pH值和热处理对氧化亚铜薄膜结构和光学性能的影响

在三电极电化学池中,以ITO透明导电玻璃作为工作电极,在硫酸铜-乳酸钠体系中采用恒电位电化学沉积法制备Cu2O薄膜,并讨论pH值和热处理对Cu2O薄膜结构和光学性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD),场发射扫描电镜(FESEM)和紫外-可见光光谱仪(UV-vis)表征Cu2O薄膜物相结构、表面形貌以及光学性能。结果表明:沉积溶液的pH值和热处理均可提高Cu2O薄膜结晶性能,随着pH值的增加Cu2O薄膜的禁带宽度降低,热处理对Cu2O薄膜的禁带宽度影响不大。     

电化学沉积CdS薄膜及其在CZTS薄膜太阳能电池中的应用

采用硫代硫酸钠、硫酸镉,配以有机酸NTA调节溶液pH值,首次在碱性环境中电沉积制备CdS薄膜,并将其应用到Cu2ZnSnS4（CZTS）薄膜太阳能电池中作为缓冲层．实验探讨了pH值、溶液浓度、沉积电位对薄膜晶体结构、形貌、界面等微观结构以及光学特性的影响、在pH值为9．36、Cd2＋浓度为0．025mol／L、沉积电位为-1．7V时,获得了表面均匀致密而无针孔、近化学计量原子比、禁带宽度为2．4eV的CdS薄膜,将其应用于CZTS薄膜太阳能电池中,所制备的缓冲层CdS薄膜展现了与CZTS薄膜良好的匹配性,CZTS／CdS的P—n结质量得到改善．     

Al2O3掺杂对ZnO薄膜结构及光电性能的影响

以ZnAl2O4陶瓷靶为溅射源,采用射频磁控溅射法,利用优化的氧化锌薄膜制备工艺,在石英衬底上沉积了Al2O3掺杂ZnO（AZO）透明导电薄膜,并通过X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计、薄膜测厚仪、霍尔效应仪对其进行了结构表征和光电性能测试,研究了靶材中Al2O3不同掺杂质量分数（1%~5%）对薄膜结构及光电性能的影响。结果表明：沉积所得AZO薄膜为六方形纤锌矿结构,沿（002）晶面择优取向生长;随着Al2O3掺杂比例的提高,薄膜禁带宽度先增大后减小,电阻率先减小后增大;当Al2O3掺杂质量分数为4%时,薄膜择优取向性最好,可见光透过率最高,电阻率最小,具有最优的结晶质量和光电性能。     

沉积速率对离子辅助蒸发ITO光学性能的影响

选用高纯度ITO颗粒(w(In2O3)∶w(SnO2)=9∶1)作为蒸发膜料、CAB(钙铝钡)红外玻璃为基片,利用离子辅助电子束蒸发技术在不同的沉积速率下制备了光学性能优良的ITO薄膜,并详细讨论了沉积速率对ITO薄膜可见光透过率、禁带宽度、短波截止限、长波截止限及红外区透过率等性能的影响。结果表明:沉积速率对ITO薄膜的光学性能具有重要影响。薄膜的可见光透过率最高可达82.6%,并随沉积速率的升高而降低;禁带宽度随沉积速率的改变在3.75～3.98eV之间变化,短波截止限随着禁带的宽化,向短波方向移动;在红外区,ITO薄膜的平均透过率随沉积速率的上升而明显减小,薄膜等离子波长λp发生蓝移现象。     

多种尺寸和形貌Cu2 O的可控制备与表征

以硫酸铜-乳酸体系为电解液,采用电化学法制备Cu2 O,分别探讨了表面活性剂浓度、CuSO4浓度、溶液pH值、沉积电压、温度、添加剂等工艺参数对Cu2 O形貌结构和尺寸的影响,并通过X射线衍射分析仪和扫描电镜等对Cu2 O进行表征测试。试验结果表明：CTAB在一定范围内可以起到抑制晶体（200）面生长而促进（111）面择优生长的作用;随着CuSO4浓度的增大,Cu2 O晶型由锥型向方型过渡;随着溶液pH值（8、10、12）的增大,Cu2 O晶型由缺角立方晶型经过立方晶型向棱锥型转变;沉积电压的改变对Cu2 O的择优生长晶面有影响,在2.0 V时晶体尺寸最大;随着溶液温度的提高,晶体尺寸呈先增后减的趋势,当温度为60℃时,晶体粒径最大;加入浓度为2.000 mol／L的NaCl添加剂,Cu2 O呈现出二十四面体晶型结构。     

