氧化镍溶胶-凝胶薄膜阻变特性研究

用溶胶-凝胶法在1TO基片上旋涂制备了NiO薄膜,通过对ITO/NiO薄膜/GaIn器件进行伏安特性测试,研究了溶胶浓度、退火、层数以及Cu掺杂等对其电学特性的影响.结果表明:所制备NiO薄膜具有良好可重复双极电阻开关特性.其中,2％Cu掺杂0.2 mol/L溶胶、双层、400℃退火1h制备的薄膜,阈值电压较低,约0.8 V;而开关比受以上因素影响不明显,约3× 102.分析发现薄膜高阻态的荷电输运符合空间电荷限制导电机制,而低阻态为欧姆特性,阻变开关机理为阈值电场及焦耳热导致的氧空位细丝的形成与断裂.     

ZrO_2纳米粒子薄膜阻变特性研究

用水热法制备了ZrO_2纳米粒子,结构通过XRD表征,利用GaIn上电极对旋涂于ITO基底上薄膜进行伏安特性测试。结果表明,ZrO_2纳米粒子为微晶单斜相,随水热温度增加,结晶度增强。器件具有双极阻变特性,开关比随水热温度增加而减小,阈值电压则近乎线性增加。样品低阻态输运为欧姆特性,而高阻态符合空间电荷限制导电机制,阻变机理为氧空位导电细丝的形成与断裂。     

焙烧温度对掺锑SnO2薄膜光电催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了掺锑二氧化锡薄膜电极,运用XRD、SEM、循环伏安等检测手段对薄膜电极进行了表征,并探讨了热处理温度对薄膜的元素组成、结构、物相、氧化能力的影响。以苯酚为目标降解有机物,研究了所制备的薄膜电极对有机物光电催化降解能力及矿化程度的影响。结果表明,焙烧温度对薄膜的微观结构、表面组成、导电能力及活性均有很大影响,不同温度焙烧制备的掺锑二氧化锡薄膜均为多晶结构的半导体;经一定温度焙烧后的电极表面具有不同程度的龟裂状裂纹,使电极表面积增大,活性点增多;当焙烧温度为450℃时,所制的掺锑二氧化锡薄膜电极电阻最小,氧化能力最强,且对目标有机物的降解效果最好。     

氩等离子体处理对ZnO薄膜阻变效应的影响

本文研究了氩等离子体处理对ZnO薄膜阻变效应的影响,发现等离子体处理可以使薄膜表面平整,并且增加薄膜中的缺陷浓度。以等离子体处理后的ZnO薄膜作为介质层,在Pt/ZnO/Pt三明治结构中观察到无电形成过程的阻变效应。本文研究表明,氩等离子体处理是消除氧化物阻变效应电形成过程的有效手段。     

薄膜厚度和退火温度对纳米多晶硅薄膜特性影响

以高纯SiH4为气源,采用低压化学气相沉积方法在p型〈100〉晶向单晶硅上620℃制备纳米多晶硅薄膜,对不同薄膜厚度纳米多晶硅薄膜分别在700、800、900℃进行高温真空退火,通过X射线衍射(XRD)、Raman光谱(Raman)、场发射扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)研究薄膜厚度、退火温度对薄膜结晶取向、表面形貌等结构特性影响。结果表明,随薄膜厚度增加,薄膜取向显著且多晶特征明显,沉积薄膜多晶取向为〈111〉、〈220〉和〈311〉晶向,择优取向为〈111〉晶向,TO模强度减弱且加宽,晶粒大小增加;同一薄膜厚度,随真空退火温度升高,X射线衍射峰强度增强,TO模强度增强。     

ZrO_2-CuO复合纳米粒子薄膜阻变特性研究

利用水热法在180℃下制备ZrO_2-CuO复合纳米粒子(ZrCu),XRD测试表明随CuO含量增加,样品的结晶性变好。在ITO基片上旋涂制膜,通过GaIn微滴技术测试伏安特性,研究了复合比对ZrCu薄膜电学特性的影响。结果发现,ZrCu有良好可重复的双极阻变特性,随CuO含量增加,阈值电压降低,开关比降低。ZrCu低阻态符合欧姆特性,高阻态为空间电荷限制导电机制,阻变机理为氧空位细丝的形成与断裂。第一性原理计算结果与实验观察一致。     

真空喷涂高分子包埋TiO_2纳米粒子薄膜阻变特性

真空喷涂制备了PFBT包埋Ti O2纳米粒子(NPs)高分子复合薄膜,利用Ga In/PFBT+Ti O2NPs/ITO器件结构对薄膜进行了伏安特性测试,研究分子与NPs质量比对其电学输运特性的影响。结果表明:器件均具有双极阻变开关特性,质量比对其电学特性影响不明显。分析发现薄膜高低阻态输运均为欧姆特性,阻变机理为电荷的捕获和释放,结合第一性原理计算验证,表明引入NPs后薄膜陷阱变浅导致其开关比较小。     

