退火对TiO2和Ta2O5光学薄膜的结构和光学性质的影响

将反应磁控溅射制备的二氧化钛和五氧化二钽薄膜在温度400℃的条件下退火处理.利用X射线衍射、原子力显微镜和分光光度计等设备对退火后薄膜的结构、表面形貌和光学性质进行研究.实验表明:退火后的T iO2薄膜为多晶结构,薄膜的表面粗糙度、折射率和消光系数都出现增大现象.然而,对于退火后的T a2O5薄膜,它的结构还是非晶态,薄膜的表面粗糙度比退火前小;同时折射率和消光系数均有减小.这些结果说明薄膜退火后的特性与薄膜材料的内部结构及结晶转变温度等有密切相关.     

Ge2Sb2Te5薄膜相变行为及其对光存储特性影响

采用射频磁控溅射方法,在石英玻璃基片上制备了Ge2Sb2Te5相变薄膜.X射线衍射分析表明:室温沉积的薄膜为非晶态;170℃真空退火后,薄膜转变为晶粒尺度约为17 nm的面心立方结构;250 ℃退火导致晶粒尺度约为40 nm的密排六方相出现.研究了室温至450℃下薄膜相变的热力学性能.差热分析显示:薄膜的非晶相向fcc相转变的相变活化能为(2.03±0.15)eV;fcc相向hex相转变的相变活化能为(1.58±0.24)eV.薄膜反射率测量表明:面心相与非晶相的反射率对比度随着波长从400 nm增加到1 000 nm在15%～30%变化,六方相与非晶相的反射率对比度在30%～40%.不同脉冲宽度的激光对非晶态薄膜的烧蚀结果显示:激光的能量密度对薄膜的记录效果有显著影响,在5 mW、50 ns的脉冲激光作用下,Ge2Sb2Te5薄膜具有最好的光存储效果.     

Mo-Al_2O_3光谱选择性吸收涂层的制备及热稳定性

光谱选择性吸收涂层是提高太阳能光热转换效率的核心部分,其在太阳光能量集中的光谱波段保持较高吸收率,同时拥有较低的红外发射率,即减少自身向外辐射的能量.选用直流-射频磁控溅射镀膜的方法,在抛光的316L不锈钢基片上制备了以金属Mo为红外反射层,Mo-Al_2O_3为吸收层,Al_2O_3为减反射层的Mo/Mo-Al_2O_3/Al_2O_3选择吸收膜系,并对其进行大气中400℃退火处理,分析其热稳定性和选择吸收性能的衰减机理.通过实验优化,具有双吸收层结构的选择吸收膜系具有最优的选择吸收性能,吸收率为0.922,发射率为0.029.所制备的薄膜表面平整致密,无明显的大颗粒缺陷.对优选制备参数下的选择吸收膜系进行退火处理,结果表明退火后选择性吸收膜系的发射率上升约1.6%,膜系的反射率极小值的位置与退火前无明显变化,反射率骤升阈值均发生蓝移.利用拉曼光谱对太阳能选择性吸收膜系的高温热稳定性进行分析,当退火时间为1、3h时,开始出现了MoO_3特征峰,说明空气中的氧原子向吸收层中进行了扩散,当退火时间达到5h时,出现了Fe_2MoC的特征峰,说明吸收涂层各亚层之间的元素发生了迁移.     

退火气氛对Bi_2O_3薄膜电致变色性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Bi_2O_3薄膜,分别在空气、氮气、氧气气氛中退火.用X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)仪分析薄膜的物相结构;用扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)观察薄膜的表面形貌;用紫外可见分光光度计(ultraviolet-visible spectroscopy, UV-Vis)以及电化学工作站测试薄膜的电致变色性能.结果表明:Bi_2O_3薄膜具有电致变色现象,表现为黑色与透明淡黄色之间的相互转换,其中氮气气氛退火的样品具有100%的化学计量比相及较高含量的δ相,颗粒尺寸分布范围较小,电致变色效率最高,约为21 cm~2/C.     

多铁性La0.7Sr0.3MnO3/PMN-PT复合薄膜的制备及表征

采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备了La0.7Sr0.3MnO3/PMN-PT(LSMO/PMN-PT)复合薄膜,利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、铁电性能综合测试仪、振动样品磁强计(VSM)对样品的结构、表面形貌以及铁电性能、磁性进行了分析.结果表明,LSMO/PMN–PT复合薄膜750℃退火处理后,所有X射线衍射峰均为样品特征峰,无扩散现象,没有新相生成;薄膜表面平整、致密、颗粒分布均匀;复合薄膜表现出了明显的铁电和铁磁性能.     