恒电位法制备不同织构氧化亚铜薄膜工艺的研究

本文采用恒电位法探索了CuSO4和乳酸溶液在摩尔比为1：3的条件下络合,以三电极体系在导电玻璃上沉积C u2 O薄膜的最佳工艺条件。通过分析C u2＋与络合剂乳酸在不同的溶液温度,沉积电位、以及溶液pH的条件下络合,来确定其对Cu2 O薄膜的影响。采用X －射线衍射分析和扫描电子显微镜对薄膜样品结构和形貌进行表征。结果表明,在Cu2＋与乳酸的摩尔比为1：3,溶液温度为65℃～75℃,沉积电位为－1．2V～－2．8V ,溶液的 pH＝10～12的条件下,得到（111）择优取向生长的 Cu2 O 薄膜,呈砖红色,致密均匀。C u2 O膜（200）择优取向生长的参数范围是：溶液温度65℃,沉积电位－1．2 V ,p H＝7～9。     

沉积功率对多晶硅薄膜结构和光学性质的影响

采用等离子体化学汽相沉积(PECVD)方法在普通玻璃衬底上制备出多晶硅薄膜.研究了在不同沉积功率下的薄膜的沉积速率、晶相结构、吸收系数和光学禁带宽度.实验结果表明,沉积功率为140 W时薄膜沉积速率最大,达到7.8 nm/min.沉积功率为30 W多晶硅薄膜的晶粒较大,平均尺寸200 nm左右.沉积功率为100 W薄膜有较高结晶度,晶化率达到68%.薄膜样品在波长为500 nm的光吸收系数达到6×104 cm-1,在不同功率下样品的光学禁带宽度在1.70-1.85 eV之间变化.     

CuInS_2薄膜的溶胶-凝胶法制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法,以CuCl2.2H2O和InCl3.4H2O为阳离子反应物,硫脲为硫源,去离子水为溶剂在玻璃衬底上制备CuInS2薄膜,在Ar气氛条件下400℃退火1 h。利用XRD衍射仪、扫描电子显微镜、NKD-7000 W光学薄膜分析系统等现代测试手段,研究了不同反应物Cu/In/S摩尔比对薄膜的晶相结构、表面形貌和光学性能的影响。结果表明:所制备的CuInS2薄膜为黄铜矿结构,沿(112)面择优取向生长。反应物Cu/In/S摩尔配比为1.5∶1∶6所生长的CuInS2薄膜晶粒尺寸分布均匀,表面平整致密。CuInS2薄膜的光学带隙宽度在1.97~2.05 eV范围内变化。     

热处理对TiO2/AC电极材料结构及电化学性能的影响

为了研究不同热处理温度对Ti O2/AC电极材料结构及电化学性能的影响,采用溶胶-凝胶法制备该电极材料,通过扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TG-DTG)、比表面积及孔径分析仪(BET)、X射线衍射光谱仪(XRD)和电化学工作站对其微观结构和电化学性能进行表征分析.结果表明:热处理使Ti O2呈絮状或颗粒状附着于活性炭表面及孔道中;随着热处理温度升高,Ti O2/AC比表面积先增大后减小,晶型由锐钛型逐渐向金红石型转变,晶粒尺寸也逐步增大,比电容值先增大后减小;当热处理温度为450℃时,Ti O2/AC电极材料的晶型呈锐钛型且晶粒尺寸适中、有效比表面积最大、电化学性能最优.     

CdS薄膜结构表征与光电化学性能研究

以超声喷雾热分解方法成功地制备了低成本高质量的CdS薄膜,用XRD、SEM、拉曼光谱、紫外可见吸收光谱,研究了4个不同沉积温度下制备的CdS薄膜的结构性质,并对其进行光电化学产氢性能测试.实验发现,薄膜结晶程度随着沉积温度的升高而增加,但禁带宽度保持不变.SEM测试显示薄膜均匀致密,表明此方法是一种有效的半导体薄膜电极制备方法.光电化学活性随着沉积温度的升高先增大后减小,在300℃为最佳,在187mw/cm2的光照下此温度制备的电极的光电流密度饱和值约为4.1 mA/cm2,且在电极电势为-0.13 V(vs SCE)处的能量转化效率为0.68%.     

PECVD工艺参数对SiO_2薄膜光学性能的影响

为探索利用等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Depo-sition,PECVD)技术制作光学薄膜的有效方法.以SiH4和N2O作为反应气体,通过采用M-2000UI型宽光谱变角度椭圆偏振仪对制作样片进行测试,分析了薄膜沉积过程中的不同的工艺参数对SiO2薄膜光学性能的影响.实验结果表明:在PECVD技术工作参数范围内,基底温度为350℃,射频功率为150 W,反应气压为100 Pa时,能够沉积消光系数小于10-5,沉积速率为(15±1)nm/min,折射率为(1.465±0.5)×10-4的SiO2薄膜.     

