在LaNiO_3衬底上（Pb,La）TiO_3铁电薄膜的制备和研究

首先通过金属有机化合物热分解（MOD）法在Si（100）基片上制备出LaNiO3（LNO）薄膜,再通过溶胶-凝胶（sol-gel）法,在LNO/Si（100）衬底上制备出（PbxLa1-x）TiO3（PLT）铁电薄膜。经XRD分析表明,LNO薄膜具有（100）择优取向的类钙钛矿结构,PLT/LNO/Si薄膜具有四方相钙钛矿结构,同时以（100）择优取向。最后对薄膜的介电性和铁电性进行了测试,发现薄膜介电常数适中,铁电性良好。     

组合法制备Pb（ZrxTi（1-x））O3组分梯度薄膜

在无蒸馏和无惰性气氛保护的条件下,快速制备了用于组合合成Pb(ZrxTi1-x)O3薄膜的前驱溶液PT和PZ。采用组合法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了一系列Pb(ZrxTi1-x)O3组分梯度薄膜。经XRD分析表明,薄膜具有钙钛矿结构,择优取向为(111)。SEM结果显示薄膜厚度在500nm左右。电滞回线的测试表明,下梯度薄膜PZT-654表现出良好的铁电性能,明显优于其它薄膜。PZT-654梯度薄膜的剩余极化强度Pr为38.4μC/cm2,矫顽场Ec为75.0kV/cm,有较大的极化偏移,Poffset为12.9μC/cm2,表现出梯度铁电薄膜的特性。     

碳对电极CsPbBr3 钙钛矿太阳能电池的 制备及其光、热稳定性研究

采用两步溶液法制备了无机钙钛矿Cs Pb Br3薄膜,通过增加Pb Br2薄膜在Cs Br甲醇溶液中的反应时间来增加钙钛矿薄膜的厚度并改善薄膜的结晶性,从而提高了无机钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。当反应时间从30 min提升至90 min时,电池的效率从1.43%上升至2.84%,这得益于光电流密度得到有效提高。所制备的钙钛矿太阳能电池表现出良好的热稳定性和光稳定性。在最大功率点条件下,全光谱太阳光(AM 1.5,100 m W/cm2)持续照射1 h后,其工作性能保持稳定。在100?C条件下持续加热476 h,电池的效率仍保持在初始效率之上。     

衬底效应对LiTaO3薄膜制备的影响

用溶胶凝胶法在N型硅、P型硅、石英、铂、镍衬底上制备了钽酸锂(LiTaO3)薄膜,用XRD和SEM对钽酸锂薄膜性能参数进行了表征;发现掺杂少量环氧树脂能提高钽酸锂薄膜的均匀性,改善薄膜与衬底的粘附性;研究了衬底效应与薄膜厚度的关系,薄膜厚度超过0.2 μm,Ni衬底的XRD峰值强度几乎不再出现,说明衬底对薄膜初始结晶取向有重要影响;利用不同衬底上生长钽酸锂薄膜,XRD研究结果表明:N型硅、P型硅、石英衬底上只能制备多晶钽酸锂薄膜,铂衬底上制备的钽酸锂薄膜在(012)晶向有强大的择优取向性,镍衬底上制备的钽酸锂薄膜有更好的C轴择优取向性,C轴择优取向系数可达0.082。     

磁控溅射法La0.5Ca0.5MnxTi1-xO3薄膜的制备与结构研究

利用射频磁控溅射法结合后期热处理，在Si（100）基板上以不同的工艺条件成功制备了La0.5Ca
0.5MnxTi1-xO3（LCMTO）复铁电性磁电子薄膜.通过X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、电子衍射
能谱（EDS）等手段对薄膜进行了相的形成、结构特性及薄膜组成等的测试.研究表明，薄膜在600℃以上
开始析晶，850℃以上结晶完成,形成正交晶系钙钛矿相.硅基板上的LCMTO薄膜在不同温度下析出晶相的晶
格常数不同，温度越高，晶相的晶格常数越大；薄膜厚度越大，晶格常数相对较小;在薄膜制备时提高氧
分压，形成氧空位浓度低的完整晶相， Si基板上LCMTO薄膜的晶格常数相对较小.     

铌镁酸铅-钛酸铅薄膜的钙钛矿结构及介电特性

为了提高铌镁酸铅-钛酸铅(Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-PbTiO_3,PMN-PT)薄膜的铁电特性,采用单一醇盐溶胶-凝胶法制备了PMN-PT薄膜,分析了铌镁酸铅-钛酸铅薄膜的钙钛矿结构纯度及介电特性.结果表明:PMN-PT薄膜具有(100)择优取向,钙钛矿结构纯度达到97.7%,晶粒尺寸为95~105 nm;室温下,其相对介电常数达到1 135,介电损耗低于4%,弥散相变温度为85~120℃.     

