金属薄膜材料的低温光化学生长

新一代紫外光源－－激发态双分子紫外光源（Ｅｘｃｉｍｅｒ ＵＶ Ｓｏｕｒｃｅｓ），因其高输出能量，低的反应温度，反应时间 可以大面积应用的优越特性，在物理、化学、医学领域，特别是在现代光刻技术、微电子技术中展现了极广的应用前景。本文报道Ｅｘｃｉｍｅｒ上光源在制备金属薄膜材料方面的应用研究。金属钯是一种优良的催剂，首先在各种衬底如：Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、玻璃以及聚合物等上面淀积钯的金属有机化合物薄膜，再     

不同衬底上低温生长的ZnO晶体薄膜的结构及光学性质比较

采用电子束反应蒸发方法,在单晶Si（001）及玻璃衬底上低温外延生长了沿C轴高度取向的单晶ZnO薄膜,并对沉积的ZnO晶体薄膜的结构和光学性质进行了分析比较。通过对ZnO蒲膜的X射线衍射（XRD）分析及光致荧光激发谱（PLE）测量,研究了衬底材料结构特性、生长温度及反应气氛中充O2对ZnO薄膜的晶体结构和晶体光学吸收特性的影响。结果表明：①衬底温度对沉积的ZnO薄膜的晶体结构影响显,玻璃衬底上生长ZnO薄膜的最佳温度比Si(001)衬底上生长的最佳温度要高70℃;②虽在最佳生长条件下获得的ZnO薄膜的的XRD结果（半高宽和衍射强度）相近,但光学吸收特性有较大差异,Si(001)衬底上生长的ZnO薄膜优于玻璃衬底上生长的ZnO薄膜;③反应气氛中的O2分压对XRD结构影响不大,但对PLE谱影响显,充O2后能明显改善吸收边特性。     

低温生长的ZnO单晶薄膜的结构和性能

采用电子束反应蒸镀方法在玻璃衬底上在低温下外延生长了沿 ｃ－轴高度取向的单晶 ＺｎＯ薄 膜,研究了衬底温度及反应气氛中的 Ｏ２对薄膜结构的影响,结合荧光光谱（ＰＬ）和荧光激发光谱（ＰＬＥ） 研究了玻璃上ＺｎＯ薄膜的光学跃迁特性．在３２５℃下获得的单晶薄膜（００２）晶面的ｘ射线衍射峰强度 最大且线宽最窄（０．２８）．反应气氛中的 Ｏ２对 ＺｎＯ 薄膜结构的影响不明显,但对薄膜的 ＰＬ及 ＰＬＥ 特性的影响显著．     

低温等离子体聚合物薄膜的研究及应用

概述了利用低温等离子体技术制备有机聚合物薄膜、主要合成方法、特性及研究现状 ,简要讨论了等离子体聚合条件对薄膜结构和性质的影响 ,介绍了现代分析技术对聚合物薄膜结构的表征 ,阐述了近年来对低温等离子体聚合物薄膜的物理性质 ,包括表面性质、渗透性、电学和光学性质等方面的研究进展 ,并描述了其在工业生产各方面的一些应用     

二氧化钛纳米晶薄膜低温制备方法研究进展

二氧化钛纳米晶薄膜优异的性能使其成为研究焦点,低温制备二氧化钛纳米晶薄膜有着重要的现实意义.因此,探索低成本高效低温制备技术,不仅可以降低成本,而且还可以拓展此类薄膜在耐热性较差的高分子材料领域的应用.总结了近几年低温制备方法的研究进展,客观地评价了各种制备方法的优缺点,并简要评述了对其产业化进程.     

低温生长硅基碳化硅薄膜研究

在850℃的低温下，在Si（100）衬底上生长了3C－SiC薄膜，气源为SiH4和C2H4混合气体。用X射线衍射、X射线光电子能谱和傅立叶红外吸收谱分析了薄膜的晶体结构、组分以及键能随深度的变化。研究表明薄膜为富硅的3C－SiC结晶层，其中的Si/C比约为1.2。     

