Al掺杂量对N-Al共掺ZnO薄膜光学性能的影响

利用超声喷雾热解方法以不同的Al掺杂量在石英衬底上制备了N-Al共掺ZnO薄膜,并对其光学性能进行了研究.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)和光致发光谱(PL)表征了样品的晶体结构、表面形貌、透过率和光致发光性能.结果表明:所制备薄膜具有较高光学质量,并且Al掺杂量对N-Al共掺ZnO薄膜的光学性能有很大影响,当n(Zn)∶n(N)∶n(Al)=1∶3∶0.12时,UV光谱的吸收边蓝移最多,带隙展宽最大.PL谱测试结果显示此样品近带边紫外发光峰蓝移至384.9nm.     

碳化硅薄膜的光学特性研究

采用螺旋波等离子体增强化学气相沉积(HW-PECVD)技术制备了纳米晶碳化硅(nc-SiC)薄膜,利用傅立叶红外吸收谱(FTIR)、X射线衍射谱(XRD)、紫外-可见透射光谱(UV-Vis)和光致发光谱(PL)对薄膜的结构、光学带隙、发光特性等进行了测量和分析.结果表明,所沉积薄膜主要以Si-C键合结构存在,薄膜中包含有立方结构的3C-SiC晶粒,光学带隙2.59 eV,室温下薄膜表现出强的可见蓝色光致发光,发光峰位随氙灯激发波长的增加呈现红移现象,并将此发光归因于量子限制效应作用的结果.     

氮化镓粉末的溶胶-凝胶法制备及其结构分析

目的 采用一种低成本、易操作的溶胶一凝胶法制备高质量的氮化镓粉末.方法 以氧化镓为镓源、柠檬酸为络合荆制备出前驱物溶胶,再将其在氨气气氛中氮化得到氮化镓粉末.结果 X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)对其进行分析,结果 表明该粉末是六角纤锌矿结构的纳米GaN粉末;且由傅立叶红外光谱(FTIR)测出产物的吸收峰与氮化镓的横向光学晶格声子模式一致,由光致发光(PL)谱得到两条光致发光峰表明了所制备的GaN具有很好的光学性能.结论 多种测试结果 表明,用溶胶.凝胶法制备的氮化镓纳米粉体具有良好的性能.     

无氢类金刚石膜的光致发光特性研究

使用脉冲激光沉积（PLD）技术制备了系列无氢类金刚石（DLC）薄膜,测量了样品的Raman光谱、光吸收和光致发光,研究了光致发光与制备条件的依赖关系。结果表明,这种薄膜是有少量sp^2键和sp^2键组成的非晶碳膜。薄膜的光学带隙在1．68～2.46eV,发光在可见光区呈宽带结构。沉积温度对类金刚石薄膜的结构和发光性质有较大影响。当沉积温度从室温升高至400℃时,sp^2团簇的长大使C原子的有序度增强,从而导致薄膜的光学带隙变窄,发光峰红移且半高宽变小。     

掺杂对ZnO半导体薄膜光学性能的影响

以掺杂氧化锌(ZnO)陶瓷靶为溅射源材料,采用射频磁控溅射技术在石英玻璃衬底上制备了掺杂ZnO系列半导体薄膜样品.利用紫外-可见分光光度计测量了薄膜的透射光谱,通过Swanepoel法确定了薄膜的折射率和消光系数,利用外推法获得了薄膜的光学带隙,研究了不同掺杂对ZnO薄膜光学性能的影响.结果表明,钛掺杂和镓镁合掺后,ZnO薄膜的透过率和光学带隙增加而折射率减小;所有薄膜的折射率均随波长增加而单调减小,呈现出正常的色散特性.     

Mg_xZn_(1-x)O复合薄膜带隙展宽的研究

利用溶胶-凝胶旋涂工艺在普通玻璃基底上生长本征ZnO薄膜和Mg_xZn_(1-x)O复合薄膜.采用X射线衍射仪(XRD)、紫外可见分光光度计(UV-vis)、光致发光(PL)等测试手段对样品进行表征,分别对半导体合金薄膜的晶格参数与结构、结晶质量、光学透过率及其禁带宽度进行分析与研究.比较Mg_xZn_(1-x)O薄膜与本征ZnO薄膜的XRD图谱后发现,Mg元素可提高薄膜的结晶质量,但是复合薄膜的c轴择优取向没有因为Mg元素的引入而得到改善.随着Mg元素掺杂量的增加,Mg_xZn_(1-x)O(x=0.10、0.20、0.30)复合薄膜的带隙随之变宽,薄膜组分为Mg0.20Zn0.80O和Mg0.30Zn0.70O时,光致发光谱中出现了强度较大的紫外发光峰,组分为Mg0.20Zn0.80O薄膜的带隙展宽效果较为明显且光学透过率较优.     

