增强可见光透过的铈掺杂ATO透明薄膜研究

采用溶胶-凝胶法与浸渍提拉技术在普通玻璃片上制备出纳米铈掺杂的ATO (Ce/ATO)透明薄膜. 利用XRD、SEM、UV-Vis和FL等测试方法对薄膜的结构与性能进行了表征. 结果表明:Ce/ATO薄膜仍保持四方金红石晶相结构,且铈成功地掺杂到ATO中;薄膜表面光滑平整、结构致密,膜层晶粒分布均匀,晶粒尺寸分布为8-12 nm;与ATO薄膜相比, Ce/ATO薄膜在可见光区的透过率有明显增强, 当Ce掺杂量为1 mol%时,薄膜在440 nm-680 nm的透过率超过了空白玻璃;当Ce掺杂量为3 mol%时,薄膜在440 nm-600 nm的平均透过率达到92%以上.     

溶胶凝胶法制备Sb掺杂SnO2透明导电膜的结构与性能研究

在乙醇溶剂中,以无机金属盐SnCl2.2H2O和SbCl3为原料,采用溶胶-凝胶法制备了Sb掺杂的SnO2透明导电薄膜(ATO),研究了Sb掺杂量和热处理温度对薄膜结构和性能的影响。结果表明,热处理温度为500℃、Sb掺杂摩尔百分比为15%～20%时,薄膜具有较好的结晶性能、好的导电性能、较高的可见光区透射率和红外光区反射率。     

透明导电薄膜(I):掺杂透明导电氧化物薄膜

透明导电氧化物薄膜具有良好的光电性能.作为前电极,此类半导体材料薄膜广泛应用于半导体器件.本文以典型的掺杂TCO薄膜为切入点,综述了透明导电氧化物薄膜的发展历史及应用,重点阐述了几种典型掺杂TCO薄膜的结构特征、光电特性、制备方法及应用展望.     

中频磁控溅射法制备氧化锌钇薄膜及其性能研究

利用中频磁控溅射法，溅射氧化锌钇（ZYO）陶瓷靶材，在玻璃基底上制备ZYO透明导电薄膜。研究了氧化钇掺杂量和基底温度对薄膜的结构、电学性能和光学性能的影响。结果表明，ZYO薄膜为钎锌矿型结构，呈c轴择优取向，平均可见光透过率（400-800nm）达到80％以上。制备的ZYO薄膜具有的最低电阻率为1．18×10^-3Ωm。     

玻璃上透明纳米TiO2薄膜的制备

以钛醇盐为前驱物,采用溶胶-凝胶法(sol-gel)制备了透明锐钛矿型纳米TiO2薄膜.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)对TiO2薄膜的结构及特征进行了表征.考察了酸的种类、硝酸浓度、钛酸四丁酯(TBOT)以及聚乙二醇(PEG)含量、涂膜层数和Fe3+、Cu2+离子掺杂等因素对涂膜玻璃光催化活性和透明性的影响.结果表明所制备的TiO2薄膜主要以锐钛矿形式存在,膜层数低于5层时,薄膜表面光滑透明;随着膜层数的增加,薄膜的光催化活性增加,透明性和透光率下降.当膜层数为14层时,光催化活性达到最高80%,在可见光范围内的透光率为70%.适量铁或铜离子的掺杂,均可提高薄膜的光催化活性,并且离子掺杂不影响薄膜的透明性和透光率,两者的最佳掺杂浓度均为1.0×10-5 mol·L-1.     

钽掺杂对氧化锌透明导电薄膜结构和电学特性的影响

采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上室温沉积不同钽掺杂浓度的氧化锌透明导电薄膜.并对其结构和电学特性进行分析.对衍射峰的分析说明Ta元素以替位Zn元素的形式溶入ZnO晶格中形成了固溶体.当钽掺杂比例从0 wt%增加到10 wt%,晶格常数从0.5242 nm增加到0.5314 nm,表明薄膜中存在平行于c轴方向的张应力.薄膜沿c轴的晶粒尺寸在9.4~13.5 nm之间.薄膜的电阻随着掺杂比例增加首先显著下降,当掺杂比例为5 wt%时,薄膜最小电阻率为7.81×10-2Ω.cm,进一步增加掺杂比例到10 wt%,电阻率增大为1.25×10-1Ω.cm.     

