SiO2和ZrO2薄膜光学性能的椭偏光谱测量

用溶胶-凝胶工艺在碱性催化条件下,采用旋转镀膜法在K9玻璃上分别制备了性能稳定的单层SiO2薄膜与单层ZrO2薄膜。用反射式椭圆偏振光谱仪测试了薄膜的椭偏参数,并用Cauchy模型对椭偏参数进行数据拟合,获得了溶胶-凝胶SiO2与ZrO2薄膜在300~800 nm波段的色散关系。用紫外-可见分光光度计测量了薄膜的透射率,并与用椭偏仪换算出来的结果相比较;用原子力显微镜观察了薄膜的表面微结构,并讨论表面微结构与薄膜光学常数之间的关系。分析结果表明,Cauchy模型能较好的描述溶胶-凝胶薄膜的光学性能,较详细的得到了薄膜的折射率,消光系数等光学常数随波长λ的变化规律;薄膜光学常数的大小与薄膜的微结构有关。     

a-SiOx:H/a-SiOy:H多层薄膜微结构的退火行为

采用PECVD技术在P型硅衬底上制备了a-SiOx:H/a-SiOy:H多层薄膜,利用AES和TEM技术研究了这种薄膜微结构的退火行为.结果表明:a-SiOx:H/a-SiOy:H多层薄膜经退火处理形成nc-Si/SiO2多层量子点复合膜,膜层具有清晰完整的结构界面.纳米硅嵌埋颗粒呈多晶结构,颗粒大小随退火温度升高而增大.在一定的实验条件下,样品在650℃下退火可形成尺寸大小合适的纳米硅颗粒.初步分析了这种多层复合膜形成的机理.     

a-SiO_x∶H/a-SiO_y∶H多层薄膜微结构的退火行为

采用 PECVD技术在 P型硅衬底上制备了 a- Si Ox∶ H/a- Si Oy∶ H多层薄膜 ,利用 AES和 TEM技术研究了这种薄膜微结构的退火行为 .结果表明 :a- Si Ox∶ H/a- Si Oy∶ H多层薄膜经退火处理形成 nc- Si/Si O2 多层量子点复合膜 ,膜层具有清晰完整的结构界面 .纳米硅嵌埋颗粒呈多晶结构 ,颗粒大小随退火温度升高而增大 .在一定的实验条件下 ,样品在 650℃下退火可形成尺寸大小合适的纳米硅颗粒 .初步分析了这种多层复合膜形成的机理     

基于VO2/TiO2/FTO微结构的电压诱导相变存储器特性

相变存储器作为下一代具有竞争力的新型存储器,其基础和核心是相变存储介质.为了制备基于VO2薄膜的非易失性相变存储器,首先采用等离子体增强化学气相沉积法在氟掺杂二氧化锡(FTO)导电玻璃衬底上沉积一层厚度为100 nm的TiO2薄膜,再通过直流磁控溅射法制备VO2薄膜,并在TiOJFTO复合薄膜上形成VO2/TiO2/FTO微结构,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、四探针测试仪和半导体参数测试仪表征分析微结构的结晶和非易失性相变存储特性.结果表明,N2和O2的体积流量比为60∶40时,在TiO2/FTO上可生长出晶向为〈110〉的高质量VO2薄膜,在VO2/TiO2/FTO微结构两侧反复施加不同的脉冲电压,可观测到微结构具有非易失性相变存储特性,在67,68和69℃温度下的相变阈值电压分别为8.5,6.5和5.5V,相比多层膜结构的相变阈值电压降低了约37％.     

纳秒准分子激光合成制备TiN／AlN多层复合膜研究

采用纳秒准分子激光在单晶硅试样表面制备了调制周期为50nm、调制比为2的TiN／AlN多层复合膜,并研究了N2分压对多层膜微结构和硬度的影响。结果表明,在低N2分压下薄膜表面颗粒相对较小,颗粒之间的空隙也不明显;随着N2分压的升高,薄膜表面颗粒明显粗化,且直径变大高度增高,颗粒之间孔隙变大。X射线衍射（XRD）研究表明...     

不同调制周期Cu/TaN多层膜的微结构与表面形貌

采用磁控溅射方法在Si(111)基底上沉积不同调制周期的Cu/TaN多层膜,用X射线衍射仪(XRD)与原子力显微镜(AFM)表征薄膜微结构与表面形貌,研究了不同调制周期L薄膜的微结构与表面形貌.结果表明:不同L的TaN调制层均为非晶结构,多晶Cu调制层的晶粒取向组成随着L改变而变化; Cu调制层的表面粗糙度Rrms.大于TaN调制层的Rrms;与Cu单层膜相比,最外层为Cu调制层的Cu/TaN多层膜的Rrms较小;与TaN单层膜相比,最外层为TaN调制层的Cu/TaN多层膜的/Rrms较大;随着L增加,多层膜与对应的单层膜之间的兄Rrms差值逐渐减小.     

