衬底和氧分压对Cu掺杂ZnO薄膜的结构及光学特性的影响

采用射频磁控溅射方法在玻璃和硅(100)衬底上制备了不同氧分压的Cu掺杂ZnO(ZnO∶Cu)薄膜。利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和光致荧光发光(PL)等表征技术,研究了衬底和氧分压对ZnO∶Cu薄膜的结晶性能和光学特性的影响。结果显示薄膜沉积在Si衬底上比玻璃衬底上有更好c轴择优取向,两种衬底上沉积的薄膜有相同的氧分压结晶规律,且在氧氩比为10∶10时,薄膜c轴取向同时达到最好。通过对光致发光的研究表明,在低氧环境时玻璃衬底较容易制得好的发光薄膜,可在富氧环境时Si衬底上制得的薄膜发光性能较好。     

衬底温度对磁控溅射法制备ZnO薄膜结构及光学特性的影响

采用射频反应磁控溅射法在玻璃衬底上制备了具有c轴高择优取向的ZnO薄膜,利用X射线衍射仪、扫描探针显微镜及紫外分光光度计研究了生长温度对ZnO薄膜的结构及光学吸收和透射特性的影响.结果表明,合适的衬底温度有利于提高ZnO薄膜的结晶质量;薄膜在紫外区显示出较强的光吸收,在可见光区的平均透过率达到90%以上,且随着衬底温度的升高,薄膜的光学带隙减小、吸收边红移.采用量子限域模型对薄膜的光学带隙作了相应的理论计算,计算结果与实验值符合得较好.     

偏压对磁控溅射ZnO薄膜的成核机制及表面形貌演化动力学的影响

利用反应射频磁控溅射技术,通过对基体施加负偏压溅射ZnO薄膜,探讨了固定偏压下ZnO薄膜的表面形貌随沉积时间的演化以及不同偏压对ZnO薄膜表面形貌的影响. 研究结果表明,在-100V的偏压下,随着沉积时间的增加,ZnO薄膜的表面岛尺寸不断减小,密度逐渐变大. ZnO在基片表面成核过程中的本征缺陷成核阶段和轰击缺陷成核阶段的生长指数分别为(0.45±0.03)和(0.22±0.04),低速率成核过程基本消失;随着偏压增大,表面岛的尺寸变大,表面起伏增加. 偏压不但可以改变ZnO薄膜的成核和生长过程,而且影响薄膜的晶体取向.     

射频磁控溅射制备Mn掺杂ZnO薄膜的结构与光学性能

采用反应射频磁控溅射方法制备Zn1-xMnxO薄膜(0≤x≤0.25),并在不同温度下进行退火处理.通过原子力显微镜、薄膜X射线衍射、透射电子显微镜和透射光谱对薄膜的成分、表面形貌、微结构和光学性质进行了研究.结果表明,薄膜结晶质量明显地依赖于掺杂Mn元素的浓度,所有薄膜都表现了沿(002)晶面方向择优取向生长,当Mn...     

直流反应磁控溅射生长p型ZnO薄膜及其特性的研究

本文报道了利用直流反应磁控技术生长p型ZnO薄膜。ZnO薄膜在不同的衬底温度沉积于α Al2 O3 (0 0 0 1)衬底上 ,生长气氛为NH3 O2 中。利用X射线衍射、Hall试验和透射光谱对其性能进行研究 ,结果表明 ,ZnO薄膜为高度c轴取向 ,在 5 0 0℃的衬底温度下具有很好的结晶性能 ,而且 ,该温度下ZnO还实现了p型转变 ,电阻率为 10 3 Ω·cm ,载流子浓度 10 15cm-3 ,Hall迁移率 3 4cm2 / (V·s)。这是利用溅射技术首次制备出p ZnO薄膜。实验还表明p ZnO薄膜在可见光区域具有 90 %的高透射率 ,室温下光学带宽约为 3 2 1eV。     

氧分压对RF磁控溅射ZrO2薄膜生长特性的影响

采用反应射频(RF)磁控溅射法在n型(100)单晶S基片上沉积了ZrO2膜,研究了氧分压与ZrO：薄膜的表面粗糙度和沉积速率、SiO2中间界层的厚度以及ZrO2薄膜的折射率之间关系。结果表明：随着氧分压增高,薄膜的沉积速率降低,表面粗糙度线性地增加;在低的氧分压情况下,Si基片表面的本征SiO2层的厚度增加幅度较小,在高的氧分压情况下,Si基片表面的本征SiO2层的厚度有较大幅度地增加;在O2／Ar混和气氛下,溅射沉积的ZrO2薄膜的折射率受氧分压的影响不显著,而在纯氧气气氛环境下,ZrO2薄膜的折射率明显偏低,薄膜的致密性变差。     

