Amorphous Ge‐Sb‐Se thin films fabricated by co‐sputtering: Properties and photosensitivity

Amorphous Ge–Sb–Se thin films were fabricated by a rf‐magnetron co‐sputtering technique employing the following cathodes: GeSe₂, Sb₂Se₃, and Ge₂₈Sb₁₂Se₆₀. The influence of the composition, determined by energy‐dispersive X‐ray spectroscopy, on the optical properties was studied. Optical properties were analyzed based on variable angle spectroscopic ellipsometry and UV‐Vis‐NIR spectrophotometry. The results show that the optical bandgap range 1.35‐2.08 eV with corresponding refractive index ranging from 3.33 to 2.36 can be reliably covered. Furthermore, morphological and topographical properties of selenide‐sputtered films studied by scanning electron microscopy and atomic force microscopy showed a good quality of fabricated films. In addition, structure of the films was controlled using Raman scattering spectroscopy. Finally, irreversible photoinduced changes by means of change in optical bandgap energy and refractive index of co‐sputtered films were studied revealing the photobleaching effect in Ge‐rich films when irradiated by near‐bandgap light under Ar atmosphere. The photobleaching effect tends to decrease with increasing antimony content.     

Li掺杂对ZnO薄膜发光特性的影响

为研究碱金属Li掺杂ZnO薄膜的结构及光学性能,利用射频磁控溅射法（RF）在si基片上制备ZnO薄膜和Zn1-LixO薄膜,通过x射线衍射、原子力显微镜和光致发光对薄膜进行测试．研究结果表明：基片温度为450℃时,（002）峰成为薄膜的主要衍射峰;掺入碱金属Li后,薄膜表面颗粒依然均匀;Li掺杂量在5％～15％变化时,带间跃迁峰发生明显红移现象,各发光峰的强度呈抛物线形式变化．     

在蓝宝石、MgO衬底上ZnO波导膜的制备

以ZnO烧结陶瓷为靶材,应用射频磁控溅射技术在（001）蓝宝石、（100）MgO衬底上制备ZnO波导薄膜。利用棱镜耦合、X射线衍射、RBS背散射分析等技术研究了所沉积薄膜的光波导及内部结构信息。结果表明：在两种衬底上所沉积的ZnO薄膜可以形成优良的平面光波导结构;薄膜结晶状况为存在少量其他晶向的C轴择优取向;薄膜含有的Zn及O组分原子数比例为近化学计量比;薄膜的沉积速率受衬底材料表面能作用轻微影响;薄膜的有效折射率较ZnO体材料小且受衬底材料影响。生长在蓝宝石衬底上ZnO薄膜的平均晶粒尺寸较在MgO衬底上的小,且其随膜厚的增加无明显变化,但在MgO衬底上晶粒尺寸则随膜厚的增加有增大趋势。     

磁控溅射技术制备织构化表面Al掺杂ZnO薄膜

以Zn-Al(Al:2wt.%)合金为溅射靶材,采用直流反应磁控溅射的方法,在普通玻璃衬底上制备Al掺杂ZnO(AZO)薄膜。通过对衬底温度的调制,在较高衬底温度下(～280℃),无需经过常规溅射后腐蚀工艺过程,即可获得表面形貌具有特征陷光结构的AZO薄膜,其表面呈现类金字塔状,粗糙度RMS=65.831nm。通过测试薄膜的结构特性、表面形貌及其光电性能,详细地研究了衬底温度对AZO薄膜性能的影响。X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测试表明,所有样品均为多晶六角纤锌矿结构,薄膜呈(002)晶面择优生长,其表面形貌随衬底温度的不同而改变。衬底温度为200℃及其以上工艺条件下获得的AZO薄膜,在可见光及近红外范围的平均透过率大于90%,电阻率优于1.5×10-3Ωcm。     