硅基SiC薄膜的制备及性能研究

文章采用电子束物理气相沉积法在单晶Si(100)基片上制备了单层SiC薄膜和Al2O3/SiC双层膜,然后在不同温度下经氩气保护退火。通过X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)对所制备的薄膜进行了结构和表面形貌分析。研究表明:退火后SiC薄膜由非晶态转为晶态,随退火温度的升高,薄膜结晶更充分,薄膜表面平均粗糙度变小;双层膜与单层膜相比,其SiC衍射峰有所增强,薄膜表面更加平滑。     

Al(OH)(1,4-NDC)·2H_2O在硅及其改性基底上取向生长的研究

该文采用溶剂热合成方法,制备Al(OH)(1,4-NDC)·2H_2O粉末样品及其在Si、Au/Si、COOH-Au/Si基底上的薄膜,并通过X射线广角衍射法检测其在基底表面上的取向生长,发现在Si和Au/Si基底上的Al(OH)(1,4-NDC)·2H_2O配位聚合物沿着[100]的方向生长。实验表明,通过增加反应时间(24~72 h),基底上的晶体不断增大,衍射特征峰也不断增强,说明延长反应时间有利于Al(OH)(1,4-NDC)·2H_2O薄膜的取向生长,这为配位聚合物在硅及其改性基底表面上制备有取向的MOFs薄膜提供了理论依据。     

V掺杂ZnO薄膜的室温铁磁性

采用磁控溅射法在Si基底上制备了Zn1-xVxO系列薄膜样品,X射线衍射表明所有样品都具有纤锌矿结构,没有发现其他的衍射峰存在.研究发现,c轴晶格常数随着掺杂浓度的增加而增大.原子力显微镜测量表明样品中的颗粒分布均匀,没有发现团聚物.磁性测量表明,直接沉积的样品具有顺磁性,而经真空退火的所有样品都具有明显的室温铁磁性,且随着掺杂浓度的增加,样品的饱和磁化强度增加.     

溶胶-凝胶法ZnO薄膜的制备及性能表征

采用溶胶-凝胶法在玻璃衬底上制备ZnO薄膜, X射线衍射(XRD)结果表明: 晶粒尺寸随退火温度的升高而增大, 与原子力显微镜(AFM)分析薄膜表面形貌的结果相符; UV\|Vis吸收谱线表明, 在ZnO带边吸收的位置出现较强的吸收, 并得到600 ℃退火处理的薄膜禁带宽度为3.23 eV; 室温光致发光谱表明, 所有薄膜均在386.5 nm处出现一个紫外发射峰, 当退火温度升高时, 深能级发射受到抑制.     

Sol-Gel法制备B-N共掺ZnO薄膜及光学性能研究

实验将B和不同含量的N元素掺入ZnO薄膜中,利用溶胶-凝胶(Sol-Gel)旋涂工艺分别在玻璃和硅衬底上制备B-N共掺ZnO薄膜.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B-N掺杂样品薄膜的晶体结构、表面形貌及光学性能进行表征.结果表明,B-N共掺后的薄膜样品,与未掺杂样品和B单掺样品薄膜相比,薄膜结构仍为六方纤锌矿相,且沿ZnO (002)衍射峰择优生长.随着N掺杂量的增加,样品的(002)衍射峰的强度先增强再减弱,当N掺杂量为3.0at%时,衍射峰强度最强,更适合薄膜生长.此时c轴取向相对较好,结晶度高,薄膜表面性能最佳,透过率在90%左右,禁带宽度达到3.51eV,紫外发光峰受到抑制.     

Te-TeO_2-Sn-Ge非晶态薄膜的退火效应

本文研究了Te-TeO_2-Sn-Ge非晶态薄膜的制备工艺以及薄膜在炉式退火后所引起的光学参数(透射率、反射率、折射率、消光系数),介电常数,光学能隙以及X射线衍射谱的变化情况,文中还分析了薄膜中各组元的作用和产生相应变化的机理。     

离子束溅射Ta_2O_5薄膜光学性质的热处理研究

使用离子束溅射法,在熔融石英衬底上沉积Ta_2O_5薄膜,并将Ta_2O_5薄膜置入100℃到500℃的环境中退火.通过XRD、透过率光谱、面吸收测试,研究了热退火温度对Ta_2O_5薄膜折射率与面吸收的影响.总结了退火温度与薄膜折射率与面吸收的对应关系,并给出简单的理论解释.该结论对Ta_2O_5薄膜的制备及光学性能调控提供一定的参考价值.     

淬火和退火后尼龙6的X射线衍射谱

采用X射线衍射研究尼龙6等温结晶后淬火和退火的结晶行为, 并根据实验结果分析了高温结晶峰产生的原因. 结果表明: 在温度高于443 K等温结晶和温度高于473 K退火的尼龙6中, 在2θ=28.5°处出现一个高温结晶衍射峰; 高温结晶峰的强度与尼龙6薄膜的热历史有关, 若尼龙6在等温结晶和退火后空冷, 则无高温结晶峰存在.     

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.     