一种N型轻掺杂氢化硅基薄膜的欧姆接触

使用等离子体增强化学气相沉积方法制备了一组磷掺杂氢化硅基薄膜。I-U曲线显示薄膜与铝电极形成了良好的欧姆接触。霍尔测试结果表明该组样品为轻掺杂;利用拉曼光谱和紫外一可见吸收光谱对薄膜的微结构和光学带隙进行了表征,并从薄膜能带结构出发探讨了形成欧姆接触的原因。     

热退火对氮铝镓MSM结构紫外光电探测器性能的影响

宽带隙半导体合金材料AlxGa1-xN成为紫外光电探测器的优选材料,本文通过金属有机气相外延（MOCVD）的方法在Al2O3衬底上制备出Al0.25Ga0.75N合金薄膜,并通过紫外曝光和湿法腐蚀的方法,制备出平面对称结构的金属-半导体-金属（MSM）又指电极结构,通过器件在氮气气氛下不同温度的退火,使得器件的响应度得到很大的提高,在1V偏压下达到3.25A/W,同时对器件的其它参数进行了深入的分析。     

Cu2O薄膜的制备及其光（电）催化降解甲基橙性能研究

采用循环伏安法,在1mol／L的KOH溶液中控制电位-1000mV--450mV（V8SEC）之间以1mV／s的速度扫描,在铜片基体上生成Ca2O薄膜。采用阴极电沉积法,以0．1moL／L的CH3COONa和0．02moL／L的（CH3COO）2Cu溶液作为电解液,控制恒电位-245mV（vs SEC）、室温条件下电沉积2h-3h在石墨板上制得Cu2O薄膜。分别用两种方法制得的薄膜催化剂对甲基橙溶液进行了光催化及光电催化降解。实验表明：铜片基体上膜的降解效果稍好于石墨基体上的膜;当加偏压后,偏压越大降解率越高。在反应器中,两种不同基体制备的薄膜,其光电催化降解甲基橙的降解率均可迭70％．     

金属有机沉积法制备SrTiO3薄膜

采用金属有机沉积（MOD）法制备了SrTiO3（STO）外延薄膜作为YBa2Cu3O7-δ涂层导体的缓冲层.以乙酸锶、钛酸丁酯为前驱物配制了Sr离子浓度为0.125 mol.L-1的SrTiO3前驱溶液.研究了950℃下不同烧结时间（90、120、150 min）对在双轴织构的Ni-W（200）金属基带上沉积STO外延薄膜晶体取向和微观形貌的影响.结果表明,在950℃氩氢混合气氛（Ar-4%H2）下适宜于STO薄膜外延生长的最佳烧结时间为120 min;STO缓冲层薄膜表面平整致密,无裂纹和孔洞,具有良好取向,可作为YBa2Cu3O7-δ涂层导体的缓冲层.     

氧化锌薄膜的阴极电沉积法制备及性能

以硝酸锌溶液为沉积液,采用阴极电沉积技术在ITO导电玻璃基片上制备ZnO薄膜．分析了Zn（NO3）2体系ZnO的电化学沉积机理及反应过程,考察了沉积电位和Zn（NO3）2浓度对沉积过程、薄膜结构及其性能的影响结果表明：沉积电位和Zn（NO3）2浓度对薄膜形貌都有着显著的影响,沉积速率随沉积电位和Zn（NO3）2浓度的增加而增大;当沉积电位和Zn（NO3）2浓度较小时,薄膜粒径小,透光性相对较高．     

纳米晶Ba（Zr0．2Ti0．8）O3薄膜的外延生长与介电特性

用脉冲激光沉积工艺在半导体（001）SrTiO3：ω（Nb）=1．0％单晶基片上,外延生长出Ba（Zr0.2Ti0.8）O3（简称BZT）介电薄膜．在650℃原位退火10min,薄膜为（001）外延生长的晶粒．薄膜的晶化特征与表面形貌用薄膜X-ray衍射仪和原子力显微镜测量完成．BZT薄膜（002）峰的半峰宽只有0．72°,说明薄膜晶化良好;薄膜的平均晶粒为90nm,表面均方根粗糙度为4．3nm,说明薄膜表面平整．在室温、100kHz和500kV／cm条件下,BZT的最大介电常数和调谐百分率分别达到317和65％．     

Bi_2O_3-B_2O_3-RE_2O_3(RE=Ce,Tb)玻璃的光学带隙

采用熔融法制备了Bi2O3-B2O3-RE2O3(RE=Ce,Tb)玻璃,根据Urbach公式和Tauc方程分别计算了含不同种类稀土玻璃的Urbach能及光学带隙,并探究了Urbach能与光学带隙的关系.结果表明:增加稀土离子,玻璃中非桥氧键增多,玻璃的结构疏松,电子跃迁所需的能量降低,Urbach能降低;随着极化率增加,玻璃的键强降低,吸收边增加,光学带隙减小,且光学带隙随着Urbach能的减小线性降低.