缓冲层对铜催化生长碳管形貌和性能的影响

碳纳米管的生长通常使用Fe,Co,Ni作为催化剂,除此以外的一些过渡元素也能催化裂解生长碳管。其中用铜制备的碳管阈值电场低、发射电流密度大、发射均匀性好等等良好的场发射特性。铜与硅、或金属之间具有很强的的扩散特性,而碳管应用于场发射显示器必然使用玻璃、硅片作为衬底,所以需要一层缓冲层阻挡催化剂铜扩散入衬底。本文使用磁控溅射制备铜薄膜作为催化剂,化学气相沉积方法裂解乙炔生长碳管薄膜形成场发射阴极。并试验W,Ni,Cr和Ti作为铜薄膜的缓冲层,结果表明不同的金属阻挡特性不同,生长后碳管的形貌和特性都有差异。结果表明Ti和W能很好地阻挡铜的扩散,从而使铜催化裂解出附着性好、分布均匀、密度适中、场发射特性良好的碳管薄膜。对于Ni和Cr金属,由于生长的碳管与衬底结合差或者场发射能力差而不适合作铜的缓冲层。     

HfC涂覆碳纳米管增强场发射性能研究

利用PECVD方法在硅衬底卜生长碳纳米管薄膜，然后采用IBAD方法在薄膜上沉积5nm的Hf，在高温下退火后在表面形成HfC。研究了经过HfC处理前后碳纳米管膜的场发射性能，结果表明经过HfC处理后碳纳米管膜的场发射性能得到明显改善，并对提高碳纳米管场发射性能的机理进行了探讨。此方法为提高碳纳米管场发射性能提供了一种新的思路。     

磁控溅射法制备Ag掺杂p型ZnO薄膜的研究

采用磁控溅射法在石英玻璃基片上生长ZnO和ZnO:Ag薄膜。借助于SEM、XRD、霍尔测试、透射谱测试等方法,分析了O2气氛下退火温度对薄膜结构和电学性能的影响。霍尔测试结果表明,Ag掺杂ZnO薄膜经过600℃的O2气氛中热处理转变为p型电导。薄膜的XRD测试表明晶粒大小随退火温度升高而增大,所有薄膜样品只出现(002)衍射峰,呈现c轴取向生长。薄膜对可见光的透过率大于83%,其吸收限为378nm。     

取向碳纳米管阵列的等离子体复合化学气相沉积法制备

采用热丝和射频等离子体复合化学气相沉积技术,用旋涂法制备负载催化剂的硅片衬底,以CH4为碳源制备出取向碳纳米管阵列薄膜.利用扫描电子显微镜对不同还原时间和不同N i(NO3)2浓度下制备的催化剂基片和取向碳纳米管阵列薄膜进行形貌分析,用透射电子显微镜和拉曼光谱对碳纳米管进行表征.结果表明,在H2-N2气氛中热还原后硅片上的催化剂粒径均匀,排列致密,利用该法制备的碳纳米管为竹节型多壁碳纳米管,管径分布均匀,管长约5μm.碳纳米管阵列薄膜垂直于硅片衬底生长,生长排列均匀致密,具有良好的取向性.     

脉冲反应磁控溅射氧化钒薄膜的电学性能研究

室温下,采用脉冲直流反应磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了氧化钒薄膜.研究了脉冲调制功率占空比对薄膜物相、表面形貌、组分和热敏电学性能的影响.X射线衍射测试结果表明在室温及不同占空比下生长的氧化钒薄膜均为非晶结构;原子力显微镜表面形貌测试表明降低占空比可以得到更加光滑的薄膜表面;X射线光电子能谱测试表明降低占空比能够在反应溅射气氛不变的情况下促进钒的氧化;对薄膜的热敏电学特性测试发现,在293～368 K,小极化子跳跃是脉冲反应磁控溅射氧化钒薄膜中主要的导电机制.     

磁控溅射ZnO基TFT的研究

采用直流磁控溅射在SiO2/n-Si(111)衬底上沉积了Al薄膜,经过光刻、刻蚀形成源漏极,再采用射频磁控溅射沉积ZnO薄膜作为有源层,成功制备了底栅顶接触结构的ZnO-TFT,Al膜厚135nm,ZnO膜厚110nm.实验结果表明,薄膜晶体管展示出明显的栅控特性以及饱和特性,ZnO薄膜沿C轴择优取向生长,且在可见光...     