Al涂层对Ni基合金高温氧化性能的影响

为了研究Al涂层对Ni基合金高温氧化性能及氧化机理的影响,采用磁控溅射方法在Ni基合金表面制备了Al涂层,在600℃下对涂层进行了真空扩散退火和预氧化处理,并研究了涂层在1 100℃下的高温氧化性能.利用扫描电子显微镜和能谱仪分析了氧化膜的截面形貌及组成.结果表明,Ni基合金氧化动力学曲线近似服从抛物线规律,且合金的氧化增重最大.经过1 100℃高温氧化后,Ni基合金表面形成三层氧化膜,外层为Ni O、Cr_2O_3、Al_2O_3的混合氧化物和少量尖晶石氧化物,中间层主要为Ni的氧化物,内层为Al_2O_3.Al涂层试样的氧化增重相对较小,表明Al涂层在一定程度上提高了Ni基合金的抗氧化性能.     

掺铝氧化锌（AZO）薄膜制备及结合机理探索

利用射频磁控溅射法以ZnO：Al2O3陶瓷靶材为源在丙纶非织造布上制备了AZO薄膜.采用扫描电镜（SEM）分析溅射时间对薄膜微结构的影响,结合能谱分析仪（EDX）对薄膜成分进行分析表征,分析探讨了在丙纶非织造布上溅射沉积纳米薄膜与基材的结合机理.结果表明：随着溅射时间的延长,薄膜的均匀性致密性越来越好;溅射得到的纳米薄膜元素的特征峰明显,纯度高;薄膜与基材之间结合是物理、化学等多种力共同作用的结果.     

Structure, optical, and magnetic properties of Mn-doped ZnO films prepared by sputtering

The microstructural,optical,and magnetic properties and room-temperature photoluminescence(PL) of Mn-doped ZnO thin films were studied.The chemical compositions were examined by energy dispersive X-ray spectroscopy(EDS) and the charge state of Mn ions in the ZnO:Mn films was characterized by X-ray photoelectronic spectrometry(XPS).From the X-ray diffraction(XRD) data of the samples,it can be found that Mn doping does not change the orientation of ZnO thin films.All the films prepared have a wurtzite stru...     

硼碳氮薄膜的内应力研究

采用射频磁控溅射技术制备出硼碳氮(BCN)薄膜。傅里叶红外吸收光谱(FTIR)测量发现样品的组成原子之间实现了原子级化合,扫描电子显微镜(SEM)测量发现样品与衬底间存在较大的内应力。样品剥落后,应力的消除使红外吸收峰向低波数移动。实验还发现,对新制备的硼碳氮薄膜进行600℃热处理能有效释放薄膜中的压应力。     

利用同质缓冲层溅射生长c轴择优取向氮化铝薄膜

采用射频反应磁控溅射技术，利用低温低功率下生长的氮化铝（AlN）作为缓冲层，在铟锡复合氧化物（ITO）玻璃衬底上制备出具有良好c轴择优取向的多晶AlN薄膜.采用X射线衍射仪（XRD）、原子力显微镜（AFM）和场发射扫描电子显微镜（FESEM）研究了缓冲层对薄膜结晶特性和表面形貌的影响.结果表明，该缓冲层在提高AlN薄膜结晶质量的同时，薄膜的表面粗糙度由19.1 nm减小到2.5 nm，使薄膜表面更为平滑、致密.剖面扫描电子显微镜（SEM）照片显示AlN晶粒呈高度一致的柱状生长体制.通过分析样品的透射光谱，计算得到AlN薄膜的折射率和消光系数分别为2.018 7和0.007 7.     

退火温度对硅基硬质碳膜内应力和硬度的影响

硬质碳膜中应力的存在限制了其应用,真空退火是降低内应力的有效措施.本文利用BGS6341型电子薄膜应力分布测试仪和HXD-1000型数字式硬度计,对在硅基片上用非平衡磁控溅射制备的碳膜应力和硬度随退火温度的变化进行了研究.研究结果表明:随退火温度的升高,碳膜平均应力减小,分布趋向均匀,但硬度下降;在退火温度300℃下平均应力减小为-2.29×108Pa,膜的硬度变化不明显,维氏硬度从4780.3589 MPa降到4194.099 MPa(类似于类金刚石(DLC)),此退火温度下保证了薄膜具有很小的内应力同时具有较高的硬度.