直流磁控反应溅射制备IrO2薄膜

为研究氧化铱（ＩｒＯ２）对ＰＺＴ铁电薄膜疲性能的影响。利用直流（ＤＣ）磁控反应溅射（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）工艺成功地在ＳｉＯ２／Ｓｉ（１００）衬底上制得了高度取向的ＩｒＯ２薄膜,并在其上制成ＰＺＴ铁电薄膜,讨论了溅射参数（溅射功率、Ａｒ／Ｏ２比、衬底温度）以及退火条件对氧化铱薄膜的结晶,取向和形态的影响。     

医用NiTi合金表面溶胶-凝胶法制备TiO2-SiO2薄膜

采用溶胶－凝胶法在ＮｉＴｉ形状记忆合金表面制备了ＴｉＯ_２－ＳｉＯ_２复合薄膜,在提高医用ＮｉＴｉ合金的抗腐蚀性方面,收到了显著的效果．运用电化学方法对不同组成的ＴｉＯ_２－ＳｉＯ_２薄膜在模拟体液中的腐蚀行为进行了研究,结果表明,随薄膜中 Ｔｉ／Ｓｉ比的增加,ＴｉＯ_２－ＳｉＯ_２薄膜的抗腐蚀性增强．划痕试验表明 ＴｉＯ_２－ＳｉＯ_２（Ｔｉ／Ｓｉ＝４：１）膜与ＮｉＴｉ合金基体具有较高的界面结合强度．用原子力显微镜（ＡＦＭ）对ＴｉＯ_２－ＳｉＯ_２薄膜的表面形貌及表面粗糙度进行观察和分析,解释并讨论了ＴｉＯ_２－ＳｉＯ_２薄膜的配方组成与其抗腐蚀性的关系,ＳｉＯ_２含量较少时,薄膜结构致密,膜层均匀平滑,且膜基结合力好,作为医用ＮｉＴｉ合金的表面保护层,可以使其耐腐蚀性有显著提高．     

二氧化钒薄膜在α-Al2O3衬底上的外延生长及其金属-半导体相变特性研究

利用ＸＲＤ及ＸＲＤ极图技术表征了用激光剥离技术生长的ＶＯ_２薄膜．结果表明：在衬底温度为５００℃,氧气偏压６．６７Ｐａ的条件下,在Ａｌ_２Ｏ_３（１１２０）衬底上能实现ＶＯ_２的二维外延生长．薄膜的结构除了与沉积工艺有关外,还和衬底的取向密切相关．在Ａｌ_２Ｏ_３（１１２０）衬底上,定向生长的（１００）ＶＯ_２在Ｍｉｌｌａｒ指数＜５时,除了［０１０］以外,不存在其他晶格矢量与衬底相匹配,从而不可能实现三维单晶薄膜的外延生长．电学特性的测试结果显示,在温度为６５℃左右,ＶＯ_２薄膜出现相交,薄膜的电阻率变化达４个数量级．     

Ba0.7Sr0.3TiO3薄膜的制备、结构及性能研究

研究了一种以乙二醇为稳定剂的新的ＢＳＴ前驱液,用ｓｏｌ－ｇｅｌ法在Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ_２／Ｓｉ（１００）基底上成功地制备出具有优良电学性能的Ｂａ_０．７Ｓｒ_０．３　ＴｉＯ_３薄膜．乙二醇的加入有效地增加了前驱液的稳定性,并降低薄膜的结晶温度．利用ＸＲＤ、ＤＴＡ等技术分析了凝胶热处理过程中相变化情况及薄膜厚度与成相的关系．厚度 ２００ｎｍ,Ｏ_２气氛中 ７００℃处理 １５ｍｉｎ后的 ＢＳＴ薄膜具有良好的介电性能,１００ｋＨｚ时介电常数ε＞４００,介电损耗 Ｄ＜０．０２;Ｐ—Ｅ电滞回线说明薄膜具有良好的铁电性能,剩余极化只约为１．４μＣ／ｃｍ^２,矫顽场强 Ｅ_ｃ约为 ４８ｋＶ／ｃｍ．     

