基片温度对电子束蒸发的ZnS薄膜性能的影响

采用电子束蒸发在不同基片温度下沉积ZnS薄膜,研究了基片温度对薄膜性能的影响.结果表明:不同基片温度下沉积的ZnS薄膜均呈多晶状态,为体心立方(闪锌矿)结构的β-znS,并具有明显的(111)面择优取向,导电类型为n型.随着成膜时基片温度的提高,薄膜结晶度越来越好,透过率增大,载流子浓度增大,而电阻率减小.     

退火温度对ZnO掺杂ITO薄膜性能的影响

利用电子束蒸镀方法,在K8玻璃衬底上沉积ZnO掺杂ITO(ZnO-ITO)与ITO薄膜。研究不同退火温度对ZnO-ITO薄膜的微观结构的影响;对比分析了在不同退火温度条件下,ZnO-ITO和无掺杂ITO薄膜的光电性能。结果发现,ZnO-ITO薄膜具有较大的晶粒尺寸,随着退火温度的上升,晶体结构得到改善,表面粗糙度减小,薄膜的光电性能显著提高。ZnO-ITO薄膜经过500℃退火后得到最佳的综合性能,其表面均方根粗糙度(RMS)为32.52nm,电阻率为1.43×10-4Ω.cm;对442nm波长的光,透射率可达98.37%;与ITO薄膜相比,ZnO-ITO薄膜具有显著的抗PEDOT:PSS溶液腐蚀的能力。     

沉积温度对电子束蒸发沉积ZrO2薄膜性质的影响

摘要ZrO2薄膜样品在不同的沉积温度下用电子束蒸发的方法沉积而成。利用X射线衍射(XRD)仪和原子力显微镜(AFM)检测了ZrO2薄膜的晶体结构和表面形貌，发现室温下沉积ZrO2薄膜样品为非晶结构，随着沉积温度升高．ZrO2薄膜出现明显的结晶现象，在薄膜中同时存在四方相及单斜相。薄膜表现为自由取向生长，晶粒尺寸随沉积温度升高而增大。同时发现薄膜中的残余应力随沉积温度的升高，由张应力状态变为压应力状态，这一变化主要是薄膜结构变化引起的内应力的作用结果。同时讨论了不同沉积温度对ZrO2薄膜光学性质的影响。     

退火温度对SnF2掺杂SnO2薄膜性能的影响

利用电子束蒸镀技术在石英玻璃上沉积SnF2掺杂SnO2(FTO)薄膜.研究了不同退火温度对FTO薄膜结构和光电性能的影响.研究结果表明:升高退火温度可促进FTO薄膜中晶粒逐渐变大,结晶度变好,同时薄膜在可见光范围内的透射率随着退火温度升高逐渐增加,吸收边发生蓝移,禁带宽度显著变宽,这是由于载流子浓度增加导致的Moss-Burstein效应.升高温度时,薄膜电学性能随着退火温度升高有了很大改善,700℃退火处理后得到电阻率低至2.74×101 Ω·cm、载流子浓度为2.09×1020 cm-3、迁移率为9.93 cm2·V 1·s 1的FTO薄膜.     

沉积温度对反应电子束蒸发TiO2薄膜结构和光学性能的影响

TiO2具有较高的折射率,在光学方面有着广泛的应用.文中采用等离子辅助反应电子束真空蒸镀法,以Ti为膜料、纯度为99.99%的O2为反应气体,在玻璃衬底上制备了TiO2薄膜.使用XRD、OM、SEM分别对50℃、150℃、300℃三个不同沉积温度下制备的薄膜及其经过450℃真空退火1 h后的结构进行了分析,并对薄膜的折射率进行测量.实验结果表明,提高沉积温度可以增加成膜原子的能量及其在衬底上的扩散能力,使沉积的薄膜结构平整致密,具有较高的折射率.     

