R.F.溅射Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜及其光学特性研究

用R．F．磁控溅射法在石英衬底上沉积Ba0.65Sr0.35TiO3薄膜,应用XRD与SEM表征了BST薄膜的晶化行为及其表面形貌．在550℃衬底温度下沉积的薄膜,其表面光滑、晶粒大小分布均匀．应用双光束分光光度计,在200～900nm的波长范围测量了薄膜的透射光谱,并根据“包络法”理论计算薄膜的折射指数．结果表明,随着辐射波长从650nm减小到480nm,薄膜的折射率从2．04增加到2．15;随着波长进一步降低,折射率急速上升,到420nm时,折射率升至2．40,显示出典型的电子带间跃迁的色散曲线．由“包络法”和Tauc关系确定BST薄膜的光学能隙约为3．66eV．     

Mg掺杂ZnO薄膜的结构和光学性质

采用磁控溅射方法在硅和石英衬底上制备了纯ZnO和Mg0.04Zn0.96O薄膜.用XRD和AFM表征薄膜的晶化行为和显微结构,用透射谱和光致发光谱分析薄膜的光学性质.分析结果显示:两种薄膜均为六角纤锌矿结构,且沿c轴取向,薄膜表面光滑致密,晶粒分布均匀;薄膜在可见光范围内具有较高的透过率,Mg掺杂后透射谱吸收边向高能侧移动,相应的薄膜的带隙宽度从3.28 eV升至3.36 eV;用包络法计算出薄膜的光学常数表明,Mg掺杂没有明显改变薄膜的折射率,但使消光系数明显增大;薄膜的光致发光谱分析也发现,掺入Mg使带边发射峰蓝移.     

射频磁控溅射Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3薄膜表层结构研究

用射频磁控溅射在Pt/Ti/Si O2/Si基体上,沉积了Ba0.6Sr0.4Ti O3(BST)薄膜,随后对其进行常规晶化和快速晶化,用XPS,GXRD和AFM研究了薄膜表层的结构特征.XPS表明,常规晶化的BST薄膜表层约3nm～5nm厚度内含有非钙钛矿结构的BST,随着温度的升高该厚度增加;而快速晶化时,该厚度减薄至1nm内,随着温度的升高没有明显增厚.元素的化学态表明非钙钛矿结构的BST并非来自薄膜表面吸附的含碳污染物(如CO2等),而与吸附的其他元素(如吸附氧等)对表层的影响有关.GXRD和AFM表明,致密的表面结构能有效地阻止吸附元素在BST膜体中的扩散,从而减薄含非钙钛矿结构层的厚度.     

Nd掺杂对ZnO薄膜结构及室温光致发光特性的影响

通过射频磁控溅射技术在Si（111）衬底上制备了不同含量的Nd掺杂ZnO薄膜.XRD和AFM分析表明,Nd掺杂没有改变ZnO薄膜的结构,薄膜为纳米多晶结构,未掺杂ZnO沿c择优生长.Nd掺杂使ZnO薄膜表面粗糙,起伏较大,薄膜中随Nd掺杂量的增加颗粒减小.室温光致发光谱显示,薄膜出现了395nm的强紫光峰和495nm的弱绿光峰,同时,Nd掺杂不改变PL谱的峰位置,Nd含量对PL谱的峰强度产生了一定影响.     

Nd及其与Fe,Mn共掺杂ZnO薄膜的结构与发光特性

采用射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上制备了未掺杂ZnO薄膜和Nd及其与Fe,Mn共掺杂ZnO薄膜.通过XRD分析表明,未掺杂ZnO薄膜沿c轴择优生长,掺杂ZnO薄膜偏离了正常生长,薄膜为纳米多晶结构.应用AFM观测所有薄膜的表面形貌,掺杂使ZnO薄膜表面粗糙.室温光致发光谱显示,薄膜出现了395nm的强紫光和495 nm的弱绿光带.Nd掺杂ZnO薄膜的PL谱线峰值强度减弱,Nd与Fe,Mn共掺杂ZnO薄膜的PL谱线峰值强度增强,分析了掺杂引起PL峰强度变化的原因.     

Nd掺杂ZnO薄膜的制备及室温光致发光研究

通过射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上制备了Nd掺杂ZnO薄膜.XRD和AFM分析表明,Nd掺杂没有改变ZnO结构,薄膜为纳米多晶结构.随Nd掺杂量的增加颗粒减小,表面粗糙,起伏较大.室温光致发光谱显示,薄膜出现了395 nm的强紫光峰和495 nm的弱绿光峰,Nd掺杂量和氧分压对PL谱发射峰强度产生了一定影响.     

LaNiO_3缓冲层对Ba_(0.5)Sr_(0.5)TiO_3薄膜微结构和介电性能的影响

利用射频磁控溅射法,在Pt/Ti/SiO2/Si和LaNiO2/Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜.采用X-ray衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM),研究了两种衬底上BST薄膜样品的结晶性和表面形貌.结果表明:BST薄膜材料均为钙钛矿相,直接生长在硅衬底上的BST薄膜无择优取向,晶粒尺寸为20～30 nm,而LaNiO2缓冲层上生长的BST薄膜则为(100)择优取向,晶粒尺寸约为150～200 nm.室温下测试了薄膜的介电性能.研究结果表明,LNO缓冲层显著提高了BST薄膜的介电常数和介电可调率.     

