锗纳米镶嵌薄膜的电致发光及其机制

采和射频磁控溅射技术,在Ge纳米镍嵌薄膜的基础上制备出电致发光器件。器件的结构为半透明Au膜／Ge纳米镍嵌薄膜／p-Si基片。当正向邻居坟大于6V时,用肉眼可以观察到可见的电致发光,但在反向偏压下探测不到光发射。所测电致发光谱中只有一个发光峰,峰位在510nm（2．4eV,绿光）,并且随着正向偏坟的升高,峰位不发生移动;对于不同温度退火的样品,峰位也保持不变。根据分析结果讨论了可能的电致发光机制。     

纳米ZnO镶嵌SiO2薄膜的光学特性研究

采用射频反应磁控溅射法在玻璃衬底上成功制备出纳米ZnO镶嵌SiO2非晶薄膜,利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪和紫外-可见分光光度计研究了纳米Zn0镶嵌SiO2薄膜相比纯ZnO纳米薄膜结构的变化及镶嵌结构对其光学特性的影响.研究发现与纯ZnO纳米薄膜相比,纳米ZnO镶嵌SiO2薄膜结构样品呈非晶结构,在紫外区光吸收系数以及光学带隙明显增大,光吸收以及光学带隙的变化与样品制备的衬底温度有关.研究结果表明,由于SiO2的特殊结构实现了对纳米ZnO的束缚,减少了ZnO纳米粒子的集聚,使得量子限制效应变得显著,导致复合膜光学带隙的明显增大以及吸收边的蓝移.     

硅基Zn2SiO4:ZnO薄膜的电致发光

利用溶胶-凝胶法在重掺硼硅片(p-Si)上制备Zn2SiO4∶ZnO(ZnO嵌入Zn2SiO4基体)薄膜,在此基础上,制备了Zn2SiO4∶ZnO薄膜发光器件。实验表征了Zn2SiO4∶ZnO薄膜的晶体结构和形貌,并研究了该器件的载流子输运和电致发光特性。研究表明:器件表现出一定的整流特性;此外,器件在正向偏压(p-Si接正极)下可以产生来自于ZnO的电致发光,而在反向偏压(p-Si接负极)下几乎不发光。通过对上述器件在正向和反向偏压的能带图进行分析,对其载流子输运和电致发光机理进行了解释。     

纳米GaAs—SiO2镶嵌复合薄膜的制备

利用射频磁控共溅法制备了纳米ＧａＡｓ－ＳｉＯ２镶嵌复合薄膜，通过Ｘ射线衍射，透射电镜和Ｘ射线光电子能谱等手段研究了薄膜的结构及其与沉积时基片温度间的关系，结果表明，薄膜由晶态的ＧａＡｓ及非晶ＳｉＯ２组成，ＧａＡｓ在沉积过程中未明显氧化，且以纳米颗粒形成的均匀地弥散在ＳｉＯ２中；ＧａＡｓ的平均粒径依赖于沉积时的基片温度，获得了ＧａＡｓ的平均粒径在３～１０ｎｍ的ＧａＡｓ→ＳｉＯ２镶嵌复合薄膜。     

硅纳米晶/SiO2多层薄膜的制备

采用射频磁控溅射结合后续热处理方法制备了镶嵌在SiO2基质中的Si纳米晶（nanocrystalline silicon,nc-Si）薄膜,实验结果表明,在单层nc-Si薄膜中,随着硅含量的增加,Si纳米晶的尺寸、分布密度也增加;在多层nc-Si/SiO2薄膜中,SiO2层会起到限制nc-Si层中Si纳米晶生长的作用,使多层结构中Si纳米晶的尺寸分布更加集中。     

镶嵌在SiO2薄膜中的锗纳米晶粒的光致发光

采用６３０ｎｍ波长的激发光在室温下对镶嵌有锗纳米晶的ＳｉＯ２薄膜进行了光致姚研究。在室温下观察到了由于双光子吸收而导致的蓝色荧光峰。按照量子限域理论对所观察到的峰的特征进行了讨论。     

Au/锗/氧化硅纳米多层膜/p-Si结构的电致发光机制研究

用射频磁控溅射法制备了锗/氧化硅纳米多层膜,在室温下测量了Au/锗/氧化硅纳米多层膜/pSi结构的电致发光.利用位形坐标模型分析了锗/氧化硅纳米多层膜的发光中心,并用量子限制-发光中心模型对该纳米结构的电致发光过程作了研究,研究表明锗/氧化硅纳米多层膜的电致发光主要来自SiO2层的发光中心.     