沉积气压对磁控溅射制备ZnO薄膜的结构与光学性能影响

采用CS-400型射频磁控溅射仪在Si(111)和石英基底上成功的制备了ZnO薄膜,分别用XRD、SEM、紫外-可见光分光光度计和荧光分光光度计表征样品的结构和光学性质.实验表明,采用射频磁控溅射制备的ZnO薄膜具有六角纤锌矿结构的(002)峰和(101)峰的两种取向.在沉积气压>1.0Pa时所制备的ZnO薄膜具有(002)择优取向,并且十分稳定.SEM图表明,ZnO薄膜颗粒大小较为均匀,晶粒尺寸随着气压升高而变小,沉积气压不同时,薄膜样品的生长方式有所差异.在400～1000nm范围内,可以看出除O.5Pa下制备的ZnO薄膜外,其余ZnO薄膜在可见光区域的平均透过率超过80%,吸收边在380nm附近,所对应的光学带隙约为3.23～3.27eV,并随着沉积气压上升而变大.ZnO薄膜的PL谱上观察到了392nm的近紫外峰和419nm的蓝峰;沉积气压对Zno薄膜的发光峰位和峰强有影响.     

氧氩比对磁控溅射ZnO薄膜结构及光致发光性能的影响

采用射频反应磁控溅射法以不同的氧氩比在玻璃衬底上制备了ZnO薄膜,并对薄膜进行了退火处理;利用X射线衍射仪（XRD）和原子力显微镜（AFM）分别对薄膜的物相组成和表面形貌进行了分析,利用荧光分光光度计对ZnO薄膜的室温光致发光（PL）谱进行了测试。结果表明：当氧氩气体积比为7∶5时,所制备的ZnO薄膜晶粒细小均匀,薄膜结晶质量最好;ZnO薄膜具有紫光、蓝光和绿光三个发光峰,随着氧氩比的增加,蓝光的发射强度增强,而紫光和绿光的发射强度先增强后减弱,当氧氩气体积比为7∶5时紫光和绿光的发射强度最强。     

氧分压对直流磁控溅射制备 ZnO:Ga透明导电薄膜特性的影响

通过直流反应磁控溅射法在玻璃衬底上制备了掺镓ZnO（ZnO：Ga）透明导电薄膜,研究了氧分压对ZnO：Ga透明导电薄膜结构和电光学性能的影响．X射线衍射结果表明所制备的薄膜具有c轴择优取向的六角多晶结构．ZnO：Ga透明导电薄膜的晶粒尺寸强烈依赖于氧分压的大小,随着氧分压的增大薄膜的晶粒尺寸先增大后减小,在氧分压为0．30Pa时沉积的ZnO：Ga薄膜半高宽最小,晶粒尺寸最大．薄膜的电阻率随着氧分压的增大先减小后增大,沉积薄膜的最低电阻率可达3．50×10^-4Ω·cm．此外,所有ZnO：Ga薄膜在可见光范围内的平均透射率均超过90％．     

W-WxN基光热转换薄膜中WOx减反射层的制备及性能研究

光热转换薄膜在航空、航天和太阳能可再生能源应用等领域具有广阔的应用前景。为了获得具有高效吸热以及低发射率特点的新型光热薄膜材料,利用中频反应磁控溅射方法,在制备W/W-W_xN（H）/W-W_xN（L）/W_xN光热转换薄膜的基础上,引入WO_x作为新型光热转换薄膜的减反射层,以期改善光热转换薄膜的吸收性能。讨论和比较了不同样品的光学性能、表面形态、结构信息以及化学成分。结果表明：WO_x减反射层包含多种钨的氧化物,呈现非晶态致密结构;新型光热转换薄膜吸收发射比为0.90/0.089,具有高效的光热性能。     

The structure and photoluminescence properties of ZnO/SiC multilayer film on Si substrate