沉积温度对电子束蒸发HfO2薄膜残余应力的影响

采用电子束蒸发沉积方法在BK7玻璃基底和熔融石英基底上沉积了HfO2薄膜,研究了不同沉积温度下的应力变化规律。利用ZYGO干涉仪测量了基片镀膜前后曲率半径的变化,计算了薄膜应力。结果发现在所考察的实验条件下HfO2薄膜的残余应力均为张应力,应力值随沉积温度的升高先增大后减小。两种基底上薄膜的残余应力的主要产生机制不同。对于BK7玻璃基底HfO2薄膜的残余应力起决定作用的是内应力,熔融石英基底上HfO2薄膜的残余应力在较低沉积温度下制备的薄膜起决定作用的是热应力,在沉积温度进一步升高后内应力开始起决定作用。通过对样品的X射线衍射(XRD)测试,发现在所考察的温度范围内,HfO2薄膜的结构发生了晶态转换,这一结构转变与薄膜残余应力的变化相对应。两种基底上薄膜微结构的演变及基底性能差异是两种基底上薄膜应力不同的主要原因。     

（英）退火温度对电子束蒸发沉积硅薄膜结构和光学性能的影响

系统研究了退火温度对硅薄膜结构和光学性能的影响。通过电子束蒸发工艺制备硅薄膜,然后在氮气保护下对薄膜样品在200~500°C范围内进行退火处理。使用XRD、拉曼光谱、电子自旋共振和透射光谱测量等方法对薄膜样品进行了表征。结果显示,随着退火温度的升高,非晶硅薄膜结构有序度在短程和中程范围内得到改善,同时缺陷密度显著降低-。当样品在400°C退火后,消光系数k由6.14×10^-3下降到最小值1.02×10~3(1000 nm),这是由于此时硅薄膜缺陷密度也降到最低,约为沉积态薄膜的五分之一。试验结果表明,硅薄膜在适当的温度下退火可以有效地降低近红外区膜层的光学吸收,这对硅薄膜在光学薄膜器件研制中具有重要应用。     

原位退火对磁控溅射制备的ZnS薄膜微结构和发光性能的影响

采用射频磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了系列ZnS薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光分光光度计研究了Ar气氛中300～500℃原位退火对薄膜微结构和发光性能的影响.结果表明,退火温度对ZnS薄膜的结晶性能和晶粒大小的影响不大,但会显著影响其发光特性.低温退火处理的薄膜的PL谱具有多个发光峰,...     

基底温度对电子束沉积SiO_2薄膜的影响

利用热力学统计理论及薄膜生长理论,给出了薄膜堆积密度、折射率与基底温度之间的关系。在实验中采用电子束热蒸发技术,在不同的沉积速率和基底温度下制备了单层二氧化硅薄膜。研究了沉积速率与薄膜表面均匀度及折射率的关系,并着重分析了基底温度对薄膜折射率、透射率、表面形貌及微观结构的影响。实验结果表明:基底温度升高,薄膜表面粗糙度减小,晶粒间隙缩小,折射率增加,透射率提高,吸收度降低。且当基底温度为500℃时,在可见光区域SiO2薄膜的透射率可达99.4%以上。对实验数据进行拟合,理论计算与实验结果符合得很好。     

快速光退火对ITO薄膜结构和性能的改善

利用电子束蒸发技术在常温下制备ITO透明导电膜,在这种条件下很难得到性能良好的透明导电膜,试图通过研究快速光热退火下退火温度、退火时间对其性能的影响,致力于在低温退火工艺下改善薄膜性能.通过对退火后样品禁带宽度的计算得出随着退火温度或退火时间的增大,禁带宽度逐渐增大;对样品的微结构分析发现随着退火温度的提高或退火时间的延长,样品的微结构致密性提高,各晶向面间距和晶格常数逐渐趋于标准的晶体;但退火温度过高或退火时间过长反而不利于透明导电膜性能的提高,所以选取合适的退火温度和退火时闻是光退火下透光性和导电性都得到提升的关键.在200℃的退火温度下,退火12 min可实现样品的透光率在可见光范围内达到82%,电阻率ρ＝2.3×10-3Ω·cm.     

ZnS thin films deposition by thermal evaporation for photovoltaic applications

ZnS thin films were deposited on a glass substrate by thermal evaporation from millimetric crystals of ZnS.The structural, compositional and optical properties of the films are studied by X-ray diffraction, SEM microscopy, and UV-VIS spectroscopy.The obtained results show that the films are pin hole free and have a cubic zinc blend structure with (111) preferential orientation.The estimated optical band gap is 3.5 eV and the refractive index in the visible wavelength ranges from 2.5 to 1.8.The good cubic structure obtained for thin layers enabled us to conclude that the prepared ZnS films may have application as buffer layer in replacement of the harmful CdS in CIGS thin film solar cells or as an antireflection coating in silicon-based solar cells.     