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Eg明显受到薄膜结晶性能的影响,光学带隙值Eg随着杂质LiTa₃O₈半高峰宽的降低而增加,LiTaO₃薄膜的光学带隙Eg蓝移从3.87 eV增加到3.91 eV。     

三明治结构薄膜的铁电性及蒙特卡罗算法模拟

用溶胶-凝胶方法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了BaTiO3/BiFeO3/BaTiO3三明治结构薄膜。XRD测试结果表明薄膜由BaTiO3相和BiFeO3相构成。通过铁电性测量在薄膜中观察到了反铁电极化。对薄膜中存在的反铁电性进行了基于伊辛模型的蒙特卡罗模拟。模拟结果表明薄膜中的反铁电性来自不同铁电层之间的反铁电耦合。     

不同衬底上La0.5 Sr0.5 CoO3薄膜生长及导电性质的研究

用脉冲激光沉积法(PLD)分别在Si(100),SiO2/Si(100),LaA lO3衬底上制备了La0.5Sr0.5CoO3薄膜.在LaA lO3衬底上实现了La0.5Sr0.5CoO3薄膜的近外延生长,薄膜的电阻率最低.这是由于LaA lO3的晶格常数与La0.5Sr0.5CoO3最为接近.在SiO2/Si(100)衬底上生长的La0.5Sr0.5CoO3薄膜的电阻较Si(100)衬底上薄膜小,XRD表明SiO2/Si(100)衬底更易于薄膜的择优生长.     

ZnO薄膜生长及声表面波性能研究

采用传统射频磁控溅射技术,通过引入Si O2缓冲层以及调节工作气压的方法,在Si衬底上制备具有高度(1120)择优取向的Zn O薄膜.采用X射线衍射技术和原子力显微镜分析Zn O薄膜的晶体特性和择优取向.研究发现,引入Si O2缓冲层能显著减小Zn O/Si O2/Si三层结构声表面波器件的温度延迟系数(temperature coefficient of delay,TCD),当Si O2缓冲层厚度为200 nm时,Zn O薄膜同时具有(0002)和(1120)择优取向,且TCD值仅为2×10-6℃-1左右,说明器件温度稳定性佳.当工作气压降低时,Zn O(1120)择优取向增强,相应的声表面波器件的机电耦合系数(K2)也增大.在大机电耦合系数和高温度稳定性的Zn O/Si O2/Si三层结构的基础上,有望制作出高性能的Love波声表面波生物传感器.     

基于微波照射储能用PbZrO3反铁电薄膜的制备

为了获得具有优良储能性能的PbZrO₃反铁电薄膜,采用微波照射技术在LaNiO₃电极薄膜上制备了PbZrO₃薄膜,并研究了PbZrO₃薄膜的微结构、电学性能和储能性能随微波照射时间的变化规律.结果表明：通过微波照射在750℃下只需要180 s就可以获得晶粒大小均匀且微结构致密的钙钛矿相PbZrO₃薄膜;在1 640 kV/cm电场下PbZrO₃薄膜的储能密度可达27.3 J/cm³,储能效率可达59%,表现出良好的储能性能.因此,在结晶过程中使用微波照射技术可以有效获得具有优良储能性能的PbZrO₃反铁电薄膜.     

ZrO2 与TiO2 介孔薄膜对碳基介孔型钙钛矿太阳能电池的 性能影响

通过旋涂ZrO_2与TiO_2混合浆料,制备钙钛矿太阳能电池介孔层。以孔径较大的ZrO_2/TiO_2混合介孔薄膜(MIX)为基底制备了晶粒较大的甲胺铅碘(MAPbI3)钙钛矿光吸收层。以致密TiO_2薄膜为电子传输层,石墨/碳黑为对电极,制备了钙钛矿太阳能电池。比较了ZrO_2单层介孔、Ti O2单层薄膜、TiO_2+ZrO_2双层介孔与ZrO_2/TiO_2单层混合介孔的钙钛矿太阳能电池的性能。结果表明,用MIX制备的钙钛矿太阳能电池表现出最高的光电转换效率(PCE)和良好的长期稳定性。     

(110)和(002)择优取向ZnO薄膜的制备及光学性能研究

运用射频溅射法在Si和LaNiO3/Si衬底上分别制备了高度(002)和(110)取向的ZnO薄膜.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征,发现ZnO/LaNiO3/Si薄膜的(110)取向度高达96%,ZnO/Si薄膜为(002)择优取向,两种薄膜表面均致密平整,晶粒尺寸小于80nm.光致发光结果表明,ZnO/LaNiO3/Si薄膜的光致发光峰主要为带边发射的紫外光,而ZnO/Si薄膜的光致发光峰主要为过量氧导致的缺陷引起的缺陷发光峰.因此,采用LaNiO3薄膜作为ZnO在Si衬底上生长的过渡层,能够有效抑制缺陷发光,改善ZnO薄膜的发光性能.     