纳米Ge-SiO2薄膜对1342nm激光的被动调Q

采用射频磁控溅射技术和热退火处理方法制备纳米锗镶嵌二氧化硅( Ge-SiO2)薄膜.利用光吸收谱和X射线衍射谱对薄膜材料进行表征,得到薄膜的光学带隙为1.12 eV,纳米Ge晶粒的平均尺寸约为16.4 nm.将纳米Ge-SiO2薄膜作为可饱和吸收体插入激光二极管泵浦的平-凹腔Nd∶YVO4激光器内,实现1 342 nm...     

射频磁控溅射技术制备Ge-SiO2薄膜的结构和光学特性研究

用射频共溅射技术和后退火的方法，制备出埋入SiO2基质中的Ge纳米晶复合膜(nc-Ge／SiO2)。用XRD对薄膜的晶体结构进行了测试，未经退火的样品呈现非晶状态，600℃退火后的薄膜中开始有Ge纳米晶粒出现。研究了薄膜的Raman散射光谱，发现了其红移和宽化现象。测量了薄膜的光致发光谱，所有样品都在394nm处发出很强的光，随着Ge纳米晶粒的出现，样品有310nm和625nm处的光发出，其强度随晶粒平均尺寸的增大而增强。     

Ni掺杂对Ba_(0.7)Sr_(0.3)TiO_3热演变及相组成的影响

掺杂是改善Ba0.7Sr0.3TiO3（BST）性能的重要方法之一,而认识其热演变过程和相组成有助于制备性能优异的BST.本文选取分析纯醋酸镍Ni（Ac）2、醋酸钡Ba（Ac）2、醋酸锶Sr（Ac）2、和化学纯钛酸丁酯Ti（OC4H9）4为主要原料,冰醋酸HAc为溶剂和酸度调节剂、乙二醇-甲醚C3H8O2为摩尔浓度调节剂,采用溶胶-凝胶法按组分为Ba0.7Sr0.3（Ti1-xNix）O3（x=0,0.05,0.10,0.20和0.30）的化学计量比在醋酸溶液体系中制备了未掺杂和掺Ni的钛酸锶钡的凝胶和粉末.运用DSC研究了Ni的掺入对BST热演变过程影响.采用慢扫描和快扫描XRD技术分析了Ni掺杂对相组成、晶面间距和晶粒尺寸的影响.Ni掺杂强烈影响BST体系的热演变过程特别是晶化过程,由未掺杂BST体系的双相变过程逐渐变成单相变过程,加快了反应速率.经750℃晶化退火0.5h的Ni掺杂BST体系,得到单一的纯BST相不是单相变过程而是双相变过程.XRD分析结果表明,在相同热经历状况下,Ni掺杂BST体系晶化反应充分完全,BST相结晶性良好,当Ni掺入量到0.05时得单一的BST相 随Ni掺入量进一步增多,BST体系中（Ba,Sr）CO3相的含量增多.BST晶体（110）晶面间距d随Ni的掺入增大而增大,且晶粒尺寸逐渐减小.     

BST薄膜的湿法化学刻蚀工艺优化及应用初探

采用sol-gel法在SiO2/Si衬底上制备了Ba0.7Sr0.3TiO3(BST)薄膜.利用湿法化学刻蚀技术对BST薄膜进行图形化.通过实验结果对比,选择HF/HNO3/H2O2/H2O(体积比为1∶20∶50∶20)的混合液作为最佳刻蚀液.扫描电镜(SEM)结果表明,刻蚀后BST薄膜表面干净,无残留物,图形轮廓清晰.原子力显微镜(AFM)和X射线衍射(XRD)结果显示,刻蚀后BST薄膜表面粗糙度增大,结晶性退化.对刻蚀后的薄膜在600℃后退火处理,能要在一定程度上恢复其表面形貌和结晶性.应用优化工艺制备BST薄膜阵列,采用剥离法将Au,Ni/Cr和Pt/Ti电极进行微图形化.最后,成功地制备了Au/Ni/Cr/BST/Pt/Ti/SiO2/Si结构的8×8元的红外探测器阵列.     

(Ba,Pb)TiO3铁电薄膜的制备及其光学性质研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)技术在(100)Si及石英衬底上制备了Ba0.95Pb0.05TiO3(BPT)铁电薄膜。利用X射线衍射(XRD)、原子力显微术(AFM)对薄膜的物相结构、结晶性和表面形貌进行表征,结果表明晶化完整的BPT薄膜呈多晶钙钛矿结构,薄膜表面均匀致密.用紫外-可见分光光度计在190～1000nm波长范围内,测量了不同温度退火的BPT薄膜的光学透射率,并通过透射光谱计算了薄膜折射率和消光系数的色散关系.     

