脉冲激光淀积制备LiTaO3光波导薄膜的研究

报道了利用准分子脉冲激光淀积技术在（００１）和（０１２）蓝宝石衬底上制备ＬｉＴａＯ３光波导薄膜的实验研究。利用Ｘ光衍射和Ｒａｍａｎ光谱术鉴定所生长薄膜的微结构，研究了脉冲能量、衬底温度、氧分压和淀积室几何等因素对薄膜质量的影响。结果表明脉冲能量和衬底温度对薄膜生长的择优取向有很大影响，而氧分压和淀积室的几何配置主要影响薄膜的生长动力学。在合适的工艺条件下制备了优质的外延膜，薄膜显示了优异的光波导性     

单靶溅射法制备CIS薄膜

 通过单靶一步溅射再退火的方法,在钠钙玻璃及镀钼玻璃衬底上制备了铜铟硒(CIS)薄膜。通过优化工艺参数,获得了结晶性良好的CIS 薄膜,分析了溅射沉积薄膜时衬底温度及不同退火温度对薄膜结晶性的影响。研究发现,衬底温度为150℃时,退火获得的CIS 薄膜结晶性最好;不同的退火温度对Mo 衬底上的CIS 薄膜结晶性影响不大。结果表明,靶材的致密度对CIS 薄膜性能有较大的影响,说明一步法制备CIS 薄膜对靶材有较高的质量要求。     

PECVD沉积氮化硅薄膜在退火过程中的特性变化及在太阳电池中的应用

采用等离子体增强化学气相沉积 (PECVD),在单晶硅衬底上生长氮化硅(SiN)薄膜,再对薄膜进行快速热退火处理,研究了在不同温度下SiN薄膜的退火特性.通过椭圆偏振光仪测量了薄膜厚度和薄膜的折射率,发现退火后薄膜的厚度下降,折射率升高;采用准稳态光电导衰减QSSPCD测少数载流子寿命,发现少子寿命有很大程度的下降.还研究了SiN薄膜对多晶硅电池性能的影响,发现它能较大幅度地提高电池效率.     

NiCo2O4外延薄膜的制备及其结构依赖的电输运性能

采用脉冲激光沉积技术在不同衬底材料上沉积了NiCo_2O_4(111)外延薄膜,分别利用反射式高能电子衍射、X线衍射及原子力显微镜表征了NiCo_2O_4外延薄膜的晶体结构和表面特征,测试了2种不同衬底材料上NiCo_2O_4外延薄膜的电输运性质,分析了薄膜的电输运有效激活能与温度的关系.研究发现,2种不同衬底上NiCo_2O_4外延薄膜的电输运性质具有完全不同的特征,且均表现出好的导电性.所得研究结果可以为NiCo_2O_4薄膜在自旋电子器件中的应用提供重要的实验指导和现实参考.     

PLD制备LiMn2O4薄膜及参数对薄膜微观结构的影响

用脉冲激光沉积（PLD）,分别在不锈钢和单晶硅（111）衬底上生长了LiMn2O4薄膜,并对所生长LiMn2O4薄膜的结构进行了研究。结果发现,生长在不锈钢衬底上的薄膜具有粗糙的表面和随机的结晶取向,生长在单晶硅衬底上的薄膜具有相对光滑的表面,并具有明显的（111）方向上的择优取向。还研究了脉冲频率和总脉冲数对薄膜生长的影响,结果显示,在相同的沉积条件下,对于不同衬底,LiMn2O4薄膜的生长率不同;脉冲频率对薄膜生长的影响明显,在相同总脉冲数情况下,脉冲频率大,薄膜生长率明显增大。     

Pd／c—Si界面反应研究

运用X 射线衍射(XRD)、Anger 电子能谱(AES)等方法研究了不同晶面取向的Si 衬底对Pd 硅化物薄膜形成的影响:在Si(111)衬底上,形成外延生长的Pd_2Si;在Si(100)衬底上,Pd_2Si 为择优取向的多晶.实验结果表明,在这两种Si 衬底上,Pd 硅化物有不同的形成温度和相转变温度.文中讨论了退火温度对Pd_2Si 的结构、组分和电阻率的影响,并应用热力学规律及界面作用过程解释了实验结果.     

Sb_2Te_3拓扑绝缘体薄膜的MBE制备研究

文章以高纯Sb和Te为锑源和碲源,使用分子束外延(molecular beam epitaxy,MBE)设备,在超高真空条件下外延生长拓扑绝缘体薄膜。通过XRD(X-ray diffraction)、SEM(scanning electron microscope)等检测手段对薄膜样品进行物像和表面分析,研究了不同衬底温度、束流大小和束流比、生长时间等因素对薄膜质量的影响。     