溶胶-凝胶法中热处理对PMNT薄膜结构的影响

研究用溶胶－凝胶方法制备ＰＭＮＴ（铌镁酸铅）薄膜的工艺过程．通过ＸＲＤ和ＳＰＭ系统地分析了热处理条件（热解温度和退火条件）与ＰＭＮＴ薄膜的形态．结晶和取向的对应关系,已建立起制备高度取向 ＰＭＮＴ薄膜的工艺．并成功地在Ｐｔ／Ｔｉ／ＳＩＯ_２／Ｓｉ衬底上制备成（１１１）取向的ＰＭＮＴ薄膜．     

溅射工艺参数对PZT铁电薄膜相变过程的影响

采用射频磁控溅射工艺,在（１１１）Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上用ＰＺＴ（５３／４７）陶瓷靶制备铁电薄膜。用快速光热退火炉对原位沉积的薄膜进行ＲＴＡ处理。     

改进溶胶-凝胶法制备PZT50/50铁电薄膜

采用改进的溶胶凝胶法在Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上制备了ＰＺＴ５０／５０铁电薄膜，用Ｘ射线衍射表征了薄膜的物相，用原子力显微镜（ＡＦＭ）表征薄膜的微观形貌，用ＲＴ６６Ａ测量了薄膜的铁电特性，获得了具有优良的铁电性能的晶粒尺寸为１００ｎｍ的ＰＺＴ５０／５０铁电薄膜，在２０Ｖ电压下，Ｐｒ＝３１．８３μＣ／ｃｍ２。     

溅射PZT薄膜的晶体结构和快速热处理

采用常温射频（ＲＦ）溅射法和快速热处理相结合的技术，在Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上，制备出具有铁电性的ＰＺＴ薄膜。研究了快速热处理工艺条件对ＰＺＴ薄膜性能的影响。通过Ｚ射线衍射法、ＳＥＭ和ＡＥＳ等方法，分析了ＰＺＴ薄膜的晶体结构、微结构、薄膜和电极间的界面效应。     

Na0.5Bi0.5TiO3-BaTiO3陶瓷的介电和压电性能研究

研究了Ｎａ_０．５Ｂｉ_０．５ＴｉＯ_３和（Ｎａ_０．５Ｂｉ_０．５）_０．９４Ｂａ_０．０６ＴｉＯ_３陶瓷的电滞回线、压电性能和热滞现象·得到（Ｎａ_０．５Ｂｉ_０．５）_０．９４Ｂａ_０．０６ＴｉＯ_３陶瓷的剩余极化Ｐ_ｒ＝１９ｕＣ／ｃｍ^２、矫顽场Ｅ_ｃ＝４．７ｋＶ／ｍｍ．发现用适量的Ｂａ^２＋取代（Ｎａ_０．５Ｂｉ_０．５）^２＋尽管压电性能有所提高,但同时使得材料的温度稳定性大大降低．     

嵌有纳米碳颗粒凝胶玻璃的制备及其发光特性

以磷酸三乙酯、硝酸铝和正硅酸乙酯为原料,通过它们的水解制备了ｘＡｌ_２Ｏ_３·ｘＰ_２Ｏ₅·１００ＳｉＯ_２（ｘ＝０．２５～３）凝胶．在６００℃对凝胶进行热处理,使其中的有机基团炭化,从而制备出了镶嵌有碳纳米颗粒的ｘＡｌ_２Ｏ_３·ｘＰ_２Ｏ_５·１００ＳｉＯ_２（ｘ＝０．２５,０．５）凝胶玻璃．在室温下以５３２ｎｍ激光（Ｎｄ：ＹＡＧ）激发,在 ６３０ｎｍ处有一强的发光峰,该发光现象是由镶嵌在凝胶玻璃中的纳米碳颗粒产生的．     

直流反应溅射TiO2薄膜的制备及其性能研究

采用直流反应磁控溅射的方法,溅射高纯钛靶在ITO石英衬底上制备了TiO2薄膜.用XRD、Raman光谱、AFM和紫外-可见光分光光度计分别测试了TiO2薄膜的结构、表面形貌和紫外-可见光透射谱,研究了工艺因素中溅射气压、氧氩比和退火温度对薄膜结构的影响.采用C(胶)/TiO2/ITO三层结构研究了锐钛矿TiO2薄膜的紫外光响应.实验结果表明较低的溅射气压、合适的氧氩比和较高的退火温度有利于锐钛矿TiO2薄膜的结晶.在2 V的偏压下,锐钛矿TiO2薄膜的紫外光响应上升迟豫时间约为3 s,稳定光电流可达到2.1 mA,对紫外光的灵敏性和稳定的光响应表明TiO2薄膜有可能成为一种新的紫外光探测器材料.     