磁控溅射二氧化硅薄膜的制备工艺

研究了在半绝缘ＧａＡｓ衬底上磁控溅射ＳｉＯ＿２薄膜的工艺技术。对影响生长薄膜的因素进行了实验分析，给出了生长速率、腐蚀速率及组分等参数与工艺条件的关系。实验证明，和其它镀膜技术相比，磁控溅射可以在更低的温度下制作致密、均匀、重复性好的ＳｉＯ＿２膜。     

衬底温度对制备出CNT膜的影响

在陶瓷衬底上通过磁控溅射方法镀上金属钛层,用含铁杂质的氧化硅对钛层进行抛光,通过微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法在不同的温度下短时间里制备出CNT膜。利用扫描电子显微镜、拉曼光谱,X射线衍射,分析了薄膜的结构和表面形貌。仔细研究不同温度下制备的CNT膜,得出衬底温度400℃时制备的碳膜是以非晶碳为主,600℃时置备的碳膜是良好的碳纳米管膜,800℃制备的碳纳米管膜的缺陷变得很多,以碳纳米链为主。最后得出了温度对催化活性有很大影响的结论。     

电泳法制备场发射阴极的性能优化研究

电泳法是一种新型的大面积碳纳米管场发射阴极制备方法。文章在成功地用电泳法制备了适用于场发射显示器的碳纳米管阴极基础上,通过选用不同的碳纳米管原料、改变电泳条件等方法,进一步优化碳管阴极的性能。使用不同方法制备的碳纳米管配置电泳液,由于制备方法和碳管本身的特性,管子在电泳溶液中呈现不同的分散性。碳管管径较粗时由于表面自由能相对小,所以碳管在溶液中不易形成团聚物,电泳沉积的阴极会均匀平整;管径小的碳管则由于容易团聚,需要加入表面活性剂来改善其在电泳溶液中的分散性。场发射特性和发光显示图实验结果发现,即使得到相同均匀平整的阴极,但是由于碳管本身的发射能力的差异性最终导致电泳沉积得到的阴极的场发射特性的不同。另外,电泳的实验条件也会对沉积的阴极的场发射性能和形貌产生影响。在不同电泳直流电压条件下,碳管薄膜的密度分布和厚度不同,呈现出不同的场发射能力,结果表明当电压值在25V时可以得到性能最佳的场发射阴极。     

3D表面碳纳米管薄膜的生长及其强流脉冲发射的增强

本文采用气相化学沉积(CVD)法在具有镍层的三维硅基底上制备了碳纳米管薄膜(3D-CNTs),硅基底表面的三维微结构采用湿法刻蚀法制作,镍层采用化学镀的方法制备,碳纳米管生长均匀,列阵整齐,并垂直于基底表面。为了研究碳纳米管薄膜的强流脉冲发射特性,在相同的主Marx电压下采用二极结构(相同的二极管电压放电条件下)对碳纳米管薄膜进行重复脉冲发射实验。结果发现,在相同的脉冲电压下,3D-CNTs薄膜冷阴极相对平面基底上制备的碳纳米管薄膜(P-CNTs)冷阴极不仅有较高的强流脉冲发射电流和电流密度,还具有更好的强流脉冲发射稳定性。     

Al_2O_3栅介质的制备工艺及其泄漏电流输运机制

利用室温下反应磁控溅射结合炉退火的方法在P Si(10 0 )衬底上制备了Al2 O3 栅介质层,研究了不同的溅射气氛和退火条件对Al2 O3 栅介质层物理特性的影响.结果表明:在较高温度下N2 气氛中退火有助于减小泄漏电流;在O2 气氛中退火有助于减少Al2 O3 栅介质中的氧空位缺陷.对Al2 O3 栅介质泄漏电流输运机制的分析表明,在电子由衬底注入的情况下,泄漏电流主要由Schottky发射机制引起,而在电子由栅注入的情况下,泄漏电流可能由Schot tky发射和Frenkel Poole发射两种机制共同引起.     

钯缓冲层制备GaN纳米线及光学特性分析

利用射频磁控技术,在Si衬底上以Pd为缓冲层、Ga2O3粉末作为生长GaN的Ga源,成功制备出大量GaN纳米线。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜和高分辨透射电子显微镜观察分析得出GaN纳米线为单晶结构,纳米线的直径为10～60nm,长度达几十个微米。X射线衍射和X射线能量散射谱显示合成的纳米线为GaN单晶结构。傅里叶变换红外吸收光谱和光致发光光谱测试表明,制得的GaN纳米线与GaN体材料相比具有不同的光学特性。     

Au点阵模板控制生长ZnO堆垒单晶棒

采用磁控溅射技术在Si(111)衬底上溅射Au薄膜,900℃退火生成Au点阵模板,在Au点阵模板上溅射ZnO薄膜,O2气氛下1 000℃退火制备了ZnO堆垒单晶棒。研究了不同直径Au点阵模板对ZnO单晶棒结构性能的影响。采用扫描电镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对样品结构形貌进行了分析。结果表明,生成有序排列的ZnO棒均由诸多六方纤锌矿单晶堆垒而成,较小Au点阵生成单晶棒的直径约为100nm。室温光致发光PL谱表明在376nm出现一个较强近紫外发射,在488nm附近出现一个较宽的深能级绿光发射,说明所制备样品具有良好的发光特性。     

