨性最佳。     

Al掺杂对ZnO薄膜结构和光学性能的影响

研究了Al掺杂对采用直流磁控溅射方法制备的ZnO薄膜结构及光学性能的影响。X射线衍射结果揭示薄膜具有良好的C轴择优取向生长特性,同时,衬底温度对它们的透射谱和荧光谱有着明显影响,所有薄膜都有大于86%的可见光透过率和陡峭的本征吸收边,但ZAO薄膜的光学透过率略低。Al掺杂导致了更宽的光学带隙,光致发光光谱显示ZnO具有较强的近带本征吸收峰和深能级发射峰,但Al掺杂使得深能级发射峰降低。随着衬底温度的升高,近带边吸收峰蓝移,与光学带隙Eg变化趋势一致。     

CdO - ZnO复合薄膜的光电学特性研究

采用磁控溅射技术制备了不同原子百分比的CdO - ZnO复合薄膜,并利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外可见近红外分光光度计、四探针电阻测试仪研究了薄膜的结构和光电学特性.研究表明:适量增加CdO掺杂量可提高薄膜在近红外区域的透射率; CdO - ZnO复合薄膜的光学带隙和电阻率随CdO含量的增加而减小,且当CdO和ZnO的原子百分比为4:1时薄膜的带隙和电阻率分别为2.09 eV和10.79×10^-3 Ω·cm.该研究结果可为制备高导电性和高透过率的薄膜提供参考.     

磁控溅射法制备AZO薄膜/玻璃结构物性研究

用磁控溅射的方法在无机玻璃基底上制备了AZO透明导电膜。研究了溅射过程中氧气及氩气流量对AZO薄膜的光学和电学性能的影响,结果表明:当氧气流量为0.5 sccm,氩气流量为190 sccm时,薄膜在玻璃表面的结晶度良好,并且能得到较低的电阻率和可见光谱范围内平均透过率大于80%的光电性能优良的AZO薄膜。     

生长温度对掺钛氧化锌薄膜光学性质的影响

以氧化锌钛陶瓷靶作为溅射源,采用磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了掺钛氧化锌(TZO)透明导电薄膜,通过X射线衍射仪和分光光度计测试表征以及全光谱拟合法分析,研究了生长温度对TZO薄膜晶体结构和光学性质的影响.结果表明:所有TZO样品均为六角纤锌矿结构,并具有(002)择优取向,生长温度对薄膜晶粒尺寸和光学透射率的影响较明显,而对折射率、消光系数和光学能隙的影响较小.当生长温度为200℃时,TZO薄膜的晶粒尺寸最大,可见光范围平均透射率(含衬底)为76.1%,对应的直接光学能隙为3.45 eV.     

离子束辅助沉积TiO2薄膜近红外光学特性分析

二氧化钛(TiO2)作为一种常用的薄膜材料,对其近红外波段光学特性的研究很少.利用正交试验法,采用椭圆仪对TiO2薄膜近红外波段的光学特性进行了研究.着重研究了薄膜沉积速率、基片烘烤温度和氧气分压等因素对TiO2薄膜近红外波段的折射率和消光系数的影响.实验结果表明,对TiO2薄膜折射率影响最大的两种因素是薄膜沉积速率和烘烤温度.随着沉积速率的增加,薄膜折射率先增加后减小,最佳沉积速率为0.4 nm/s左右;随着基片温度的增加,薄膜折射率从2.15增加到2.23左右;氧气分压也是影响薄膜折射率的主要因素之一,结果表明氧气流量为4.0 sccm(工作真空度1.4×10-2 Pa)时折射率最大.该研究为扩宽TiO2薄膜在近红外波段的应用提供了依据.     

石墨烯器件结构参数对光电特性的影响

为了提高石墨烯基器件的光电响应性能,采用化学气相沉积法制备单层石墨烯,制备石墨烯/二氧化硅/硅结构器件;采用紫外-可见分光光度计、光学显微镜以及拉曼光谱对石墨烯薄膜进行材料特性表征,测试和分析不同结构参数的石墨烯器件在光辐照下的光电特性.研究结果表明:当甲烷流量为30 sccm,反应温度为1 030℃,退火时间为20 ...     

磁控溅射CdTe薄膜的光电学特性

采用射频磁控溅射方法在玻璃和Si(111)衬底上制备了碲化镉(CdTe)薄膜,并研究了溅射功率对薄膜的结构、光学和电学性能的影响.X射线衍射分析表明,所有样品均沿(111)面择优取向; 平均晶粒尺寸随溅射功率的增加而增加,即从73.0 nm(70 W)增加到123.6 nm(110 W).紫外 - 可见 - 近红外光谱分析表明, CdTe薄膜在可见光范围内具有较高的吸光度; 薄膜的带隙随着溅射功率的增加而减小,最小值为1.38 eV.CdTe薄膜的导电性随溅射功率的增加而明显增强,当溅射功率为110 W时电阻率仅为21.5 Ω?cm.该研究结果可为制备高导电性和高吸收率的半导体薄膜提供参考.     

准周期结构一维光子晶体的透射谱

提出了折射率和层厚分别递增或递减的准周期一维光子晶体结构,并用传输矩阵计算了此类准周期光子晶体的透射谱,其光子带隙均相对于周期性光子晶体带隙产生了移动。当折射率递变时,移动方向与递变符号有关。当层厚递变时,光子带隙均向长波方向移动。光子带隙移动量的大小随周期数的增加而增加。     

碳化硅晶体的可见近红外透射光谱分析

利用紫外可见分光光度计和红外光谱测量系统,在室温下分别测量了本征和掺氮6H-SiC单晶的可见和近红外透射光谱.由光谱分析可知,6H-SiC单晶在可见及近红外区是透明的,而掺氮导致SiC单晶在可见和近红外区都有吸收,掺杂还使得带隙变窄.利用透射光谱,得到6H-SiC单晶在可见和近红外区的色散关系曲线和色散方程.此外,对掺...     