Si光阳极保护层——CN薄膜

采用射频-等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术,以沉积时间和沉积温度为变量在n-Si(100)衬底上沉积CN薄膜.XRD与傅里叶转换红外光谱测试表明,沉积物为CN,其中主要含有Si—C键、C—N键、■键和■键.紫外测试表明,CN薄膜带隙值约为3 eV,光致发光测试也表明其具有良好的适合的带隙.从CN薄膜对Si光阳极光解水的保护性能综合来看,其中沉积时间为60 min、沉积温度为400℃所得到的CN薄膜的保护性能最好,其光电流密度达到51.5 mA/cm~2,腐蚀电流为2.19μA,光解水性能稳定.     

非晶掺氧氮化硅薄膜中N-Si-O发光缺陷态的研究

在室温下利用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)方法制备出非晶掺氧氮化硅(a-SiN_x∶O)薄膜.通过改变硅烷(SiH_4)和氨气(NH_3)流量比R,可实现薄膜光致发光(PL)峰位在2.06~2.79eV可见光能量范围内的波长调制.光吸收谱中光吸收峰位与PL峰位重叠,表明薄膜发光来源于光吸收边以下0.65eV左右处的缺陷态.通过对傅里叶变换红外光谱(FTIR)的键浓度分析和X射线光电子能谱(XPS)Si 2p峰的分峰拟合,发现薄膜PL强度的增强与N-Si-O键合浓度的升高紧密相关.R=1∶4时,PL强度与N-Si-O键合浓度同时达到最大.进一步证明了a-SiN_x∶O薄膜中的发光缺陷态与N-Si-O键合结构密切相关.此外,PL峰位随流量比R的增大而发生红移的现象可能源自于N-Si-O组态转变造成的缺陷态密度最大位置处的能级偏移和光学带隙变窄引起的价带顶上移.     

基于硅纳米孔柱阵列氮化镓纳米结构的光致发光特性

以硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)为衬底,采用化学气相沉积技术在不同条件下制备了GaN/Si-NPA,并对其表面形貌和结构进行了表征.结果表明,随着制备温度和氨气流量的升高,GaN/Si-NPA中GaN纳米结构的形貌发生显著变化,特征尺寸逐渐变大.对样品光致发光谱的测试结果表明,不同温度制备的GaN/Si-NPA均具有紫外光、黄光和红光3个发光带,但发光带的强度、峰位和半高宽随制备温度发生变化.对GaN/Si-NPA的光致发光过程与发光机制进行了分析,通过改变制备条件可以对其光致发光特性实现有效调控.     

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.     

氧分压对CU掺杂ZnO薄膜的结构及光学特性的影响

采用射频磁控溅射方法在玻璃衬底上制备了不同氧分压的Cu掺杂ZnO(ZnO∶Cu)薄膜.利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、紫外-可见分光光度计和光致荧光发光(PL)等表征技术,研究了不同氧分压对Zno∶Cu薄膜的微观结构和光学特性的影响.研究结果显示,随着氧分压的增加,薄膜的(002)衍射峰先增强后减弱,同时(100)、(101)和(110)衍射峰在(002)衍射峰增加时减小,表明氧分压可以影响ZnO∶Cu薄膜的结晶取向.薄膜在紫外-可见光范围的透过率超过70%,同时随着氧分压的增加,薄膜的光学带隙值先增大后减小.通过对光致发光的研究表明,射频磁控溅射法在低氧和高氧环境条件下都可制得好的发光薄膜.     

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.     

氮化衬底对MOCVD生长GaN的影响

采用MOCVD生长技术以Al2O3为衬底对GaN生长进行了研究．用霍尔测量技术、光致发光技术以及光学显微镜测量了GaN的电学性能、光学性能以及表面形貌．研究表明，GaN低温缓冲层生长之前的氮化衬底工艺对GaN外延层表面形貌、发光性能、电学性能有显著影响．合适的氮化衬底条件可得到表面形貌、发光性能和电学性能均较好的GaN外延膜．研究表明长时间氮化衬底使GaN外延膜表面粗糙的原因可能是由于氮化衬底影响了后续高温GaN的生长模式，促使GaN三维生长所导致的．     

氮化硅的光致发光

采用PECVD技术在单晶硅(100)硅片表面沉积非晶氮化硅薄膜(a-SiN.),通过改变压强,调节氮气流量制备样品,再对沉积态样品进行真空传统退火和氮气氛围快速热退火(RTP)处理.研究认为,所制备的α-SiNx薄膜(N2与SiH4流量比＞20:1)的发光机制以能隙态模型发光机制为主.反应气体流量比不变,提高总的反应气压样品的发光主峰峰位发生了蓝移,真空高温长时间退火会减弱其光致发光效应,快速短时退火有利于其发光峰的增强.     