硫化温度对铜锌锡硫薄膜特性的影响

采用预制膜硫化法制备铜锌锡硫(CZTS)薄膜,分别在350,400,450,500,550℃进行硫化,研究了硫化温度对薄膜特性的影响。结果表明:硫化温度低于400℃时硫化反应基本上不发生,主要发生Cu6Sn5和Cu5Zn8两相中元素相互扩散的合金化过程,只有少量硫化物Sn3S4和ZnS生成;硫化温度为450℃时,合金相消失,硫化后的薄膜同时含有CZTS和SnS;硫化温度为500℃时薄膜的主要组成相为CZTS,其晶粒尺寸达2μm,但表面粗糙;硫化温度为550℃薄膜中CZTS晶粒尺寸约为2μm,表面平整。     

温度对ZnS∶ErF_3薄膜ACEL特性的影响

本文研究了温度对 ZnS∶ErF_3薄膜 ACEL 特性的影响。通过测量不同温度下的 EL 光谱和 EL 衰减,讨论了 Er~(3+)离子间交叉弛豫过程对温度的依赖关系,初步探讨了~4S_(3/2)能级和~4F_(9/2)能级衰减时间随温度变化的原因。     

退火温度对ZnO陶瓷薄膜低压压敏特性的影响

应用新型溶胶-凝胶法制备了ZnO陶瓷薄膜,研究了退火温度对ZnO陶瓷薄膜低压压敏电阻电性能的影响.结果表明,采用溶胶掺杂在550℃退火条件下可形成Zn7Sb2O12及ZnCr2O4相,且在退火温度范围内(550～950℃)基本上没有焦绿石相形成.当退火温度达到750℃以后,Sb2O3已全部转变为稳定性好的尖晶石相,同时存在Bi2O3、ZnO的挥发.采用适当的退火温度,可得到具有优良电性能的ZnO陶瓷薄膜低压压敏电阻,其压敏电压低于5 V,非线性系数可达20,漏电流密度小于0.5μA/mm2.     

焙烧温度对氧化铝膜孔性能的影响

利用ＴＧ－ＤＴＡ、ＢＥＴ法分析研究了热处理过程的膜孔径分布、孔径大小及膜的比表面积、比孔容随焙烧温度的变化趋势,并用ＸＲＤ研究了氧化铝膜的膜内晶体的晶面取向,用ＴＥＭ、ＳＥＭ观察用溶胶─凝胶法制备的氧化铝膜的表面及截面形貌．发现构成氧化铝膜的微晶的择优取向度决定着膜孔径分布的均匀性,焙烧温度越高,膜微晶的择优取向度越大,膜的孔径分布越窄,但孔径增大．膜的比表面积、比孔容在４００℃有一最大值,４００℃是合适的膜催化、反应用膜的焙烧温度,这时膜比表面积、比孔容和孔隙率分别为２８３ｍ^２／ｇ、０．３３８ｍＬ／ｇ和５３％．７００℃是分离用膜的合适焙烧温度,这时膜比表面积、比孔容和孔隙率分别为２０２ｍ^２／ｇ、０．２０３ｍＬ／ｇ和４５％．７００℃时膜的最大孔径为５ｎｍ;孔径为１～１．２５ｎｍ的孔占孔体积的７０％以上．     

焙烧温度对加碱焙烧浸出法制备高纯石墨的影响

为了探讨焙烧温度对石墨提纯效果的影响,对加碱焙烧浸出法制备高纯石墨工艺进行理论分析和试验研究。经过理论分析,得出焙烧温度是决定焙烧效果的一个关键因素的结论。如果升高焙烧温度来提纯石墨,不仅可以缩短焙烧时间,而且可以提高石墨产品的固定碳含量。试验结果表明:在1000℃下焙烧40min后提纯得到的石墨,其固定碳含量已经超过了99.9%,远远高于在较低温度下提纯得到的石墨产品的固定碳含量,说明焙烧温度对提纯效果的影响很大。     

氧化法热处理温度对氧化钒薄膜热敏特性的影响

采用直流磁控溅射法制备氧化钒薄膜,并采用不同的温度对其进行氧化法热处理,通过XRD、SEM、四探针薄膜电阻测试,分析了不同热处理温度对氧化钒薄膜的晶相特性与热敏特性的影响。实验分析证明热处理温度升高后(400℃)得到的薄膜热敏特性良好,其室温电阻为160KΩ·cm,室温电阻温度变化系数为-2.4%/℃,变温过程中(20~98℃)其平均值约-1.98%/℃,表明温度升高有利于改善薄膜热敏特性,在非制冷红外探测器应用方面具有发展潜力。     