纳米硅微晶对于Er离子掺杂的SiO_2薄膜的光致发光和电致发光的不同影响

本文利用Er和硅离子共注入热氧化SiO2薄膜的方法制备出Er离子掺杂的含纳米硅微晶的SiO2发光薄膜,在此基础上制备出ITO/SiON/Si-rich SiO2:Er/Si MOS结构电致发光器件,比较研究了硅微晶密度的变化对于MOS结构的电致发光和光致发光特性的影响。随着纳米硅微晶的增多,Er离子在1.54μm处的红外光致发光显著增强,显示出纳米硅微晶对Er离子光致发光的敏化作用。相反,对于电致发光来说,增加纳米硅微晶数量的同时也增加了SiO2薄膜中的电子俘获陷阱,电子在纳米硅微晶之间的隧穿降低了过热电子的数量和平均能量,因而降低了碰撞激发Er离子产生的电致发光效率。     

纳米GaAs—SiO镶嵌复合薄膜的发光特性

采用射频磁控共溅射法制备了纳米ＧａＡｓ－ＳｉＯ２镶嵌复合薄膜。通过Ｘ射线衍射、透射电镜观察和Ｘ射线光电子能谱等手段研究了薄膜的结构及其与沉积过程中基片温度间的关系。测量了薄膜的光致发光特性。表明,薄膜由晶态的ＧａＡｓ及非晶Ｓdisplay status两相组成,ＧａＡｓ在沉积过程中未明显氧化且以纳米颗粒形式均匀地弥散;ＧａＡｓ的平均粒径依赖于沉积时的基片温度。通过控制基片温度,成功地获得了ＧａＡｓ的平均粒径分     

ZnS：Mn^2＋薄膜电致发光器件中电子散射过程的研究

研究了薄膜电致发光器件中的电子散射过程，计算了ＺｎＳ：Ｍｎ＾２＋中声学声子，极化光学声子，电离杂质及谷间散射的几率随电子能量的变化关系，对各种散射这程了比较，发现极化光学声子散射及谷间散射较为重要，杂质散射的重要性取决于浓度的大小。同时研究了它们在不同能谷中的行为，进而研究了温度对散射过程的影响。     

Photocatalytic activity studies of TiO2 thin films prepared by r.f. magnetron reactive sputtering

A series of transparent titanium dioxide thin films have been obtained on microscope glass slides by means of r.f. magnetron reactive sputtering using Ar and O₂ mixed gases. The photocatalytic activity of the TiO₂ thin films was evaluated by the degradation of rhodamine B dye wastewater. The influences of substrate temperatures and total sputtering pressures on the photocatalytic activity of the TiO₂ films were investigated. It was observed that substrate temperature had little influences on the photocatalytic activity, but the photocatalytic activity of the TiO₂ thin films was improved by decreasing the total sputtering pressure.     

蓝宝石衬底上制备SiO2薄膜的研究

采用射频磁控反应溅射法,以高纯Si为靶材,高纯O2为反应气体,成功地在蓝宝石基片上制备出了二氧化硅(SiO2)薄膜,并对薄膜的沉积速率、成分、结构及红外光学性能进行了研究.结果表明,制备的SiO2薄膜与蓝宝石衬底结合牢固;和其它镀膜技术相比,射频磁控反应溅射法可以在较低的温度下制备出SiO2薄膜;制备出的SiO2薄膜在3～5μm波段对蓝宝石衬底有明显的增透效果.     

氮化处理对ITO薄膜光电特性影响

利用射频磁控溅射在玻璃衬底上制备了氧化铟锡(ITO)薄膜,分别采用两种方法对薄膜进行氮化处理,即:(1)利用氩气溅射在室温下制备薄膜,随后在氮气和氨气气氛下对薄膜进行热处理;(2)利用氩气/氮气共溅射成膜.利用X射线衍射、霍尔效应、UV-vis-NIR分光光度计等测试手段对薄膜样品进行表征,对比研究了两种氮化处理方法对ITO薄膜光电特性的影响.结果发现对于低温生长的薄膜,两种方法均能明显提高其在可见光区的透过率.氩气/氮气共溅射的方法会降低薄膜的结晶程度,降低载流子浓度,但使得其紫外/可见/近红外光谱发生明显红移;而热处理方法则能增加薄膜的结晶程度,提高其导电能力.     