沉积速率对离子辅助蒸发ITO光学性能的影响

选用高纯度ITO颗粒(w(In2O3)∶w(SnO2)=9∶1)作为蒸发膜料、CAB(钙铝钡)红外玻璃为基片,利用离子辅助电子束蒸发技术在不同的沉积速率下制备了光学性能优良的ITO薄膜,并详细讨论了沉积速率对ITO薄膜可见光透过率、禁带宽度、短波截止限、长波截止限及红外区透过率等性能的影响。结果表明:沉积速率对ITO薄膜的光学性能具有重要影响。薄膜的可见光透过率最高可达82.6%,并随沉积速率的升高而降低;禁带宽度随沉积速率的改变在3.75～3.98eV之间变化,短波截止限随着禁带的宽化,向短波方向移动;在红外区,ITO薄膜的平均透过率随沉积速率的上升而明显减小,薄膜等离子波长λp发生蓝移现象。     

溅射气体流量比对磷掺杂ZnO光学性质的影响

采用磁控溅射方法在石英衬底上制备ZnO薄膜,利用XRD对薄膜结构进行表征,发光光谱和透射吸收光谱表征薄膜的光学性质,讨论了溅射气体流量比对薄膜光学性质的影响。结果表明,当Ar/O₂为1/0.05时,观察到明显的紫外发光,带隙宽度为3.310 eV。     

溶胶凝胶法制备LiTaO3薄膜

用溶胶凝胶法在FTO导电玻璃基片上沉积LiTaO₃薄膜,采用TG-DTA、SEM、XRD、UV-Vis光谱法分析薄膜的表面形貌、结晶性能和光学性能。结果表明,650 °C下退火的薄膜具有在(006)晶向上强烈的择优取向性,表面形貌均匀致密,薄膜裂纹减少,杂质LiTa₃O₈峰的半高峰宽和光学带隙E_g明显受到薄膜结晶性能的影响,光学带隙值E_g随着杂质LiTa₃O₈半高峰宽的降低而增加,LiTaO₃薄膜的光学带隙E_g蓝移从3.87 eV增加到3.91 eV。     

不同厚度氮镓铟/氮化镓量子阱的光学特性研究

针对半导体薄膜厚度对器件光学特性的影响,利用金属有机物气相外延法研究了蓝宝石衬底上生长的InGaN/GaN单量子阱结构,其在室温下的的光学特性.大量实验结果表明,随着样品InGaN势阱层宽度的增加,光致发光谱的发光峰值波长出现了明显的红移现象,而且发光强度下降,谱线半高全宽展宽.通过对不同样品的透射、反射光谱研究发现,量子阱层窄的样品在波长接近红外区时出现无吸收的现象,而在阱层较宽的样品中没有发现这一现象.     

溶胶-凝胶法制备氧化锌薄膜

采用了溶胶-凝胶工艺在普通的玻璃载玻片上成功地制备出具有c轴择优取向性、高的可见光透光率、平整均匀的氧化锌薄膜。通过XRD、AFM以及UV光谱仪等分析,其结果表明:所制备的氧化锌薄膜具有纤锌矿型结构,表面均匀致密,薄膜晶粒尺寸大约在40~90 nm,溶胶浓度增大时,其晶粒大小呈增大的趋势。随着涂膜层数的增加,薄膜的(002)方向的取向度增加。薄膜在可见光区的光透过率>85%,在近紫外光波段透射率急剧减小,对应的禁带宽度为3.34 eV。     

磁控溅射制备Ti-Zn-O复合薄膜及其光学性质研究

TiO2是作为一种宽禁带半导体材料可作为紫外器件,但因其间接带隙结构、禁带宽度仅为3.0eV等特点,严重影响其应用范围。本文利用共溅射技术,通过Zn掺杂,在K9玻璃基底上制备了Ti-Zn-O复合薄膜,并研究了Zn溅射功率对其结构及光学性质的影响。结果显示：所制备的薄膜为ZnTiO3和不饱和TiO2的复合结构,随着Zn粒子的溅射能量增加,晶粒尺寸和表面粗糙度增加,并可将薄膜本征吸收边蓝移至3.61eV。     

CoCr_2O_4/TiO_2复合薄膜光阳极的制备及其在DSSC中的应用

采用柠檬酸凝胶法制备了尖晶石型CoCr2O4纳米粉体,通过X射线衍射光谱分析了煅烧温度对CoCr2O4纳米粉体晶型及粒度的影响;通过紫外-可见吸收光谱测试了CoCr2O4/纳米粉体和CoCr2O4/TiO2复合薄膜的吸光度。以CoCr2O4/TiO2复合薄膜为光阳极制备了DSSC,应用太阳光模拟器及数字源表测试了DSSC的光电性能,分析了CoCr2O4纳米粉体复合量对电池性能的影响;应用分光计器测试了复合薄膜电池的单色光转换效率。结果表明,CoCr2O4纳米粉体的最佳煅烧温度为700℃,禁带宽度为1.6eV;当CoCr2O4纳米粉体的复合量质量分数为1%时,电池的短路电流和转换效率提高较多,分别提高了61%和55%。