退火温度对BiFeO_3薄膜结构和表面特性的影响

为了确定BiFeO_3薄膜最佳的退火温度,利用溶胶凝胶法在Si衬底上制备了BiFeO_3薄膜,通过XRD、SEM和Raman等测试手段研究了不同退火温度(0,600,700,800℃)对BiFeO_3样品的薄膜结构和表面形貌的影响。结果表明,经过退火后的BiFeO_3薄膜呈现正交相与六方相共存的结构,随着退火温度升高,样品开始结晶,但过高的退火温度将导致样品出现杂相。同时,适当的退火温度可减小BiFeO_3薄膜表面的孔洞和空隙,提高材料的平整度,随着温度进一步提高,薄膜表面出现气泡,材料的平整度变差。另外,经过退火处理的样品具有较强的拉曼振动峰,但温度的升高将引起Raman特征峰发生红移。上述结果证实了利用溶胶-凝胶法制备的BiFeO_3薄膜的最佳退火温度为600℃,该实验结果为改善BiFeO_3的物相结构和表面特性提供了一种新的技术思路与途径。     

衬底温度对低功率直流磁控溅射ZnO薄膜特性的影响

采用低功率直流反应磁控溅射法,在Si衬底上成功制备出了具有高c轴择优取向的ZnO薄膜,利用X射线衍射仪、荧光分光光度计研究了沉积温度对ZnO薄膜微观结构及光致发光特性的影响.结果表明,合适的衬底温度有利于提高ZnO薄膜结晶质量;在室温下测量样品的光致发光谱(PL),观察到波长位于440nm左右和485nm左右的蓝色发光峰及527nm左右微弱的绿光峰,随衬底温度升高,样品的PL谱中蓝光强度都明显增大,低功率溅射对其蓝光发射具有很重要的影响.综合分析得出440nm左右的蓝光发射应与Zni有关,485nm附近的蓝光发射是由于氧空位形成的深施主能级上电子跃迁到价带顶的结果,而527nm左右的较弱的绿光发射主要来源于导带底到氧错位缺陷能级的跃迁.生长温度主要是通过改变薄膜中缺陷种类及浓度而影响着ZnO薄膜的发光特性的.     

衬底温度对磁控溅射制备外延ZnO薄膜结构特性的影响

在不同的衬底温度下,采用磁控溅射方法在蓝宝石(0001)衬底上制备了外延生长的ZnO薄膜.采用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、可见-紫外分光光度计系统研究了衬底温度对ZnO薄膜微观结构和光学特性的影响.AFM结果表明在不同村底温度制备的ZnO薄膜具有较为均匀的ZnO晶粒,且晶粒的尺寸随衬底温度的增加逐渐增大.XRD结果显示不同温度生长的ZnO薄膜均为外延生长,400℃生长的薄膜具有最好的结晶质量;光学透射谱显示在370nm附近均出现一个较陡的吸收边,表明制备的ZnO薄膜具有较高的质量,其光学能带隙随着衬底温度的增加而减小.     

直流磁控溅射制备SnO2薄膜的阻变特性研究

采用直流磁控溅射法在Pt/Ti/SiO2基片上分别以三种不同的基板温度和后热处理工艺制备了二氧化锡(SnO2)薄膜。采用X射线衍射仪对三种薄膜的晶格结构进行了分析表征,通过Keithley 4200半导体参数分析仪对薄膜的阻变特性进行了测试。实验结果表明:三种制备条件下的SnO2薄膜均具有阻变性能,基板温度350℃和850℃退火处理分别制备的薄膜同时具有良好的写入/擦除电压分布一致性、较好的高阻态阻值离散性和较大的开关比。初步讨论了三种薄膜阻变特性的机理,薄膜内部导电细丝的形成和断裂程度不同造成三种薄膜高低阻态电阻分布不同,同时影响了写入与擦除阈值电压的分布一致性等阻变参数。     

温度对Cu_2S薄膜结构及光学特性的影响

以CuCl_2·2H_2O和(NH_2)_2CS为前驱体,三乙醇胺为络合剂,利用化学浴沉积法于25℃到60℃务件下反应30min在玻璃衬底上沉积Cu_2S薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱仪(XPS)及紫外可见近红外分光光度计对样品的结构和光学特性进行研究。XRD结果显示所制备的薄膜为单斜晶相的Cu_2S,且沉积温度为40℃时所得薄膜结晶度最好。与Cu_2S本体相比,所制备的Cu_2S薄膜带隙出现不同程度的蓝移。结果表明,沉积温度对薄膜的结晶度、表面形貌以及光学性质有很大的影响。     

热处理对金属薄膜压阻灵敏度的影响

采用磁控溅射法制备锰铜薄膜,溅射和真空蒸发法制备镱薄膜.对热处理前后薄膜的电学性能、微观形貌和结构进行了表征,并采用轻气炮和对顶砧装置对薄膜传感器进行了压阻性能测试,结果表明热处理后薄膜的压阻系数有很大提高.SEM和XRD的分析表明,压阻系数的提高是由于热处理后薄膜晶粒长大、缺陷减少、电阻率下降所致.敏感薄膜的电阻率与传感器的灵敏度直接相关.热处理后,薄膜压阻计的灵敏度已接近箔式传感器的水平,热处理是提高薄膜压阻计灵敏度的有效手段.