Preparation of strontium titanate thin films by mirror-confinement-type electron cyclotron resonance plasma sputtering

Using mirror-confinement-type electron cyclotron resonance (ECR) plasma sputtering method, strontium titanate (SrTiO₃) thin films have been prepared on Si and Pt/Ti/SiO₂/Si substrates at a low substrate temperature (below 450 K) in a low pressure (2.7×10⁻² Pa) environment of pure Ar and Ar/O₂ mixture. Prepared film surfaces were very smooth regardless of high deposition rate (8.5 nm/min). The composition ratio Sr/Ti of Sr to Ti in the films varied with the distance between the target and the substrate. All as-deposited films on Si substrates were found to be amorphous and were crystallized by post-deposition annealing using an electric furnace at 650 K, i.e. approximately 250 K lower than annealing for films obtained by conventional RF magnetron sputtering. Post-deposition annealing of these films using millimeter-wave radiation decreased the crystallization temperature to a value of 550 K. Furthermore, all as-deposited films on Pt/Ti/SiO₂/Si substrates by a plasma of Ar and O₂ gas mixture were found to be crystallized regardless of no substrate heating.     

不同退火升温速率下PZT铁电薄膜中的残余应力分析

室温下利用射频磁控溅射在Pt/Ti/SiO2/Si(100)上淀积了约200nm厚的PZT铁电薄膜,在N2(纯度为99.999%)气氛中以不同升温速率进行快速热退火,采用X射线衍射法表征其残余应力。结果表明,薄膜中的应力不是二维应力而是三维应力,且除了切应力σ22以外的大部分应力张量的分量为张应力;薄膜中张应力的增大主要是由于氧空位与晶粒尺寸共同作用的结果,而该应力的减小是由于晶粒尺寸在薄膜应力演变过程中占主导地位所致。     

Annealing dependence of residual stress and optical properties of TiO2 thin film deposited by different deposition methods

Titanium oxide (TiO(2)) thin films were prepared by different deposition methods. The methods were E-gun evaporation with ion-assisted deposition (IAD), radio-frequency (RF) ion-beam sputtering, and direct current (DC) magnetron sputtering. Residual stress was released after annealing the films deposited by RF ion-beam or DC magnetron sputtering but not evaporation, and the extinction coefficient varied significantly. The surface roughness of the evaporated films exceeded that of both sputtered films. At the annealing temperature of 300 degrees C, anatase crystallization occurred in evaporated film but not in the RF ion-beam or DC magnetron-sputtered films. TiO(2) films deposited by sputtering were generally more stable during annealing than those deposited by evaporation.     

N掺杂Cu2O薄膜的低温沉积及快速热退火研究

采用氧化亚铜(Cu_2O)陶瓷靶,利用射频磁控溅射沉积法在氮气和氩气的混合气氛下制备了N掺杂Cu_2O(Cu_2O∶N)薄膜,并在N_2气氛下对薄膜进行了快速热退火处理,研究了N_2流量和退火温度对Cu_2O∶N薄膜的生长行为、物相结构、表面形貌及光电性能的影响。结果显示,在衬底温度300℃、N_2流量12sccm条件下生长的薄膜为纯相Cu_2O薄膜;在N_2气氛下对预沉积薄膜进行快速热退火处理不影响薄膜的物相结构,薄膜的结晶质量随退火温度(450℃)的升高而显著改善;快速热退火处理能改善薄膜的结晶质量和缺陷,降低光生载流子的散射,增强载流子的传输,预沉积Cu_2O∶N薄膜经400℃退火处理后展示出较好的电性能,薄膜的霍尔迁移率(μ)为27.8cm~2·V~(-1)·s~(-1)、电阻率(ρ)为2.47×10~3Ω·cm。研究表明低温溅射沉积和快速热退火处理能有效改善Cu_2O∶N薄膜的光电性能。     