外延Sr0.61Ba0.39Nb2O6电光薄膜生长及研究

用激光脉冲沉积(PLD)法在MGO(001)衬底上成功地生长、制备出了外延SR0.61BA0.39NB2O6(SBN:61)电光薄膜。对生长制备出的SBN:61电光薄膜用X-射线衍射、扫描电镜(SEM)对其微观结构进行了测量研究;X射线衍射结果显示:生长在MGO(001)衬底上的SBN:61电光薄膜是外延膜,且SBN:61电光薄膜的(001)取向是沿着MGO衬底表面垂直方向生长的;对生长在(001)MGO衬底上的外延SBN:61电光薄膜在200~900 NM光谱范围的透射光谱进行了测量研究,通过对薄膜透射光谱的振荡曲线分析计算得到了SBN:61电光薄膜的光学常数,结果发现外延SBN:61电光薄膜的折射率符合单电子模型并且与SBN:61晶体的折射率非常相近。     

Si衬底上NiCo2O4薄膜的外延生长和电学性质

改变沉积温度,在Si(100)衬底上制备了NiCo_2O_4外延薄膜,探究其结构和电学性质的变化.研究发现,衬底对薄膜有压应力作用,晶体结构产生压缩效果,使样品导电性增强;变程和近程跃迁在整个测试温区同时作用,低温以变程跃迁为主,高温以近程跃迁为主.     

Si衬底上生长ZnO薄膜成熟化的研究

用电子束反应蒸发(REBE)方法在Si和白宝石衬底上低温生长了ZnO晶体薄膜.测量结果表明ZnO晶粒具有类柱状的生长特性,并且首次发现Si基ZnO外延层生长的Ostwald"成熟化"(ripening)过程.研究结果还表明这种"成熟化"出现和衬底结构有关,而且"成熟化"并不影响薄膜的生长取向;光荧光激发光谱(PLE)测量显示,在330～350 nm区域有一个较宽的荧光激发峰,该宽峰跟掩埋在外延层内部的2种尺寸的ZnO量子点有关.     

衬底材料对Bi4Ti3O12薄膜取向度的影响

以正丁醇钛和硝酸铋为原料,用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ技术分别在Ｐｔ／Ｔｉ／Ｓｉ、Ｓｉ、Ｙ－ＺｒＯＴｉＯ３（１００）和石英玻璃基片上生长出ｃ轴取向的Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２薄膜,研究了衬底材料表面结构对Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２薄膜取得度的影响,晶格失配能和Ｂｉ４ＴｉＯ１２晶体的晶面能决定了薄膜的取向程度。     

化学溶液沉积Bi2Sr2Co2O8热电薄膜及其激光诱导电压效应研究

利用化学溶液沉积技术在LaAlO3（001）单晶基片上外延生长了Bi2Sr2Co2O8热电薄膜并对其激光诱导电压效应进行了研究．热电性能测试表明该外延薄膜的室温电阻率和塞贝克系数均可以和优质单晶样品相比拟．此外,实验发现当用308nm,532nm,1064nm及10．6gm的激光辐照生长在斜切LaAlO3上的Bi2Sr2Co2O8外延薄膜表面时,可以在薄膜中观测到很强的横向开路电压信号．分析认为当入射激光光子能量（308,532和1064nm激光输出）大于Bi2Sr2Co2O8禁带宽度时,在Bi2Sr2Co2O8外延薄膜中观测到的激光诱导横向开路电压信号源于该薄膜热电效应和光电效应的综合贡献;而当入射激光光子能量（10．6μm激光输出）小于Bi2Sr2Co208禁带宽度时,在Bi2Sr2Co2O8外延薄膜中观测到的激光诱导横向开路电压信号主要源于薄膜的热电效应．以上结果表明Bi2Sr2Co2O8热电薄膜不仅在热电器件领域而且在宽波段激光光探测器领域都具有潜在的应用前景．     

Ca~(2+)掺杂对BiFeO_3薄膜结构及光学特性的影响

采用溶胶凝胶法制备Bi1-xCaxFeO3前驱体溶液,利用旋涂的方法在ITO导电玻璃上制备Bi1-xCaxFeO3薄膜样品.用X-射线衍射仪、分光光度计分别对薄膜样品的晶体结构、透射光谱进行测量并利用透射光谱计算出材料的能带带隙.结果表明:所有Bi1-xCaxFeO3样品的主衍射峰与BiFeO3相吻合,具有较好的结晶度和良好的晶体结构,随着Ca2+掺杂量的增加,使BiFeO3样品的主衍射峰(104)与(110)逐渐成为单相峰(110),当Ca2+掺杂量大于0.05时,样品由斜六面体转变为正方晶系.所有样品在430nm~600nm区间形成陡峭的线性吸收边,随着Ca2+掺杂量的增加,吸收峰会发生红移.Ca2+掺杂能提高BiFeO3薄膜在可见光的吸收率.Ca2+掺杂导致BiFeO3薄膜带隙降低的主要原因是样品中的缺陷的数量、表面粗糙度及晶格结构共同作用的结果.     