薄膜厚度和退火温度对纳米多晶硅薄膜特性影响

以高纯SiH4为气源,采用低压化学气相沉积方法在p型〈100〉晶向单晶硅上620℃制备纳米多晶硅薄膜,对不同薄膜厚度纳米多晶硅薄膜分别在700、800、900℃进行高温真空退火,通过X射线衍射(XRD)、Raman光谱(Raman)、场发射扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)研究薄膜厚度、退火温度对薄膜结晶取向、表面形貌等结构特性影响。结果表明,随薄膜厚度增加,薄膜取向显著且多晶特征明显,沉积薄膜多晶取向为〈111〉、〈220〉和〈311〉晶向,择优取向为〈111〉晶向,TO模强度减弱且加宽,晶粒大小增加;同一薄膜厚度,随真空退火温度升高,X射线衍射峰强度增强,TO模强度增强。     

非晶含氟聚合物薄膜的热稳定性

以TefonAF1600为原料，用旋涂法制备了非晶含氟聚合物（AF）薄膜，通过扫描电镜（SEM），傅立叶转换红外（FTIR）光谱和X射线光电子（XPS）光谱等手段对热退火前后的薄膜进行了表征，所得薄膜具有无针孔，较光滑和平整的表面，300℃退火后薄膜表面的均匀性进一步改善，AF薄膜的300℃以下具有良好的热稳定性，在400℃退火后CF3吸收峰强度稍有降低，在400℃退火后，其所含的CF3键合构型显著降低，CF2，CF等其它构型没有明显的变化，由于CF3基团的分解有少量无定型碳生成。     

离子束溅射生长Ge纳米薄膜的表面形貌观察

采用离子束溅射技术并按正交试验方案生长了不同厚度以及在不同条件下退火的Ge纳米薄膜,用AFM图谱对薄膜的表面形貌进行了表征.结果表明厚度为2.8nm的Ge膜在600℃下退火10min,出现了高4nm、直径50nm左右的Ge岛,而10nm厚的Ge膜在720℃下退火120min,岛的数量较多且分布比较均匀.通过离子束溅射机理和沉积原子之间的扩散运动,对这些现象进行了较为合理的解释.     

稀土Nd掺杂FeCo纳米磁性薄膜的结构和磁性

利用射频磁控共溅射方法,通过改变Nd靶溅射功率,制备了一系列Ta/Ndx(FeCo)100-x/Ta纳米薄膜。研究了其结构和磁性随Nd含量和真空磁场退火温度(T)的变化关系。X射线衍射研究表明制备态的薄膜为非晶态,随着退火温度的升高,逐渐析出Fe-Co纳米晶,随T的进一步升高,FeCo纳米晶粒逐渐变大,而且在薄膜中生成了FeCoNd合金纳米晶。利用振动样品磁强计研究了纳米薄膜的静态磁性,结果表明,饱和磁化强度随着Nd含量的升高而降低。经真空磁场热处理的样品都表现出很好的面内磁各向异性,在Ta/Nd20(FeCo80)/Ta样品中获得了易轴矫顽力135.32A/m,难轴矫顽力为199A/m,各向异性场为8166.96A/m的优异静态磁性,表明在高频领域具有很好的潜在应用前景。     

织构C60薄膜的生长及结构特性研究

用气相沉积法在氟金云母单晶衬底上生长高质量的织构Ｃ６０薄膜，Ｘ射线衍射分析表明Ｃ６０薄膜具有高度的（１１１）织构特性，（１１１）晶在平行于氟金云母的（００１）晶面，薄膜在红外区间４０００－１４５０ｃｍ＾－１范围内透过率很 曲线平坦。     

BST类铁电薄膜低温外延层状生长研究

利用激光分子束外延技术(LMBE)在SrTiO₃(100)单晶基片上外延生长SrTiO₃(STO)、BaTiO₃(BTO)、Ba_0.6Sr_0.4TiO₃(BST)铁电薄膜.通过反射高能电子衍射(RHEED)实时监测薄膜生长,并结合原子力显微镜(AFM)分析薄膜的生长模式,根据RHEED衍射强度振荡曲线及衍射图样的变化确定动态和静态控制最低晶化温度,发现STO、BTO、BST三种铁电薄膜可以分别在280、330、340℃的低温下实现外延层状生长.     