金刚石基底上制备(002)AlN薄膜的研究

首先采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)方法,在O2/H2/CH4混合气体气氛下利用大功率微波在(100)Si片上生长出了异质外延金刚石膜,X-射线衍射(XRD)、拉曼光谱和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对薄膜的表征分析结果表明,制备的金刚石膜具有很高的金刚石相纯度,且晶粒排列紧密;继而采用射频磁控反应溅射法,在抛光的金刚石基底上成功制备了高C轴择优取向的氮化铝(AlN)薄膜,研究了不同的溅射气压、靶基距对AlN薄膜制备的影响,XRD检测结果表明,溅射气压低,靶基距短,有利于AlN(002)面择优取向,相反则更有利于AlN薄膜的(103)面和(102)面择优取向;研究了AlN薄膜在以N终止的金刚石基底和纯净金刚石基底两种表面状态上的生长机制,结果发现,以N终止的金刚石基底非常有利于AlN(002)面择优取向生长;从Al-N化学键的形成以及溅射粒子平均自由程的角度,探讨了其对AlN薄膜择优取向的影响。     

Growth of a-C:H and a-C:H〈Cu〉 films produced by magnetron sputtering

Growth behavior of a-C:H and a-C:H〈Cu〉 films produced by the magnetron sputtering of a composite target consisting of graphite and copper plates in an argon-hydrogen atmosphere was studied by infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, and ellipsometry. The introduction of copper into amorphous hydrogenated carbon films was shown to cause no marked changes in the carbon-hydrogen bonds in the matrix. In the a-C:H〈Cu〉 films ～2 µm thick, a thin uniform layer (～1000 Å) was found to adjoin the substrate; closer to the free surface, the layer acquires a columnar texture with columns oriented from the substrate to the surface. The results of ellipsometry measurements were analyzed in terms of a two-layer film model.     

氮化Si基ZnO/Ga_2O_3制备GaN薄膜

利用射频磁控溅射法在Si衬底上先溅射ZnO缓冲层,接着溅射Ga2O3薄膜,然后ZnO/Ga2O3膜在管式炉中常压下通氨气进行氮化,反应自组生成GaN薄膜。XRD测量结果表明,利用该方法制备的GaN薄膜是沿c轴方向择优生长的六角纤锌矿多晶结构的薄膜,利用SEM观测了其表面形貌,PL测量结果发现了位于351nm处的室温光致发光峰。     

非晶态SiO2过渡层对生长C轴取向LiNbO3薄膜的影响

采用磁控溅射方法,在Si衬底和LiNbO3薄膜之间引入SiO2过渡层制备LiNbO3薄膜。采用X射线衍射（XRD〉、傅里叶变换红外吸收光谱（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）对LiNbO3薄膜的结晶取向、组成成分和表面形貌进行了表征,重点研究了非晶态SiO2过渡层对LiNbO3薄膜C轴取向的影响。结果表明,非晶态S...     

不同衬底上纳米晶CdTe薄膜的低温制备及光性能研究

CdTe nanocrystalline thin films have been prepared on glass, Si and Al2O3 substrates by radio-frequency magnetron sputtering at liquid nitrogen temperature. The crystal structure and morphology of the films were charac-terized by X-ray diffraction （XRD） and field-emission scanning electron microscopy （FESEM）. The XRD examinations revealed that CdTe films on glass and Si had a better crystal quality and higher preferential orientation along the （111） plane than the Al2O3. FESEM observations revealed a continuous and dense morphology of CdTe films on glass and Si substrates. Optical properties of nanocrystalline CdTe films deposited on glass substrates for different deposited times were studied.     

Properties of CdTe nanocrystalline thin films grown on different substrates by low temperature sputtering

CdTe nanocrystalline thin films have been prepared on glass, Si and Al2O3 substrates by radio-frequency magnetron sputtering at liquid nitrogen temperature. The crystal structure and morphology of the films were characterized by X-ray diffraction (XRD) and field-emission scanning electron microscopy (FESEM). The XRD examinations revealed that CdTe films on glass and Si had a better crystal quality and higher preferential orientation along the (111) plane than the Al2O3. FESEM observations revealed a continuous and dense morphology of CdTe films on glass and Si substrates. Optical properties of nanocrystalline CdTe films deposited on glass substrates for different deposited times were studied.     

真空热处理对NiCrA1Y薄膜表面高温氧化的影响

采用直流磁控溅射法在镍基高温合金DZ4上制备了NiCrA1Y薄膜,并对NiCrA1Y薄膜进行真空热处理后再进行高温氧化,以生成一层致密的Al2O3膜,研究了真空热处理对NiCrAlY薄膜表面高温氧化的影响.结果表明:经过真空热处理的NiCrA1Y薄膜,高温氧化后表面生成了单一、稳定的α-Al2O3相,Al和O的粒子数分...