退火温度对真空热蒸发CdTe薄膜特性的影响

采用真空热蒸发方法,以高纯CdTe粉末为蒸发源,在石英和AZO玻璃上沉积了厚度约为485 nm的CdTe薄膜,随后在N2氛围中于250~400℃条件下进行后退火处理。利用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、分光光度计和数字源表测量了不同退火温度条件下样品的结构、光学和电学特性。结果表明,所制备的薄膜为立方闪锌矿结构,择优取向为111晶向,提高退火温度可以促进薄膜结晶;光学测量结果证实,随退火温度升高,薄膜样品的光学带隙由1.527 e V减小到1.496 e V;电流-电压测试表明,薄膜电导率随退火温度的增加,由0.97μS/cm增大至87.3μS/cm。     

退火处理对室温制备Bi0.5Sb1.5Te3薄膜热电性质的影响

利用射频磁控溅镀法在SiO2/Si基板上制备了Bi0.5Sb1.5Te3薄膜样品,并且测量了薄膜样品在不同退火时间与退火温度下的热电性质。结果表明,薄膜样品经30 h退火后的热电性质与1 h退火后的热电性质相差不大,这说明长时间退火并不是Bi0.5Sb1.5Te3薄膜的最佳退火时间。而在不同退火温度下,样品的塞贝克系数在275～300℃退火下降比较快,当退火温度为300℃时降至最小,约为181μV/K;而其电阻率则随退火温度的升高呈现出先减小后增大的趋势,退火温度为225℃时具有最小的电阻率,约为6.1 mΩ.cm。最后本文得出经225℃退火10 min后可得到最佳的热电性质,即薄膜样品的塞贝克系数为208μV/K,电阻率为6.1mΩ.cm,功率因子则为6.9×10-4W/(m.K2)。     

CuCr_(1-x)Mg_xO_2(0≤x≤0.09)薄膜的光电性能

采用射频磁控溅射方法,在石英衬底上制备Mg掺杂的CuCrO2薄膜。通过XRD、紫外吸收光谱及电学性能的测量表征该系列薄膜样品的结构与光电性能。结果表明:退火处理后所有薄膜样品的结晶性良好,均为3R型铜铁矿结构;薄膜的电导率随掺杂量的增加而增大。当x=0.09时,样品的室温电导率可达6.16×10-2S/cm,比未掺杂的CuCrO2提高近400倍,且霍耳测试表明所制备的薄膜为p型导电体。电导率随温度变化关系表明:薄膜样品在200～300K的温度范围内均很好地符合Arrhenius热激活规律;当x=0.09时,最低激活能仅为0.034eV。薄膜的可见光透过率与光学带隙宽度均随掺杂量的增加而减小。     

溶胶-凝胶法制备氧化锌/石墨烯薄膜和退火温度对其光致发光的影响

在铜衬底通过低压化学汽相淀积(LPCVD)和溶胶-凝胶法直接制备氧化锌/石墨烯纳米薄膜。分析退火温度对其结构、形态、化学状态和成份、光学性能的影响。XRD表明,氧化锌/石墨烯纳米结构表现出六方纤锌矿结构,晶体质量随退火温度从500℃到700℃的增加而提高。当退火温度达到700℃时,SEM显示,氧化锌薄膜呈现出颗粒均匀密集、表面光滑。其薄膜的平均颗粒尺寸约为35.7 nm。PL测量显示,退火温度为700℃时,氧化锌/石墨纳米薄膜具有较好的光学性能,这是因为样品的结晶质量较高且缺陷密度较低。     

退火温度对磁控溅射氧化钒薄膜结构和光学性能的影响

采用射频磁控溅射技术在玻璃基底上沉积VO_x薄膜,随后在不同温度下进行退火处理,研究退火温度对薄膜结构和光学性能的影响。利用X射线衍射、扫描电镜、分光光度计分别测试了物相结构、表面形貌、光学性能。结果表明,退火处理使薄膜样品由处理前的非晶态转变成晶态。随着退火温度的升高,薄膜的平均晶粒尺寸逐渐增大。退火后薄膜的透射率比退火前的偏小,当退火温度由300℃升高到500℃时,薄膜的吸收带边向长波方向偏移,出现红移现象,薄膜的吸收率也随之升高。在晶化的样品中,退火温度为300℃时的薄膜透射率最好;退火温度为500℃时,薄膜的晶粒度均匀性最好。     