等离子体辅助反应式脉冲激光熔蚀制备AIN薄膜的低温生长

使用等离子体辅助反应式脉冲激光溅射沉积薄膜的方法在Ｓｉ（１１１）和Ｓｉ（１００）基片上已经成功地低温制备出ＡＩＮ多晶膜。实验表明,当脉冲能量密度ＤＥ＝１．０Ｊ·ｃｍ＾－２,脉冲频率ｆ＝５Ｈｚ,氮气气压ＰＮ２＝１．３３×１０＾４Ｐａ,基底温度ｔｓｕｂ＝２００℃,放电电压Ｖ＝６５０,基靶距离ｄｓ－Ｔ＝４ｃｍ时薄膜的生长速度等于６ｎｍ／ｍｉｎ。ＡＩＮ薄膜的折射率为２．０５,和基底的取向关系分别为：ＡＩＮ     

晶体硅、薄膜和纳米结构太阳电池研究

晶体硅电池和薄膜电池是以太阳能作为蓄能手段的电池,在生产生活中被广泛应用。本文对晶体硅电池与薄膜电池存在的问题与特性做了详细的说明,并简要介绍了处于研发阶段的纳米结构太阳电池。     

低温制备二氧化钛纳米薄膜研究进展

低温下制备二氧化钛薄膜具有重要的意义.开发纳米晶TiO2薄膜低温制备技术,可以提高太阳能电池光电转化效率及气体传感器的气敏性能,并且对拓展光催化技术的应用领域、降低生产成本尤为重要.本文就低温制备二氧化钛薄膜的进展情况进行了详细的介绍.     

聚合物纳米复合材料界面结构的表征

聚合物中加入纳米粒子可以制得性能更加优异的纳米复合材料,其中纳米粒子和聚合物基体间的界面结构对纳米复合材料的性能起着重要作用。综述了近些年来聚合物纳米复合材料中界面结构的表征手段,如红外光谱(FTIR)、核磁共振技术(NMR)、热重(TGA)、电子显微镜、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)、小角中子散射(SANS)及小角X射线散射(SAXS)等,并对这一领域的研究进行了展望。     

用PECVD技术低温低氢稀释快速生长纳米晶硅薄膜的研究

以SiCl4和H2为气源,用等离子体增强化学气相沉积技术,在300℃的低温下,研究不同的氢流量对纳米晶硅薄膜生长特性的影响.实验发现,氢对薄膜生长特性的影响有异于SiH4/H2,在一定功率下,薄膜的晶化率随氢流量的减小而增加;而薄膜的生长速率也强烈依赖于氢流量,随氢流量的减小而增大,与氢流量对薄膜晶化度的变化关系一致.通过调控氢流量,在低氢流量条件下获得了生长速率高达0.35nm/s,晶化度高达76%的晶化硅薄膜.     

溅射法低温生长纳米硅薄膜及异质结电池

用射频溅射法在P型硅衬底上生长了纳米硅薄膜,衬底温度控制在100℃左右,工作气体选用H2 Ar,氢气的分压控制在31%到73%,同时改变薄膜的沉积时间.用Raman、XRD、AFM、SEM 及椭偏仪对薄膜的特性进行了测定.XRD的测试结果表明,样品中存在一种微结构,不同于用PECVD方法生长的薄膜.椭偏仪的测试结果给出这种薄膜具有宽带隙.在室温条件下对异质结薄膜电池的I-V特性进行了测量.     

界面法制备纳米结构ZnO薄膜

金属氧化物薄膜在很多领域有潜在的用途,然而,具有纳米结构的薄膜合成仍然是一大挑战。文章介绍了一种气体一液体界面反应和高温热处理制备氧化锌薄膜的方法,讨论了不同前驱体及表面活性剂PVP的使用对ZnO薄膜形貌的影响,结果表明,界面反应不仅是一种方便、绿色、低成本的薄膜制备方法,而且也是具有精细纳米次级结构可行的合成方法,并有可能成为金属氧化物薄膜制备的新方法。     

超高硬度纳米复合薄膜Ti-Si-N结构的研究进展

综述了Ti-Si-N超硬纳米复合薄膜结构形式的研究进展.介绍了研究者对Si原子在Ti-Si-N中形成的晶界是否为晶态的认识与研究,阐述了Si原子在Ti-Si-N中所形成的界面结构形式的研究现状以及Ti-Si-N薄膜沉积过程中的形成机制,并展望了Ti-Si-N超硬纳米复合薄膜今后的研究方向.