射频磁控溅射法制备碲化铅薄膜的X射线衍射分析

采用射频磁控溅射法,在单面抛光的Si(111)衬底上制备了PbTe薄膜,利用X射线衍射法分析了溅射工艺参数如溅射功率、溅射时间、衬底温度以及退火温度对PbTe薄膜的结晶质量的影响。结果表明:在溅射功率为30W,溅射时间为10 min,衬底未加热时制备的薄膜具有最好的〈100〉方向的择优取向性;退火处理可以改善薄膜的结晶质量,并且退火温度越高,薄膜的结晶质量越好。     

A cost-effective growth of SiO(x) thin films by reactive sputtering: photoluminescence tuning

We present a new cost-effective method to produce substoichiometric SiO2 thin films by means of a simple sputter-coater operated at a base pressure of 1 x 10(-3) mbar. During sputtering air is introduced through a fine valve so that the sputtering gas is a mixture of air/Ar. High-resolution electron microscopy shows the formation of amorphous SiO(x) thin films for the as-deposited samples. The index x approaches 1 when the ratio of the partial pressure of air/Ar tends to 0.1. On the other hand, pure silica is formed when the ratio of the partial pressure of air/Ar approaches 0.5. The films in the as-deposited state show intense green-yellow photoluminescence. This fades away with short annealing under air at 950 degrees C. If on the other hand, prolonged annealing is performed under Argon atmosphere at 1000 degrees C, red-infrared photoluminescence is recorded due to the formation of Si nanocrystals embedded in SiO2. This simple method could be suitable for the production of thin SiO(x) films with embedded nanocrystals for optoelectronic or photovoltaic applications.     

溅射工艺对BST薄膜取向行为的影响

采用射频磁控溅射法在Si(100)衬底上沉积了Ba0.65Sr0.35TiO3薄膜.借助XRD、AFM和SEM研究了衬底温度、退火温度、溅射气压等不同的溅射参数对Ba0.65Sr0.35TiO3薄膜的晶化行为和显微结构的影响.在室温下沉积并未经退火处理的Ba0.65Sr0.35TiO3 薄膜是无定形态,在较高温度下沉积的薄膜晶化相对较好;随着在氧气气氛中退火温度的升高,X射线衍射峰的半峰宽变窄,衍射峰强度增强;在0.37～1.2Pa气压下沉积的Ba0.65Sr0.35TiO3薄膜有(110)和(200)主衍射峰,且其强度随溅射气压的增加而增强;当溅射气压继续升到3.9Pa,(110)和(200)衍射峰明显增强,说明Ba0.65Sr0.35TiO3 薄膜具有(110) (200)择优取向.AFM和SEM结果显示薄膜晶粒细小均匀、结构致密、表面平整,且无裂纹、无孔洞.分析结果显示优化工艺参数制备的Ba0.65Sr0.35TiO3 薄膜是用以制备非致冷红外探测器的优质材料.     

掠射角溅射沉积纳米结构氧化钨薄膜

采用掠射角反应磁控溅射法在室温下沉积了纳米结构氧化钨(WO₃)薄膜, 并对薄膜进行热处理。利用场发射扫描电镜(FE-SEM)和X射线衍射仪(XRD)对氧化钨薄膜的形貌和结构进行了表征。当掠射角度为80°时, 采用直流电源沉积的氧化钨薄膜具有纳米斜柱状结构, 而采用脉冲直流电源沉积的薄膜呈现纳米孔结构。纳米薄膜经450℃热处理3 h后, 纳米斜柱彼此连接, 失去规整结构, 而纳米孔结构的孔尺寸变大。XRD分析表明室温沉积的氧化钨薄膜具有无定形结构, 经450℃热处理1 h后, 转变为单斜晶相。具有纳米斜柱状或纳米孔结构氧化钨薄膜的光学调制幅度在波长600 nm时达到60%, 且电致变色性能可逆。