溅射功率及退火处理对Ga2O3薄膜特性的影响

采用JGP-300型超高真空磁控溅射镀膜设备在蓝宝石衬底上制备了Ga2 O3薄膜,研究了溅射功率和退火工艺对薄膜晶体结构、表面形貌和光学特性的影响.研究结果表明:当溅射功率为90 W时,Ga2 O3薄膜的(-402)衍射峰最强,薄膜结晶质量最好.退火后Ga2 O3薄膜的结晶度均有所加强.随着溅射功率的增加,Ga2 O3薄膜变得均匀致密,但溅射功率过高反而影响成膜质量.Ga2 O3薄膜吸收边在250 nm附近,在Ga2 O3可见光区域透过率可达85％以上,且在450～500 nm处接近100％.退火处理可以进一步提高薄膜的透过率.Ga2 O3薄膜的禁带宽度随溅射功率的提高而减小,分布在4.8～5.0 eV,且退火后禁带宽度整体减小.这表明退火处理使得大部分Ga2 O3转化为最稳定的 β相.     

氧氩比对ZnO薄膜微观结构及光电特性的影响

采用JGP300型超高真空磁控溅射系统,在蓝宝石(Al_2O_3)、p-Si和氧化铟锡(ITO)导电玻璃衬底上制备了ZnO薄膜。使用X射线衍射仪(XRD)、紫外分光光度计(UV)、原子力显微镜(AFM)分析了氧氩比对ZnO薄膜晶体结构、光学特性和表面形貌的影响。测试结果表明:ZnO薄膜均为单一六方纤锌矿结构,且均表现出c轴择优取向。随着氧氩比的减小,ZnO(002)衍射峰强度增大,衍射峰半高宽(FWHM)减小。氧氩比为1∶4条件下制备的ZnO薄膜结晶质量较好。随着氧氩比的增大,ZnO薄膜表面粗糙度先增大后减小。在可见光范围内(波长400～700 nm),氧氩比为3∶2条件下制备的ZnO薄膜,平均透过率超过70%。     

Si衬底电沉积制备ZnO及其特性研究

采用不同浓度的ZnCl2的非水二甲基亚砜溶液做电解液,用阴极电沉积法在Si衬底上制备出了一系列的ZnO薄膜。实验发现ZnCl2的浓度对ZnO薄膜的结构和光学性质有着重要的影响。薄膜的X射线衍射(XRD)表明ZnCl2浓度较低时,ZnO的特征峰被衬底Si的衍射峰掩盖而较弱,当ZnCl2浓度为0.05mol/L时ZnO的特征峰非常明显。随着ZnCl2浓度的减小,薄膜的光致发光的发射谱变好,当ZnCl2溶液浓度为0.01mol/L时光学性能最好,此时出现两个峰,分别对应紫峰和绿峰。同时研究了沉积时间和退火对薄膜的光学性能的影响。     

真空退火对ZnS与PbS混合薄膜结构和光学性质的影响

采用电子束蒸发的方法在石英基片上一次沉积厚度约为400nm的ZnS与PbS混合薄膜多个样品,随后将不同样品在3×10-3Pa的真空中分别以100～600℃退火1h.样品的成分、结晶性能、表面形貌和光学性质分别采用X射线能量色散谱、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜和分光光度计等进行检测.结果表明,制备态样品为非晶态,300℃真空退火的样品已开始结晶;当退火温度不低于500℃时,退火过程中,混合薄膜中的PbS大量挥发,退火后样品中的PbS含量明显减小.随着退火温度从100℃升高到600℃,样品的表面粗糙度和表面颗粒尺寸是先减小、后增大;光学透射率则呈现先升高后下降再升高的变化特性;退火后混合薄膜光学性质的变化与薄膜的成分、结晶性能和表面形貌的变化密切相关.     

In掺杂ZnO薄膜的制备及结构特性研究

通过射频反应共溅射法在硅衬底上制备了不同In掺杂量的ZnO薄膜,表征了薄膜的结构和表面形貌,研究了In掺杂量对ZnO薄膜的结构特性的影响.掠角X射线衍射分析结果表明制备的样品为ZnO薄膜,θ-2θ X射线衍射分析结果表明样品具有小的应力和C轴择优取向;原子力显微镜测试结果表明样品的颗粒大小和应力同其(002)衍射峰强度有关.薄膜具有较低的电阻率(10-1～100Ω穋m).当In掺杂量为3%时,样品的(002)衍射峰强度最高、压应力较小(7.3×108 N/m2).     

缓冲层对银薄膜光电特性的影响

研究铜、铝作为银薄膜的缓冲层对银薄膜的光电学性质的影响.利用热蒸发技术在BK-7玻璃基底上沉积Ag(220 nm)/Al(20 nm)和Ag(220 nm)/Cu(20 nm)薄膜,沉积薄膜在温度为400、500℃的大气条件下退火处理1 h.样品的表面形貌用原子力显微镜观测,光学和电学性质分别用分光光度计和vander Pauw方法测量.实验结果表明,相对于同等条件下制备的纯银薄膜,附加缓冲层大大提高了退火态薄膜的光电性质,改善了银薄膜的热稳定性.不同的缓冲层对银薄膜光电性质影响程度不同:在同一退火温度下,在可见光谱区域,Ag/Al薄膜的反射率大于Ag/Cu薄膜;Ag/Cu薄膜的电阻率ρ小于Ag/Al薄膜,且在退火温度为500℃时Ag/Cu薄膜的ρ最小.