ZnO/SiC multilayer film has been fabricated on a Si (111) substrate with a silicon carbide (SiC) buffer layer using the RF (radio frequency)-magnetron technique with targets of a ceramic polycrystalline zinc oxide (ZnO) and a composite target of pure C plate with attached Si chips on the surface. The as-deposited films were annealed at a temperature range of 600–1000°C under nitrogen atmosphere. The structure and photoluminescence (PL) properties of the samples were measured using X-ray diffractometry (XRD), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and PL spectrophotometry. By increasing the annealing temperature to 800°C, it is found that all the ZnO peaks have the strongest intensities, and the crystallinity of ZnO is more consistent on the SiC buffer layer. Further increase of the annealing temperature allows the ZnO and SiC layers to penetrate one another, which makes the interface between ZnO and SiC layer become more and more complicated, thus reduces the crystallinities of ZnO and SiC. The PL properties of a ZnO/SiC multilayer are investigated in detail. It is discovered that the PL intensities of these bands reach their maximum after being annealed at 800°C. The PL peaks shift with an increase in the annealing temperature, which is due to the ZnO and SiC layers penetrating reciprocally. This makes the interface more impacted and complicated, which induces band structure deformation resulting from lattice deformation.     

工艺参数对RF磁控溅射沉积铝掺杂氧化锌薄膜特性的影响

ZnO :Al(ZAO)是一种N型半导体薄膜材料 ,具有优良的光电特性 ,如低的电阻率和高的可见光透过率。本文利用射频磁控溅射技术在无机玻璃衬底上制备了ZAO透明导电薄膜 ,研究了工艺参数对其结构和光电特性的影响。结果表明原位制备的薄膜经热处理后具有c轴择优取向的六角纤锌矿结构 ,晶粒垂直于衬底方向柱状生长。薄膜的最小电阻率和可见光透过率分别为 8 7× 10 - 4 Ωcm和 85 %以上     

不同衬底上溅射TiO2薄膜的光学性能研究

在硅片和石英上利用射频溅射法沉积了TiO2薄膜,并分别在空气中进行了退火处理。利用椭偏光谱仪对硅片上薄膜进行了椭偏测试,利用紫外-可见分光光度计对石英上薄膜进行了透射光谱测试。利用解谱软件对椭偏谱和透射谱进行了建模解谱,获得了不同基片上薄膜在不同退火温度下的折射指数和消光系数,发现和TiO2块材的光学常数也有明显的区别。通过计算得到了系列薄膜的光学带隙,带隙值范围从3.35～3.88eV,可以为薄膜态TiO2体系的光学应用、设计和相关理论研究提供一定的依据。     

Ti掺杂非晶碳复合光热转换薄膜的制备及性能研究

光热转换薄膜是太阳能光热利用的核心部件,直接影响光热转换效率。采用反应磁控溅射技术,使用Ti靶和石墨靶制备了Ti/a-C:H/Ti（H）/a-C:H /Ti（L）/a-C:H复合光热转换薄膜,研究讨论了薄膜的形貌特征和结构组成,并对其光吸收特性进行了分析。结果显示：复合薄膜具有显著的光谱选择性特性,其中Ti和C以TiC形式存在于吸收层中;薄膜较高的表面粗糙度有助于增强光的吸收能力;复合薄膜的吸收率为0.91,发射率为0.13,具有优异的光学性能。     

用铝丝掺杂溅射ZnO薄膜的光电性能研究

本文采用射频磁控反应溅射法于常温下在硅片和玻璃基片上制备ZnO和掺铝ZnO薄膜,将铝丝置于ZnO靶材上共同溅射来达到掺杂的效果,利用不同长度的铝丝以获得不同的掺杂量。通过X射线衍射法对薄膜进行结构分析,利用紫外-可见分光光度计获得薄膜的透过率光谱,霍尔效应仪测量薄膜的电学性能。发现所制备的样品在可见光区域透过率达到80%以上,达到了透明膜的要求;掺Al后的ZnO膜电阻率最低达到了4.25×10-4Ω·cm;结构表征发现样品的(002)晶面有明显衍射峰。基于包络线方法通过透射谱拟合计算了薄膜样品的折射率和厚度。     

以Al2L3／AlN为复合绝缘缓冲层的ZnO—TTFT透过率的研究

采用射频反应磁控溅射的方法，以ITO（铟锡氧化物）玻璃为衬底，在Al2O3／AN复合栅极绝缘层上沉积有源层ZnO薄膜，并以Al作为透明薄膜晶体管器件源极和漏极，通过XRD、透射光谱研究了透明薄膜晶体管的有源层ZnO的结晶情况以及对器件在可见光范围内的透过特性的影响，得出以Al2O3／AlN为复合缓冲层薄膜晶体管，在400℃温度下退火处理后，ZnO有源层有较好的c-axis（002）择优取向，器件在可见光的范围内整体透过率在88%以上，从而实现了ZnO-TFT器件在可见光范围内的透明。