沉积功率对溅射制备镓镁共掺杂氧化锌薄膜光学和电学性能的影响（英文）

采用控溅射工艺制备了镓镁掺杂氧化锌(Zn O:Ga-Mg)透明导电薄膜,通过多种表征技术研究了沉积功率对薄膜结构、形貌、光学和电学性能的影响.实验结果表明,所有薄膜均为六角纤锌矿结构并且具有c轴择优取向生长特点,并且沉积功率明显影响薄膜的性能.沉积功率为150 W时所制备的Zn O:Ga-Mg薄膜具有最好的结晶质量和光电性能,对应的平均可见光透过率为92.2%、电阻率为1.18×10^-3Ω·cm、品质因数为1.04×10⁴Ω^-1·cm^-1、晶格应变为1.95×10^-3、位错密度为1.17×10¹⁵ m^-2.另外,利用光学表征方法获得了Zn O:Ga-Mg薄膜的光学常数,同时根据单振子WDD模型研究了薄膜的光学色散性质,得到了薄膜的振子参数、非线性光学常数和光学能隙.研究结果表明沉积功率是影响Zn O:Ga-Mg薄膜结构和光电性能的最重要的工艺参数之一.     

纳米硅/P3HT复合薄膜的制备及光学特性

采用等离子体增强化学气相沉积技术和旋涂法相结合制备了纳米硅/P3HT复合薄膜.利用Raman散射、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和光致发光谱(PL)等技术对复合薄膜的微观结构及光学特性进行了分析.结果表明:氢流量的增加,可以有效钝化硅中的缺陷,提高纳米硅薄膜的晶化度;复合薄膜中纳米硅的引入改善了P3HT在短波长范围的吸收能力,但存在与P3HT辐射发光相竞争的过程;对复合薄膜的光致发光机制进行了分析.     

不同Al掺杂对ZnO薄膜结构及光学性质的影响

采用磁控溅射法(RF)在玻璃衬底上沉积不同Al含量的ZnO薄膜,利用X 射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和紫外分光光度计研究了不同浓度的掺杂对薄膜结构和光学性能的影响.结果显示:所有样品都呈现出较强的(002)衍射峰,有较好的c轴择优取向;薄膜表面平整光滑,晶界较明显;薄膜的平均透射率均在85%以上,并随着Al掺杂量的增加而降低;随着Al掺杂量的增加,薄膜的光学带隙值先增大,后减小,吸收边先蓝移,后红移.这与量子限制模型计算结果的变化趋势完全一致.     

热致漂白效应对非晶Ge34Ga2S64薄膜结构和光学特性的影响

采用热蒸发法技术沉积Ge34Ga2S64非晶薄膜,并对薄膜样品在375℃热处理2h。通过分光光度计、表面轮廓仪和显微拉曼光谱仪测试热处理前后薄膜样品的透过曲线、薄膜厚度和拉曼结构。利用薄膜干涉曲线的波峰和波谷计算了薄膜的厚度和折射率,并根据Swanepoel方法以及Tauc公式分别计算了薄膜折射率色散曲线和光学带隙等参数。结果表明,Ge34Ga2S64非晶薄膜经热处理后发生热致漂白效应,大分子团簇以及Ge-Ge、S-S同极错键含量明显减少,网络结构无序性降低,从而引起薄膜的光学吸收边蓝移、折射率降低、表面粗糙度(Ra)降低0.515nm和光学带隙增大0.118eV。     

PECVD制备p型氢化硅氧薄膜及其光电性能研究

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)方法,在高气压、高氢稀释比和高功率密度条件下,以硅烷和二氧化碳为反应气体,硼烷为掺杂气体,在玻璃衬底上沉积了一系列的p型氢化非晶硅氧(p-SiOx:H)薄膜.利用Raman谱、XRD衍射谱、UV-VIS透射谱以及绝缘电阻测试仪等手段,分析了不同二氧化碳气体流量比对氢化硅氧薄膜的微结构和光电特性的影响.研究结果表明:薄膜为典型的非晶相;随着掺入气体CO2流量增加,薄膜沉积速率RG上升、光学带隙Eg及激活能Ea增大.     

氧浓度对磁控溅射Ti/WO3 薄膜光学性能的影响

在不同氧浓度下,采用直流反应磁控溅射技术在玻璃基片上制备了Ti掺杂的WO3 薄膜并在450 ℃退火.用X射线衍射(XRD)、分光光度计、台阶仪等对薄膜的结构和光学性质进行表征,分析了不同氧浓度对气敏薄膜的透光率、微结构及光学带隙的影响.结果表明,氧浓度增大,沉积速率越慢,膜厚度减小,薄膜的平均晶粒尺寸增大,晶面间距增大;透射率曲线随着氧浓度的增加逐渐向短波方向移动,表明薄膜的光学带隙宽度随氧浓度的增大而变大.