BST铁电厚膜的丝网印刷制备工艺研究

对丝网印刷制备BST铁电厚膜工艺中的粉体合成、浆料配置、烧结条件等进行了研究,采用X射线衍射、透射电镜和扫描电子显微镜及配套的能谱仪对制备的BST粉体与厚膜样品的微观结构、成分进行测试分析.结果表明,在氧化铝衬底上一次印刷湿膜,经1 230～1 260℃烧结0.5 h后可获得单相钙钛矿结构,平均晶粒尺寸可达0.5μm且...     

直流反应磁控溅射制备Zn_(1-x)Cd_xO薄膜的结构和光学性能研究

利用直流反应磁控溅射的方法在玻璃衬底上沉积了(002)方向高度择优生长的纤锌矿结构的Zn1-xCdxO(x=0,0.2)合金薄膜.利用XRD、XPS、TEM、PL对薄膜的结构和光学性能进行了详细研究.结果表明,随着x=0到x=0.2,(002)衍射峰从34.36°偏移到33.38°,(002)方向的晶面间距从0.260 nm增加到0.268 nm,Zn1-xCdxO薄膜的光学带隙也从3.20 eV减小到2.70 eV,相应的近带边发光峰从393 nm红移到467 nm.另外,我们还从能带结构观点对Zn1-xCdxO薄膜的发光机理进行了研究.     

稀土Dy掺杂纳米CdO薄膜的特性分析

为改善氧化物半导体薄膜的特性,采用真空热蒸发法在玻璃衬底上制备稀土Dy掺杂纳米CdO薄膜并进行热处理,对薄膜进行结构、电学和光学特性进行测试分析。实验结果给出:掺杂稀土Dy后CdO薄膜沿(111)晶向的衍射峰增强,随掺Dy含量增大峰强度逐渐减弱,掺Dy含量为5%时可促进CdO薄膜晶粒的生长,改善薄膜晶相结构特性。制备的薄膜表面颗粒均匀,存在颗粒聚集现象。掺Dy含量为9%时,在波长大于900 nm的范围透光率可达90%,高于纯CdO薄膜。     

工作气压对溅射沉积铜铟镓硒薄膜形态和光学性能的影响

采用射频磁控溅射法,通过直接溅射铜铟镓硒四元合金靶在镀有Mo背电极的soda-lime玻璃衬底上获得铜铟镓硒(CIGS)薄膜.利用X线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和X线能量色散谱仪(energy dispersive X-ray spectroscopy,EDS)研究薄膜的结构、表面形貌和组织成分的变化,并通过紫外-可见分光光度计(ultraviolet and visible spectrophotometer,UV/VIS)获得薄膜的透过率光谱,研究不同工作气压对CIGS薄膜晶体结构、表面形貌和光学性能的影响.实验结果表明:在工作气压为0.8 Pa时制得的薄膜表面均匀致密,可见光范围内透光率接近于零,nCu/nIn+Ga=0.83,nGa/nIn+Ga=0.3,nSe/nCu+In+Ga=1,证明溅射所得CIGS吸收层薄膜的性能接近高效吸收层的要求.     

多孔硅薄膜的微结构及其XRD研究

使用扫描电子显微镜、原子力显微镜和X射线衍射研究了多孔硅薄膜的微结构.SEM图像显示：多孔硅膜表面的微结构比较均匀;沿纵向方向薄膜内部空腔呈流线型分布;孔和孔之间的间距为10～20 nm.AFM形貌表明：其表面在1×1μm范围内的均方根粗糙度为4.75 nm.XRD结果说明：多孔硅薄膜晶体晶格常数随深度增加而变大,多孔硅薄膜孔壁上Si？H键的比例将减少.     

不同氩气流量下溅射所得TiO_x薄膜的结构和光学性能

为探究不同氩气流量对TiOx薄膜结构和光学性能的影响,采用常温反应磁控溅射法,在K9双面抛光玻璃基底上制备TiOx薄膜样品,利用X线衍射分析样品的晶体结构,通过原子力显微镜观察样品表面结构,使用光栅光谱仪测试样品透射率,并计算得到薄膜沉积速率和消光系数等光学参数.实验结果表明:氩气流量对TiOx薄膜的光学性能具有较为明显的影响,随着氩气流量的增加,薄膜的光学厚度和沉积速率随之增加,而折射率有微小增加,消光系数受氩气流量的影响不大.     

蒲公英状氧化镓纳米线的制备与表征

在1 200℃对Ga2O3粉末和Au覆盖的Si(111)基片加热不同时间,利用热蒸发法制备Ga2O3纳米线。实验中我们发现了一个新的成核过程,用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)技术对样品进行了结构、形貌的表征。SEM显示,在整个样品表面形成大量直径约200~300 nm的蒲公英状纳米线。能量色散谱(EDS)显示,样品为纯净的Ga2O3。由分析可知,生长时间对样品的形态和微观结构有一定的影响。最后,简要讨论了这种奇特结构的生长机制。