溶胶-凝胶法制备氧化锌/石墨烯薄膜和退火温度对其光致发光的影响（英文）

在铜衬底通过低压化学气相淀积(LPCVD)和溶胶-凝胶法直接制备氧化锌/石墨烯纳米薄膜。分析退火温度对其结构、形态、化学状态和成分、光学性能的影响。XRD分析表明,氧化锌/石墨烯纳米结构表现出六方纤锌矿结构,晶体质量随退火温度从500℃到700℃的增加而提高。当退火温度达到700℃时,SEM显示,氧化锌薄膜呈现出颗粒均匀密集、表面光滑。其薄膜的平均颗粒尺寸约为35.7 nm。PL测量显示,退火温度为700℃时,氧化锌/石墨纳米薄膜具有较好的光学性能,这是因为样品的结晶质量较高且缺陷密度较低。     

热处理工艺过程对CSBT/LNO薄膜性能的影响

探讨了匀胶速度、热分解温度及退火温度对CSBT/LNO薄膜取向和性能的影响。结果表明:制备(200)衍射峰择优的CSBT/LNO薄膜的最佳热处理工艺条件为:匀胶速度4000r/min,热分解温度400℃,退火温度为725℃;薄膜样品呈现a轴择优取向,I(200)/I(119)=1.26;样品铁电性能优良,剩余极化强度2Pr=36.7μC/cm2,对应的矫顽电场2Ec=156kV/cm;相对介电常数εr=215,具有较好的频率稳定性。     

基于复合靶溅射制备Mg_2Si薄膜及其热电性能

采用射频磁控溅射Mg-Si二元复合靶制备Mg_2Si热电薄膜,研究溅射功率、真空退火温度及退火时间对其性能的影响,探究较优的Mg_2Si薄膜制备工艺。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、霍尔效应测试仪、薄膜Seebeck系数测量系统对薄膜特性进行测试。由薄膜断面的能谱分析可知,Mg、Si元素在薄膜中分布均匀,且薄膜中Mg与Si摩尔比为2:1,与Mg_2Si相的组成摩尔比相符;XRD测试结果表明,溅射功率、真空退火温度及退火时间对薄膜的成膜质量均有影响。霍尔效应测试及Seebeck系数测量结果表明:所制备的Mg2Si薄膜均为n型半导体薄膜,其Seebeck系数的取值范围为-278.648~-483.562μV/K,薄膜电导率的取值范围为1.240~46.926 S/cm;120 W溅射功率下沉积的Mg_2Si薄膜经400℃真空退火保温3 h后,获得最大功率因子,其值为0.364 mW/(m·K~2)。     

磁控溅射法制备Cu_2ZnSnS_4薄膜及其性能表征

利用磁控溅射法将Cu/Sn/Zn S前驱体沉积在钙钠玻璃基片上,再通过硫化该前驱体制备Cu2ZnSnS4薄膜。利用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、能谱仪、霍尔效应测量系统和紫外可见分光光度计研究了Cu2ZnSnS4薄膜的微观结构、表面形貌、化学成分、电学和光学性能。结果表明,CZTS薄膜的微观结构依赖于硫化温度和时间。在480℃硫化3 h的薄膜为沿(112)晶面择优取向生长的纯相CZTS薄膜,该薄膜的禁带宽度是1.51 e V,其电阻率和载流子浓度分别为0.39Ω·cm和4.07×1017cm-3。     

退火温度对BiFeO_3薄膜结构与性能的影响

采用溶胶-凝胶法在ITO/glass衬底上制备了BiFeO_3薄膜。研究了退火温度对BiFeO_3薄膜样品的晶体结构、显微结构和铁电性能的影响,退火温度分别为450,475,500和525℃。并分析了相关机理。结果表明:当退火温度不高于500℃时,薄膜结晶较好,表面致密平整,随退火温度升高薄膜晶粒逐渐长大,当退火温度为500℃时,剩余极化强度Pr为62μC/cm~2;当退火温度增加到525℃时,薄膜表面晶粒较不均匀且出现了较多气孔,薄膜的铁电性能较差。     