a-SiOx:H/a-SiOy:H多层薄膜微结构的退火行为

采用ＰＥＣＶＤ技术在Ｐ型硅衬底上制备了ａ－ＳｉＯｘ：Ｈ／ａ－ＳｉＯｙ：Ｈ多层薄膜,利用ＡＥＳ和ＴＥＭ技术研究了这种薄膜微结构的退火行为,结果表明：ａ－ＳｉＯｘＬ：Ｈ／ａ－ＳｉＯｙ：Ｈ多层薄膜经退火处理形成ｎｃ－Ｓｉ／ＳｉＯ２多层量子点复合膜,膜层具有清晰完整的结构界面,纳米硅嵌埋颗粒呈多晶结构,颗粒大小随退火温度升高而增大小随退火温度升高而增大,在一定的实验条件下,样品在６５０℃下退火可形成尺寸大     

光学薄膜的几种测量方法(三)

用作激光反射镜的多层介质膜,要求尽量低的光损耗。实验测定表明,膜系的吸收常常小到可以忽略,因而损耗主要来自膜的光散射。介质膜系的光散射薄膜的成核和成长机理,引起膜层微结构的不均匀性,便造成光散射。因此,配合光散射测量,通过对膜层微断面组织的观察,对多层膜的微结构进行了研究。     

Zr-Si-N纳米晶复合膜的生长结构

近来,三元Me-Si-N复合膜因具有超硬效应而受到广泛关注。迄今为止大量研究集中于Ti-Si-N体系,其他体系报道较少。ZrN薄膜的力学性能与TiN薄膜相近,也是一种得到工业应用的硬质涂层材料。在ZrN薄膜中加入Si形成的Zr-Si-N复合膜可能具有良好的综合力学性能。现有关于Zr-Si-N复合膜的研究表明Si的加入能使薄膜得到强化,薄膜的强化可以归结为Si原子溶入ZrN晶格中所形成的固溶强化或形成了非晶Si3N4层分隔包裹三维ZrN纳米晶的微结构模型。本文研究了Si含量对Zr-Si-N复合膜微结构与力学性能的影响。     

纳米氧化层对坡莫合金薄膜性能的影响

采用磁控溅射的方法制备了Ta/NiFe/Ta磁电阻薄膜,分别将CoFe-NOL和Al2O3插层引入NiFe薄膜,研究纳米氧化层(NOL)对NiFe薄膜性能的影响。实验结果表明:将CoFe-NOL引入NiFe薄膜,CoFe-NOL对NiFe薄膜性能有重要影响,并且CoFe-NOL在薄膜中的位置不同影响效果也不同;CoFe-NOL处于Ta/NiFe界面时,由于破坏了NiFe薄膜的织构,导致了NiFe薄膜的各向异性磁电阻(AMR)值的减小和矫顽力的上升;CoFe-NOL处于NiFe/Ta界面时,则不会破坏NiFe薄膜的织构,其AMR值和矫顽力基本没有变化。将Al2O3插层引入NiFe薄膜,由于Al2O3插层的"镜面反射"作用,合适厚度的Al2O3插层可以改善薄膜的微结构,提高薄膜的磁电阻值,改善薄膜的磁性能。当Al2O3插层厚度为1.5 nm时,NiFe薄膜有最佳的微结构和性能。     

c轴择优取向AlN薄膜的制备研究

采用MOCVD法在蓝宝石(0001)单晶衬底上生长AlN压电薄膜。用XRD和原子力显微(AFM)技术表征薄膜的微观结构。研究了衬底温度、TMA和NH3流量、反应室气压对AlN薄膜织构特性的影响,并对薄膜生长的工艺参数进行了相应优化。结果表明:在优化条件下制备的AlN薄膜高度c轴择优取向,(0002)峰摇摆曲线半高宽仅为0.10°,且薄膜表面平整,椭圆偏振法测出其折射率为2.0～2.4。     

Cobalt–titanium multilayer thin films: Effect of thickness of titanium spacer layer on impedance properties

We investigated the impedance parameters of cobalt–titanium (Co–Ti) multilayer thin films deposited on native oxidized Si (100) substrate under ultra-high vacuum (4×10⁻⁸ mbar) by magnetron sputtering at room temperature. Electrical properties of Co/Ti/Co multilayer films were analyzed depending on the thickness of Ti spacer layer with the impedance spectroscopy as a function of frequency. Co/Ti multilayer films exhibited dielectric relaxation in both real and imaginary part of dielectric constants at the kilohertz frequency region and piezoelectric properties at the megahertz frequency region. We determined that the fabricated multilayer films have complex and super imposed type behavior when DC conductivity is used at lower frequency, resonance event and relaxation properties.     