不同温度硫化生长ZnS薄膜的性能

采用磁控溅射方法在玻璃衬底上室温下沉积了Zn薄膜,接着将薄膜在硫蒸气和氩气氛中于200℃预热1 h,然后升温至250~500℃退火1 h。以XRD、SEM、EDS和紫外可见分光光度计对薄膜进行表征,并结合热力学计算结果研究了Zn薄膜硫化生长机理。Zn转变为ZnS的过程包括硫化反应以及S原子和Zn原子的扩散。研究还表明:第一步的200℃预热可在Zn薄膜表面形成ZnS,随后第二步退火的硫化温度对硫化薄膜光透过率、S/Zn摩尔比和结晶性都有明显影响;在大于或等于300℃的硫化温度下制备的ZnS薄膜在400~1100 nm范围光透过率高达约80%,带隙为3.54~3.60 eV,晶体结构为六方。     

衬底温度对电子束沉积LaF3薄膜性能的影响

采用电子束沉积的方法分别在K9玻璃、紫外熔凝石英和Si基片上制备了LaF3单层膜,研究了衬底温度对LaF3薄膜结构和光学性能的影响.衬底温度从200℃上升到350℃,间隔为50℃,用分光光度计测量样品的透射率光谱曲线,并进行光学常数的计算.利用原子力显微镜(AFM)进行表面粗糙度的标定,利用ZYGO干涉仪测量基板镀膜前...     

硫化法制备ZnS薄膜的结构和光学性能研究

采用直流反应磁控溅射法,在玻璃衬底上沉积了ZnO薄膜,然后在H2S气氛和500℃温度下退火制备了六方ZnS薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、UV-VIS分光光度计、扫描电子显微镜(SEM)对样品进行了表征。结果表明:ZnO经0.5 h硫化就能全部生成ZnS,适当提高硫化时间可改善ZnS的结晶性,但硫化时间超过2 h后,结晶性会有所降低;所有制得ZnS薄膜都沿c轴择优生长,其晶粒明显比ZnO更大。此外,这些ZnS薄膜在500~1 100nm波长范围内的光透过率均高达约75%,带隙为3.65~3.70 eV。     

Zn沉积时间对低温硫化制备ZnS薄膜性能的影响

采用磁控溅射方法在不同时间下沉积了Zn薄膜,接着先后在200℃和400℃温度下的硫蒸气和氩气氛中进行了低温硫化退火,时间都为1 h,最后得到不同厚度的六方相ZnS薄膜。以XRD、SEM、EDS和紫外可见分光光度计对薄膜进行表征。研究表明:随着Zn沉积时间的增加,硫化制备的ZnS薄膜的晶粒尺寸、光透过率、带隙、S/Zn摩尔比都发生了明显变化,但变化趋势不同。并且,对其低温硫化生长ZnS薄膜的机理进行了讨论。此外,硫化前的抽真空处理可以明显改善ZnS薄膜的质量。所有低温硫化制备的ZnS薄膜在400~1100 nm范围光透过率约为70%,带隙值为3.49~3.57 eV。其中,3 min沉积的Zn在抽真空后低温硫化生长的ZnS薄膜质量最佳。     

Preparation and characterization of ZnS thin films prepared by chemical bath deposition

Zinc sulfide thin films were prepared by chemical bath deposition technique using zinc sulfate (ZnSO₄·7H₂O) and thiourea [SC(NH₂)₂] as sources of Zn²⁺ and S^2– ions, and ammonia (NH₃) and hydrazine hydrate (N₂H₄) as complexing agents. The structural, stoichiometric proportion, morphology and optical properties of the ZnS thin films were investigated as a function of thiourea and ammonia concentrations using X-ray diffraction (XRD), energy-dispersive spectroscopy (EDS), scanning electron microscopy (SEM) and UV-visible spectrophotometry measurements. The deposition mechanism is discussed. The results reveal that the ZnS films exhibit poor crystallinity. The ammonia concentration had an obvious effect on the surface morphology, optical properties and deposition mechanism. The S/Zn atomic ratio and optical bandgap of the ZnS thin films first increased and then decreased with increasing ammonia or thiourea concentration.