Al-Y共掺杂ZnO透明导电薄膜制备及光电性能研究

 采用溶胶 凝胶法,在玻璃衬底上制备出Al-Y共掺杂的ZnO透明导电薄膜。X射线衍射(XRD)表明,Al-Y共掺杂ZnO透明导电薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有C轴择优取向。制备的Al-Y共掺杂ZnO薄膜电阻率最小值为1.63×10² Ω·cm,在可见光区(400-800 nm)平均透过率超过85 %。     

溶胶-凝胶法制备掺铝氧化锌透明导电膜的正交实验研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺铝氧化锌(ZnO：Al,ZAO)透明导电膜。对薄膜用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、四探针仪及紫外 可见分光光度计等分析测试手段进行了表征;通过正交实验探讨了溶胶浓度、铝离子的摩尔掺杂量以及退火温度等因素对其电阻率的影响。结果表明,薄膜电阻率随溶胶浓度、铝离子掺杂量的增加,呈现先减小后增大的趋势,并随退火温度的升高而减小,从而确定了制备ZAO透明导电膜的优化工艺条件为：溶胶浓度0.8mol/L,铝离子的掺杂量1.0%(摩尔分数),退火温度550℃。在优化工艺条件下制得的ZAO透明导电薄膜具有标准的ZnO纤锌矿结构,其电阻率为1.275×10^-3Ω·cm,平均透光率达84%。     

Mn掺杂PBST薄膜的溶胶-凝胶工艺制备及介电调谐性能

采用溶胶-凝胶工艺在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Mn掺杂的钛酸锶铅钡PBST铁电薄膜.探讨了掺杂后PBST薄膜的微观结构及其铁介电性能.实验结果表明:随着Mn的掺杂量的增加,PBST薄膜的晶化质量变好,介电常数、介电损耗和调谐量均有减小的趋势,其优值因子有显著的提高.在测定频率为1 MHz下,掺杂后的PBST薄膜介电常数和介电损耗呈下降趋势,薄膜的介电常数从未掺杂的1 250降低至掺杂后的610,同时介电损耗由0.095减小到0.033,当Mn为J4 mol％时,有最小的介电损耗0.033,虽然调谐量不是最高的,但有最大的优值因子(FOM),其微波介电综合性能有所改善.     

K掺杂量对氧化锌薄膜晶体结构和光学性能的影响

利用溶胶-凝胶旋涂法(sol-gel)在玻璃衬底上制备了不同K掺杂量的K-N共掺ZnO薄膜.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)和光致发光谱(PL)对样品的晶体结构、表面形貌和光学性能进行了表征.结果表明:与未掺杂样品相比,K-N元素共掺之后,薄膜结构仍保持六方纤锌矿型且沿c轴择优生长;随着K掺杂量的增加,样品的(002)衍射峰强度先增强后减弱,而对薄膜的紫外发光峰影响不大.当K掺杂量(原子比)为0.060时,晶粒尺寸最大,结晶性能最优,紫外发光峰强度相对较大.利用紫外-可见分光光度计对薄膜的光学透过率进行研究,结果表明不同K掺杂量的K-N共掺ZnO薄膜其光透过率没有明显变化,均维持在80%左右.     

静电辅助的气溶胶化学气相沉积法制备Y2O3薄膜

采用静电辅助的气溶胶化学气相沉积的方法成功地在Si(100)衬底上制备了Y2O3薄膜,利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XRP)对薄膜进行了表征.SEM分析结果显示,薄膜的颗粒为纳米级的,并且薄膜致密、平整.AFM分析结果表明,薄膜的粗糙度为11nm.由XPS分析可知,薄膜为基本上符合化学计量比的氧化物.附着力测试表明,Y2O3薄膜与Si衬底的附着力为4.2N.X射线衍射分析结果表明,沉积得到的Y2O3薄膜在热处理前为非晶结构,热处理之后薄膜具有立方晶体结构,并且沿(111)面择优生长.     

Photore sponse and H2 gas sensing properti es of highly oriented Al and Al/Sb doped ZnO thin films

ZnO:Al and ZnO:Al/Sb thin films have been prepared and investigated.The thin films were deposited on Si substrates by the sol-gel method.The structural,optical and electrical properties of ZnO films have been investigated by spectrophotometry,ellipsometry,X-ray diffraction and current-voltage characterizations.It is found that the films exhibit wurtzite structure with a highly c-axis orientation perpendicular to the surface of the substrate,a high reflectivity in the infrared region and a response to illumination.Furthermore,it has been found that Si/（ZnO:Al/Sb）/Al photodiode is promising in photoconduction device while Si/（ZnO:Al）/Al can be used as gas sensor responding to the low H₂concentrations.     

铝铅均质合金膜的制备与研究

利用磁控共溅射法制备Al-Pb合金薄膜.运用SEM、EDS、TEM对薄膜成分、结构进行分析,用分子动力学模拟薄膜中Al、Pb原子的聚集状态.结果发现铅含量影响着Al-Pb合金膜的结构,靶材中Pb的原子分数控制在4%范围内时,薄膜中Al和Pb在纳米级范围内可以实现均匀混合,得到均质合金膜.随着Pb含量的增加薄膜中Pb原子...     