衬底和热处理温度对ZnO薄膜的微观结构的影响

采用Sol-gel法,在普通载玻片和Si（100）上使用旋转涂覆技术制备了具有c轴择优取向生长的ZnO薄膜。利用XRD和SEM研究了衬底和热处理温度对ZnO薄膜的物相结构、表面形貌和（002）定向性的影响。结果表明,sol—gel旋涂法制备的ZnO薄膜为六角纤锌矿结构,玻璃衬底上生长的ZnO薄膜为多晶形态,Si（100）衬底表现出更优取向生长特性。随着热处理温度的升高,c轴择优取向程度逐渐增强,晶粒尺寸逐渐增大,ZnO的晶格参数先增加后减小。当温度在700℃时长出明显的柱状晶粒。     

BaTiO3薄膜的Sol-Gel制备工艺及性能

利用溶胶－凝胶法（Sol-Gel)在Pt/Ti/SiO2/Si(100)衬底上制备了BaTiO3薄膜，研究了不同退火条件下BaTiO3薄膜的晶相结构及表面形貌，测试了BaTiO3薄膜的电学性能。发现经900℃、120min退火处理的BaTiO3薄膜的介电－温度（εr-T)关系具有明显的弥散相变特性。     

退火温度对BZT薄膜微结构的影响研究

采用Sol-gel法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Ba(Zr0.2Ti0.8)O3(BZT)薄膜.X射线衍射分析表明,该BZT薄膜为钙钛矿结构而无其他物相存在.光学显微镜分析结果表明,退火温度为900℃时,BZT薄膜表面光滑平整,无裂纹产生.     

反应磁控溅射法制备Zn3N2薄膜的工艺研究

制备和研究高质量的Zn3N2薄膜有助于拓展新型薄膜材料体系。文章采用反应磁控溅射技术,研究不同的溅射功率、N2-Ar流量比、衬底类型和衬底温度等沉膜工艺对Zn3N2薄膜结晶质量的影响;采用XRD、SEM和AFM等测试手段,分析Zn3N2薄膜的微结构和表面形貌。结果表明:几种衬底上,以石英玻璃作衬底沉积的Zn3N2薄膜晶粒尺寸较大,衍射峰较强,且为多晶向薄膜;当N2-Ar流量比提高时,Zn3N2薄膜为单一择优取向的结晶薄膜;衬底温度升高后,Zn3N2薄膜晶粒尺寸减小,但是单一择优取向不变;溅射功率提高后,薄膜晶粒尺寸增大,择优取向改变,由单一晶向变为多晶向,以<100>晶向单晶硅作衬底可获得单一晶向Zn3N2薄膜,而以<111>单晶硅作衬底制备的Zn3N2薄膜经XRD测试,未检测到Zn3N2晶体。     

(C6H5C2H4NH3)2CuxSn1-xI4-x层状类钙钛矿杂合物的制备与性能

液相法制备了亚铜掺杂的碘化亚锡基层状类钙钛矿结构杂合物(C6H5C2H4NH3)2CuxSn1-xI4-x(其中x为掺杂量)粉料,并用旋涂法制备了其薄膜。用原子吸收光谱法研究发现,亚铜实际掺杂量与投料量有较大差异。杂合物的X射线谱(XRD)、扫描电镜图像(SEM)表明,所得杂合物具有层状结构。紫外-可见谱测得了不同掺杂量时杂合物的带隙,霍尔效应测试测定了杂合物薄膜的载流子浓度和迁移率。结果表明,随着亚铜掺杂量的增加,杂合物的带隙基本不变,但杂合物中载流子密度增加,而迁移率则下降。     

BiFeO3薄膜的溶胶-凝胶制备及其铁电和介电性质

采用Bi(NO3)3.5H2O和Fe(NO3)3.9H2O为原料,用溶胶-凝胶方法在Pt/Ti/SiO2/Si制备了BiFeO3薄膜。XRD研究表明在500℃以上退火薄膜能够获得良好的结晶。铁电性测试结果表明450℃和500℃退火的薄膜铁电性相对较弱。在430 kV/cm的测试电场下,剩余极化分别为0.255μC/cm2和0.36μC/cm2。而550℃和600℃退火的薄膜的铁电性相对较强,在相同的测试电场下剩余极化强度分别为2.27μC/cm2和2.97μC/cm2。介电性研究表明450—550℃退火的薄膜具有小的介电色散和介电损耗,而600℃退火的薄膜则具有大的介电色散和介电损耗。     

化学计量比对BaTiO3/Ni集成结构性能的影响

该文采用化学溶液沉积法——高分子辅助沉积(PAD)法在多晶镍基片上成功制备了钛酸钡(BaTiO3)薄膜,并研究了前驱体溶液化学计量比对BaTiO3/Ni集成结构漏电特性和介电性能的影响。实验表明,钛过量的薄膜样品可能出现二氧化钛相,适宜浓度的钛过量可以降低BaTiO3/Ni集成结构1个数量级的漏电流密度,减少介电损耗约50%,并能有效提高集成结构的介电常数。对BaTiO3薄膜的漏电流导电机制进行了分析,并对钛过量影响集成结构的漏电特性和介电性能的原因进行了讨论。