掺硼和掺磷的氢化纳米硅薄膜及其应用于类叠层太阳电池的研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积法,制备了掺硼和掺磷的氢化纳米硅薄膜(nc-Si∶H),并将其应用于纳米硅薄膜类叠层太阳电池中。分析了薄膜样品的光学性能及表面形貌,结果表明:P型掺硼纳米硅薄膜的光学带隙为2.189 eV,电导率为8.01 S/cm,霍尔迁移率为0.521 cm2/(V.S),载流子浓度为9.61×1019/cm3;N型掺磷纳米硅薄膜的光学带隙为1.994 eV,电导率为1.93 S/cm,霍尔迁移率为1.694 cm2/(V.S),载流子浓度为7.113×1018/cm3;两者的晶粒尺寸都在3～5 nm之间,晶态比都在35%～45%之间,并且颗粒沉积紧密,大小比较均匀。制备了大小为20 mm×20 mm,结构为Al/AZO/p-nc-Si∶H/i-nc-Si∶H/n-nc-Si∶H/p-nc-Si∶H/i-nc-Si∶H/n-c-Si/Al背电极的纳米硅薄膜类叠层太阳电池,通过I-V曲线测试,其VOC达到544.3 mV,ISC达到85.6 mA,填充因子为65.7%。     

纳米V2O5薄膜的制备与特性

采用溶胶.凝胶法在Si和普通玻璃基底上制备V2O5纳米薄膜.在空气中对样品进行不同温度的退火处理.利用X射线衍射、扫描电子显微镜和分光光度计对制备的V2O5薄膜的结构、形貌和光学特性进行研究.XRD和SEM研究结果表明:可以通过升高退火温度来提高薄膜的结晶程度、颗粒尺寸及其均匀程度,并增强V2O5的择优取向性.透射谱和吸收谱的研究结果表明:随着退火温度的升高,V2O5薄膜的吸收边缘发生红移,光学带隙逐渐变窄.     

溶胶-凝胶法制备的ZnO:Al薄膜的微观结构及光学、电学性能

采用溶胶-凝胶法制备了ZnO:Al(AZO)透明导电薄膜．通过X射线衍射(XRD)、紫外-可见分光光度计 (UV-Vis)、扫描电镜(SEM)和电阻测量装置,考察了Al掺杂量、退火温度及镀膜层数等工艺参数对薄膜的微观结构和光电性能的影响．结果表明,退火温度越高,多晶AZO薄膜的(001)晶面择优取向生长的趋势越强,并且随退火温度升高,薄膜的晶粒尺寸增大,透光率增加．薄膜晶体结构为纯ZnO的六角纤锌矿结构．在掺杂浓度1％(摩尔分数)、退火温度500℃及镀膜层数10的条件下,得到了电阻率为3．2×10-3Ω·cm、可见光区的平均透射率超过90％的AZO薄膜．     

退火温度对Mo薄膜微观结构及形貌的影响

采用直流磁控溅射技术,制备了厚度为3.8μm的Mo薄膜,并对其在不同温度下进行了退火处理。采用白光干涉仪和SEM对Mo薄膜进行了表征,讨论了不同温度对薄膜表面形貌的影响;利用XRD对Mo薄膜的结构进行了分析。结果表明:随着退火温度由450℃升高到1 050℃,晶粒平均尺寸逐渐增大,微曲应力呈减小趋势;在温度高于900℃时,薄膜发生再结晶,同时表面有微裂缝及大量气孔出现;薄膜的表面粗糙度随退火温度的升高有逐步增大的趋势。     

退火工艺对CaBi4.3Ti4O15铁电薄膜性能影响

利用溶胶凝胶法制备了CaBi4.3Ti4O15 铁电薄膜材料,研究表明,退火工艺对CaBi4.3Ti4O15,铁电薄膜的结构、微观形貌、晶粒取向以及铁电性能影响较大,随着退火温度的提高,晶粒的取向为a轴择优取向,有利于样品的铁电性;气氛对薄膜的电学性能影响也较大,氧气气氛可以很好的抑制氧空位的产生,提高样品的铁电性.在氧气气氛下退火所得到样品的剩余极化强度(2P)和矫顽场(2Ec)分别为21.4μC/cm2和27.7kV/mm,介电常数在250±4%范围内,介电损耗在0.005～0.01之间,测试频率为1～1MHz,显示出较好的频率稳定性.     

退火温度对Al、Cu、Ni诱导Si薄膜晶化进程的影响

基于金属诱导晶化方法,利用直流磁控溅射离子镀技术制备了Al-Si、Cu-Si和Ni-Si薄膜.采用真空退火炉和X射线衍射仪于不同温度下对样品进行了退火试验并分析了退火后薄膜物相结构的变化规律.结果表明,Al诱导SAi薄膜晶化的效果最好,Cu次之,Ni诱导Si薄膜晶化的效果较差;AI可在退火温度为400℃时诱导Si薄膜晶化,且随退火温度的升高Si的平均晶粒尺寸增大;Cu-Si薄膜的内应力较大和Ni-Si薄膜中Ni/Si界面处难以形成NiSi2是Cu、Ni诱导Si薄膜晶化效果较差的主要原因.     