衬底温度对ZnO：Al薄膜结构和光透过性能的影响

利用超声喷雾热解方法以不同的沉积温度（450～530℃）在石英衬底上制备出具备较高光学质量的ZnO：Al（AZO）薄膜.通过X射线衍射谱（XRD）研究了薄膜的结构,用扫描电子显微镜（SEM）研究了薄膜的表面形貌,用紫外可见（UV）分光光度计对薄膜的光透过特性进行了测试分析.结果表明：所制备薄膜在可见波段具有较高透过率,并且沉积温度对AZO薄膜的结构和光透过性能有很大影响.在衬底温度为470℃时得到的AZO薄膜具有（002）择优取向,结晶质量最好、光透过率最高,在可见光区平均透过率达到85%以上.     

NiMn薄膜的无序有序转变

研究了Si/Ta/NiMn/Al和Si/Ta/NiFe/NiMn/Al多层膜中NiMn薄膜经300 oC 5 h不同次数循环退火后的有序化情况.X射线衍射定量计算结果表明,高温循环退火能极大地促进NiMn薄膜的有序化.NiMn薄膜中有序相的含量随退火循环数的增加而持续增加.但含NiFe层的膜有序化过程要比无NiFe层时缓慢.显然,NiFe对NiMn的有序化有阻碍作用.     

非晶硅薄膜的制备及晶化研究

采用磁控溅射技术首先在玻璃基片、单晶硅片上溅射非晶硅薄膜再在其表面溅射铝膜,并用快速退火炉在不同温度下进行退火。利用台阶仪、拉曼散射光谱(Raman)仪和X射线衍射(XRD)仪对薄膜进行性能表征。结果表明:在功率120W,气压1.5～2.5pa,时间为3.5～4.5h的条件下可制备得非晶硅薄膜,Al诱导能降低晶化温度,并在500～600℃间存在一最佳晶化温度。     

Al掺杂对ZnO薄膜晶体结构的影响

采用溶胶-凝胶工艺在Si(111)衬底上制备了ZnO薄膜,利用X射线衍射仪对薄膜的晶体结构进行了分析讨论.结果表明,当掺杂量Al3 浓度增大时,晶体产生的张应力使晶格常数变大,衍射峰向小角度方向移动;相反,当Al3 浓度减小时,压应力使衍射峰向大角度方向移动.     

不同衬底生长ZnO薄膜的结构与发光特性研究

采用射频磁控溅射方法分别在蓝宝石(Al2O3)(0001)和硅(100)衬底上制备ZnO薄膜．通过X-光衍射测量与分析表明两者都沿C轴方向生长，在Al2O3衬底上的ZnO薄膜结晶质量优于在Si衬底上的薄膜样品．然而，由原子力显微镜观测发现在Al2O3衬底上的薄膜晶粒呈不规则形状，且有孔洞，致密性较差；而在Si衬底上的ZnO薄膜表面呈较规则的三维晶柱，致密性好．光致发光测量表明，不同衬底上生长的ZnO薄膜表现出明显不同的发光行为．     

掺杂氧化锌薄膜的结构与刻蚀性能研究

本文利用中频反应磁控溅射方法,以Zn/Al (98 : 2) (wt. %)合金靶为靶材,制备了综合性能优良的铝掺杂氧化锌（ZnO:Al, AZO）透明导电薄膜. 研究了沉积工艺对薄膜结构、电学及光学性能的影响,分析了AZO薄膜的刻蚀性能以及所制备的绒面结构特性. 结果表明：基体温度对薄膜生长有较大的影响,当温度为150℃时,薄膜具有较好的晶化率,晶粒呈明显的柱状生长,晶界间结合紧密,薄膜的电阻率为4.6×10-4Ωcm. 镀膜时基体的移动速度会影响薄膜的晶体生长方式,但对其沉积速率影响不大. 具有择优生长特性、形成柱状晶组织的薄膜经稀盐酸腐蚀后,其表面呈规则的粗糙形貌;此结构有利于充分捕集太阳光,从而提高薄膜太阳电池的效率.     

钕、镧掺杂氧化锌薄膜的制备及形貌

通过射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上制备了Nd,La掺杂的ZnO薄膜.应用XRD分析了所制备薄膜的微结构,Nd,La掺入了ZnO晶格,没有改变ZnO薄膜的结构,薄膜为沿(100),(101)方向生长的纳米多晶结构.通过AFM观测与分析表明,Nd,La掺杂ZnO薄膜的表面形貌粗糙,呈现拱形.Nd3+离子与La3+离子4f轨道上电子数不同可能是Nd,La掺杂ZnO薄膜生长差异的主要原因.