化学溶液沉积法制备铁掺杂镍酸镧薄膜的结构及电学性能研究

 采用化学溶液沉积法,在（100）取向单晶硅衬底上制备铁掺杂镍酸镧（LaNi_1-xFe_xO₃,LNFeO-x）薄膜,研究了其结构和室温下的导电特性。X射线衍射测试结果表明,经700 ℃ 1 h退火的薄膜呈钙钛矿结构,没有可以观察到的杂相生成。薄膜表面平整、致密,没有微裂痕出现。随着铁含量的增加,薄膜电阻率由1.7 mΩ·cm 增加到 3.9 mΩ·cm。     

外延生长在GaAs(001)表面的磁性薄膜

采用多种实验技术研究外延生长在GaAs(001)表面的Mn,Co和FeMn合金等磁性金属薄膜，研究结果表明外延生长的磁性薄膜的晶体结构和磁学性质与体材料相比有明显的判别，在一些情况下，外延薄膜和衬底之间的界面结构对于磁性薄膜的晶体结构和磁学性质起着决定性的作用。     

Effect of La and Co-doping on microstructure and electrical properties of Bi FeO_3 thin films

Adding both La3＋and Co3＋was used to tune the microstructure and electrical properties of Bi Fe O3（BFO） thin films, and Bi1-xLaxFe0.90Co0.10O3 thin films were grown on the Sr Ru O3-buffered Pt-coated silicon substrates by a radio frequency sputtering. A polycrystalline structure with（110） orientation was shown in thin films, and their resistivity dramatically increases as the La3＋content increases. Their dielectric constant increases,and dielectric loss decreases with increasing La3＋content.In addition, their ferroelectric and fatigue properties were enhanced with rising La3＋content. The thin films with x = 0.03 have optimum electrical properties（e.g., remanent polarization 2Pr＊ 175.6 l C/cm2, coercive field2Ec＊ 699.5 k V/mm, dielectric constant er＊ 257 and tan d ＊ 0.038）, together with a good fatigue behavior. The impendence analysis of the films was conducted to identify the defects type during conductivity, and both hopping electrons and single-charged oxygen vacancies are mainly responsible for the conduction of grain and grain boundaries regardless of La3＋content. As a result, the doping with both La3＋and Co3＋benefits the improvement in the electrical properties of BFO thin films.     

Preparation and thermoelectric properties of p-type Bi0.52Sb1.48Te3 + 3% Te thin films

Thin films of p-type Bi0.52Sb1.48Te3 + 3% Te were deposited on glass substrates by flash evaporation.X-ray diffraction and field-emission scanning electron microscopy were performed to characterize the thin films,and the effects of preparation and annealing parameters on the thermoelectric properties were investigated.It was shown that the power factors of the films increased with increasing deposition temperature.Annealing the as-deposited films improved the power factors when the annealing time was less than 90 min and the annealing temperature was lower than 250℃.A maximum power factor of 10.66 μW cm-1 K-2 was obtained when the film was deposited at 200℃ and annealed at 250℃ for 60 min.     

掺杂对纳米ZnO薄膜结构的影响

采用真空蒸发法和热氧化制备纳米ZnO薄膜,分析掺杂对薄膜结构的影响。实验发现,掺入一定比例的In,可以得到沿c轴择优取向的纳米ZnO薄膜,薄膜结晶度有所下降,影响薄膜沿c轴的择优取向。掺Sb可以得到沿c轴择优取向的纳米ZnO薄膜掺。Bi可以改善结晶度,获得强烈沿c轴的择优取向的薄膜。实验发现随In含量的增加,薄膜晶粒尺寸逐渐减小,随Sb含量的增加,晶粒尺寸逐渐增加,而Bi含量的变化对晶粒尺寸基本没有影响。     

Ni50.3Mn27.3Ga22.4磁性形状记忆合金薄膜的磁性能研究

采用磁控溅射方法制备Ni50.3Mn27.3Ga22.4磁性形状记忆合金薄膜。系统研究薄膜的马氏体相变行为、磁场增强相变应变特性以及温度对磁感生应变的影响。试验结果表明,经823 K退火1 h的Ni50.3Mn27.3Ga22.4薄膜室温下处于奥氏体态,马氏体相变开始温度为271.5 K。当沿膜面方向施加0—0.8 T磁场时,Ni50.3Mn27.3Ga22.4薄膜的马氏体相变应变量随磁场强度的增大而增大,呈现出磁场增强马氏体相变应变效应。试验还发现,饱和磁感生应变显著依赖于测试温度。当测试温度低于拟马氏体相变结束温度时,饱和磁感生应变随温度的升高先缓慢增大,在马氏体相变开始温度附近磁感生应变值发生跳跃式增加,然后随测试温度的进一步升高而降低。     

蓝宝石衬底上酞菁铜薄膜的生长及相变研究

 采用真空蒸发沉积方法在Al₂O₃衬底上生长CuPc薄膜,用X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见光分光光度计多种测试手段表征薄膜的结构,研究不同沉积速率、不同膜厚和衬底温度对CuPc薄膜结构的影响.研究结果表明：CuPc薄膜的晶粒尺寸随沉积速率的增大而减小,薄膜越厚,结晶度越高,CuPc薄膜退火温度约为250℃时发生相变,由原来的亚稳态α-CuPc晶型结构转变为稳定的β-CuPc晶型结构.