电泳沉积法制备CuO薄膜的微观结构分析

在经清洗后的硅(111)衬底上,分别采用电泳过程中氧化制备CuO薄膜和电泳制备Cu膜后退火氧化制备CuO薄膜。用XRD和SEM对薄膜样品进行了组分、表面形貌等微观结构的分析,发现两种方法制备的CuO薄膜的组分基本一致,但形貌完全不同,前者是由非常均匀的CuO小颗粒(200nm)相连而成团簇状,后者是由一些大小均匀的半径约为200nm的CuO小颗粒和气孔相互交融紧密连接而成的条状或块状。电泳过程中氧化制备的CuO薄膜结晶质量较好。     

多靶磁控共溅射纳米Ta-Al-N薄膜的阻挡性能研究

采用磁控反应共溅射方法制备了纳米Ta-Al-N薄膜,并原位制备了Cu/Ta-Al-N薄膜,对薄膜进行了热处理。用四探针测试仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)以及台阶仪等研究了退火对薄膜结构及阻挡性能的影响。结果表明,Ta-Al-N薄膜具有优良的热稳定性,保持非晶态且能对Cu有效阻挡的温度可达800°C;同时发现在900°C退火5 min后,薄膜开始晶化,在Cu/Ta-Al-N/Si界面处生成了Cu3Si等相,表明此时Ta-Al-N薄膜阻挡层开始失效。     

Microcrystalline Structure and Luminescence of ZnS Thin Films

The electroluminescence thin films doped with erbium, fabricated by thermal evaporation with two boats, are analyzed by X-ray diffraction(XRD).The relationship between electroluminescence brightness and microstructure of the thin films is obtained.The results reveal that the large grain size in high index plane of deposited microcrystalline film has an effect on electroluminescence characteristics of the film devices.     

Zn掺杂对BST薄膜介电调谐性能的影响

用sol-gel法在Pt/SiO2/Si基片上制备了未掺杂和掺杂Zn的钛酸锶钡(BST)薄膜。用XRD对BST薄膜进行了物相分析,研究了Zn掺杂对薄膜的表面形貌和介电调谐性能的影响。结果表明:室温下,随着Zn加入量的增加,BST薄膜的介电常数减小,介质损耗降低,介电调谐量增加。x(Zn)为0.025的BST薄膜具有最大的优越因子(FOM),其值为29.28。     

脉冲激光沉积法制备的PZT铁电薄膜的残余应力

根据压电本构方程和细观力学统计平均法，采用X射线衍射（XRD）测量Pb（Zr0.52Ti0.48）O5（PZT）铁电薄膜的残余应力。考虑激光沉积生长过程中，薄膜相变应力、热应力和本征应力对自由能的贡献，分析薄膜晶胞在晶体坐标系上的应力应变状态。由坐标转换将晶胞残余应力从晶体坐标系转换到样品坐标系得到任意取向晶粒的残余应力，通过取向平均得到薄膜样品坐标系上的残余应力。用脉冲激光沉积法（PLD）制备了不同厚度的PZT薄膜。利用X射线衍射分别采用细观力学统计平均法和传统sin^2φ法测量了PZT薄膜的残余应力。结果表明，两种结果在数值上是比较接近的（绝对差范围0．3～16．6MPa），残余压应力随着膜厚的增加从96MPa左右减少到45MPa左右。最后讨论了细观力学统计平均法的优缺点。     

Ferroelastic Strain Induced Antiferroelectric‐Ferroelectric Phase Transformation in Multilayer Thin Film Structures

Coupling effects among mechanical, electrical and magnetic parameters in thin film structures including ferroic thin films provide exciting opportunity for creating device functionalities. For thin films deposited on a substrate, their mechanical stress and microstructure are usually determined by the composition and processing of the films and the lattice and thermal mismatch with the substrate. Here it is found that the stress and structure of an antiferroelectric (Pb_0.97,La_0.02)(Zr_0.90,Sn_0.05,Ti_0.05)O₃ (PLZST) thin film are changed completely by a ferroelastic strain in a magnetic shape memory (MSM) alloy Ni‐Mn‐Ga (NMG) thin film on the top of the PLZST, despite the existence of the substrate constraint. The ferroelastic strain in the NMG film results in antiferroelectric (AFE) to ferroelectric (FE) phase transformation in the PLZST layer underneath. This finding indicates a different strategy to modulate the structure and function for multilayer thin films and to create unprecedented devices with ferroic thin films.     

铁电薄膜SrBi2Ta0．6Nb1．4O9的光疲劳特性研究

用PLD方法在铂金硅衬底制作了高质量的SrB i2Ta0.6Nb1.4O9(SBTN)铁电薄膜样品.研究了SBTN薄膜的电学和光学疲劳特性,分析了其机制.结果显示SBTN铁电薄膜,在电场疲劳下,具有无疲劳特性的优良电学性质;然而,在0.9 V电场下,用200W汞灯疲劳样品,发现光诱导极化疲劳明显,与疲劳前相比,剩余极化下降了51%.这种光诱导剩余极化减小的疲劳,主要机理是光生载流子电畴钉扎.