退火温度和ZnO缓冲层对氨化Ga2O3/ZnO薄膜合成GaN纳米结构的影响

利用射频磁控溅射法在Si(111)衬底上先溅射ZnO缓冲层,再溅射Ga2O3薄膜,然后在开管炉中不同温度下通氨气进行氨化反应生长GaN薄膜.分析结果表明,利用该方法制备的GaN薄膜是六角纤锌矿多晶结构,并且随着氨化温度的升高,GaN薄膜向棒状和线状形态转变.同时分析了ZnO缓冲层对形成GaN纳米结构的影响.     

氮化时间对扩镓硅基GaN晶体膜质量的影响

采用射频磁控溅射在扩镓硅基上溅射Ga2O3薄膜,然后氮化反应组装GaN晶体膜,并研究氮化时间对薄膜晶体质量的影响。测试结果表明：采用两步法生长得到六方纤锌矿结构的GaN多晶膜,扩镓硅层有效的抑制了硅衬底的氮化和弛豫了GaN与Si衬底的热失配。同时显示：在相同的氮化温度下,晶粒尺寸随氮化时间的增加而增大,薄膜的晶化程度相应的得到提高。     

氮化ZnO/Ga2O3薄膜合成GaN纳米管

利用射频磁控溅射法在Si(111)衬底上先溅射ZnO中间层,接着溅射Ga2O3 薄膜,然后ZnO/Ga2O3薄膜在管式炉中常压下通氨气进行氮化,高温下ZnO层在氨气的气氛中挥发,而Ga2O3薄膜和氨气反应合成出GaN纳米管.X射线衍射(XRD)测量结果表明利用该方法制备的GaN具有沿c轴方向择优生长的六角纤锌矿结构.利用傅里叶红外光谱(FTIR)研究了所制备样品的光学性质.利用透射电子显微镜(TEM)和选区电子衍射(SAED)观测了样品的形貌和晶格结构.     

反应RF磁控溅射法制备非晶氧化硅薄膜及其特性研究

在氧气和氩气的混合气体中,在没有额外加热的条件下用反应射（RF）溅射硅靶制备了非晶氧化硅（a-SiO2)薄膜,并测试分析了薄膜的结构和电特性与O2／Ar流量比的关系。当固定氩气流量,改变氧气流量时,薄膜沉积速率先急剧减少,再增大,然后又减少。当O2／Ar≥0．075时,得到满足化学配比的氧化硅薄膜。并且,随着O2／Ar流量比的增大,薄膜的电阻,电场击穿强度都有所增大,而在HF缓冲溶液（BHF）中的腐蚀速率下降,所有的样品中无明显的H－OH水分子的红外吸收峰。比较发现反应射频（RF）磁控溅射法制备的a-SiO2薄膜具有良好的致密性和绝缘性。     

Optical and electrical characterization of r.f. sputtered ITO films developed as art protection coatings

Transparent and conductive tin-doped indium oxide (ITO) films have been prepared by r.f. plasma sputtering technique in Ar and Ar + O₂ gas mixture. The influence of the deposition conditions, film thickness, and substrate heating, as well as the post-annealing treatment on the optical and electrical properties of the ITO films has been investigated.The present study has extended the optical behaviour characterization of the ITO films in a wide UV-VIS-IR spectral region in addition to the comprehensive optical studies of this material at shorter wavelengths.The optical constants: refractive index (n), extinction (k) and absorption (α) coefficient, and the optical band gap (E_go) have been calculated for the ITO films in the spectral range between 350 and 2500 nm. A combination of several well-known theoretical models has been applied to describe precisely the complex optical behaviour of ITO films in separate spectral parts. In this approach, a good overlapping between the experimental and the simulated spectra in the whole investigated spectral region has been achieved.The deposition conditions and the optical and electrical properties of the ITO films have been optimized with respect to the requirements for their applications in art protection coatings.