高折射率锐钛矿TiO2薄膜的低温直流磁控溅射制备技术

目的研究低温条件下高折射率锐钛矿结构TiO_2薄膜的制备条件及影响因素。方法用直流磁控溅射技术(DCMS)和改进的直流磁控溅射技术(能量过滤磁控溅射技术,EFMS)制备TiO_2薄膜。采用正交试验方法研究DCMS技术工艺参数对TiO_2薄膜的影响,确定了低温制备高折射率锐钛矿TiO_2的最优制备条件,在该最优制备条件下,又采用FEMS技术制备了TiO_2薄膜,并对比两种技术制备的薄膜。TiO_2薄膜的微结构用X射线衍射和Raman光谱衍射进行表征,样品的表面形貌用扫描电镜SEM进行观察,薄膜的光学特性用椭偏光谱仪测试、拟合处理得到。结果在较低的温度100℃下,利用DCMS和EFMS技术制备的TiO_2薄膜具备良好的单一锐钛矿结构。EFMS技术制备TiO_2的孔隙率为4.7%,550 nm处的折射率为2.47,平均晶粒尺寸为12.5 nm。经计算,DCMS和EFMS技术制备的TiO_2薄膜的光学带隙分别为3.08 e V和3.37 e V。结论利用DCMS技术和EFMS技术可在低温制备出锐钛矿TiO_2薄膜,EFMS技术制备的薄膜孔隙率较低,折射率较高,晶粒较均匀细小,光学带隙较大。     

退火温度对TiO2薄膜结构和光学性能的影响

为制备光学性能良好的TiO2薄膜.采用离子束溅射(IBS)的方法,改变退火温度,在Si基底上制备氧化钛(TiO2)薄膜.利用XRD、XPS、SEM测试薄膜的成分、结晶形式和表面形貌,椭圆偏振光谱仪分析薄膜折射率和消光系数.试验结果发现:随退火温度的增加,薄膜由锐钛矿相变为金红石相,400℃薄膜结晶为锐钛矿相TiO2,1 100℃退火后,薄膜结晶为金红石相TiO2;退火温度升高使薄膜折射率和消光系数随之升高.由此可得, 800℃退火时,TiO2薄膜具有最佳光学性能.     

316L不锈钢表面溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜

为提高316L不锈钢的生物相容性,采用溶胶-凝胶法在316L不锈钢上制备了TiO2薄膜,研究了改性前后316L不锈钢的耐腐蚀性及血液相容性。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了退火温度对TiO2微观结构的影响;采用电化学工作站测试了涂覆TiO2薄膜前后材料在模拟体液中的耐腐蚀性能;基于接触角测试结果,研究了退火温度对TiO2薄膜亲/疏水性能的影响,计算了TiO2薄膜的表面能及薄膜材料与血液的界面张力。结果表明:400℃和500℃退火的TiO2薄膜晶化为完整的锐钛矿结构,表面结构致密,接触角分别为76.9°和80.1°,在模拟体液中的自腐蚀电流分别为4.04μA/cm2和6.33μA/cm2,与血液间的界面张力远小于316L不锈钢。锐钛矿结构的TiO2薄膜具有良好的耐腐蚀性及血液相容性。     

浸渍式提拉法制备TiO2薄膜的微观结构和润湿性

目的研究工艺参数与TiO_2薄膜的微观结构、光学性质及润湿性的关系。方法以钛酸四丁酯为原料,乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶浸渍式提拉法,改变工艺参数(提拉次数、提拉速度),在玻璃衬底上制备了TiO_2薄膜,并通过光学表面形貌仪、紫外可见分光光度计及接触角测试仪分析了不同参数下制备的TiO_2薄膜的微观结构、光学性质和润湿性。结果提拉次数和提拉速度都会影响薄膜的微观结构,提拉2次,提拉速度在3~7 cm/min之间制备的TiO_2薄膜表面平整、致密。在提拉方向上,存在厚度梯度,厚度梯度为1 nm/μm。透射光谱显示TiO_2薄膜在可见光区透明,吸收边与提拉工艺有关,提拉速度为7 cm/min,提拉2次制备的TiO_2薄膜,禁带宽度为3.57 e V,此时,接触角为14.8°。结论提拉速度、提拉次数影响TiO_2薄膜的微观结构、光学性质和润湿性。通过提拉工艺参数的调整,可以制备均匀致密、具有亲水性的半导体TiO_2薄膜。