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.     

掺Cu的SrBi2Ta2O9薄膜的非线性光学特性的研究

以SrBi2Ta2O9陶瓷和高纯Cu片作为靶材,利用射频磁控溅射方法在双面抛光的石英基片上制备了掺Cu金属颗粒的SrBi2Ta2O9复合薄膜.用XRD和AFM表征了薄膜的结晶性能和表面形貌;利用单光束Z扫描技术在波长532 nm处测量了薄膜的非线性光学特性,其三阶非线性光学极化率的实部Reχ(3)=2.26×10-9esu,虚部Imχ(3)=0.62×10-9esu.     

溅射Ga2O3反应自组装和脉冲激光沉积(PLD)法制备GaN薄膜

用溅射Ga2O3反应自组装和脉冲激光沉积（PLD）法分别在硅和蓝宝石衬底上制备CaN薄膜,用X射线衍射图谱（XRD）和原子力显微镜（AFM）对GaN薄膜的结构和形貌进行分析,结果表明,采用两种方法在两种衬底上均可制备出结晶较好的CaN薄膜,但硅衬底上制备的GaN薄膜的晶粒明显大于在蓝宝石衬底上制备的GaN薄膜的晶粒,进一步表明硅基溅射Ga2O3反应自组装GaN薄膜晶化程度较高.     

超长β-Ga2O3纳米线的合成

采用溶剂热法以二甲苯作为溶剂,NaN3作为氮源,GaCl3作为镓源,合成GaN为中间产物,进而以空气为氧源来合成Ga2O3,反应温度为350℃。热处理后,成功得到了-βGa2O3超长纳米线,通过X射线衍射（XRD）、红外射线（IR）、透射电子显微（TEM）、选区电子衍射（SAED）、高分辨率的透射电镜（HRTEM）、光致发光（PL）、X射线荧光光谱（EdX）等表征发现,所得-βGa2O3超长纳米线是沿着[00 1]晶向自堆垛生长的,PL研究表明,氧化镓主要有两个强的发射峰,分别在416 nm和580 nm处（λ发射=250 nm）。     

电沉积Sn对In2O3薄膜透光和导电性能的影响

室温下利用射频磁控溅射粉末靶制备In_2O_3薄膜,并在其上电沉积Sn制备Sn/In_2O_3复合薄膜。采用扫描电镜、X射线衍射仪、紫外可见分光光度计和霍尔效应仪等手段表征和分析了复合薄膜的微观结构和光电性能。结果表明:电压为2 V时,制备的Sn/In_2O_3薄膜光电性能最佳,透光率为92.86%,电阻率0.19 mΩ·cm。氧化退火后,3 V电压制备的Sn/In_2O_3复合薄膜电阻率增大,透光率得到明显改善。     

无定形纳米Fe2O3微粒的光电化学特性

用强迫水解的方法制备粒径为5 nm的无定形Fe2O3微粒, 并用滴膜的方法制备ITO/Fe2O3电极. 在KCl, Na2SO4, NaOH电解质溶液中研究这种电极的光电化学特性. 同时对光生载流子在Fe2O3膜/电解质溶液界面的传递过程进行讨论. 根据紫外-可见吸收特性及光电流的产生电位实验数据绘制了无定形Fe2O3的能级示意图.     

Sn掺杂In_3O_2半导体薄膜的制备及其性能研究

采用磁控溅射方法在玻璃基底上制备了Sn掺杂In3O2(In3O2:Sn)半导体薄膜,通过XRD、XPS、四探针仪和分光光度计等测试表征,研究了生长速率对薄膜结构和光电性能的影响.结果表明:所制备的薄膜均具为(222)择优取向的立方锰铁矿结构,其结构参数和光电性能明显受到生长速率的影响.当生长速率为4 nm/min时,In3O2:Sn薄膜具有最大的晶粒尺寸(32.5 nm)、最高的可见光区平均透过率(86.4%)和最大的优值因子(7.9×104Ω-1·m-1),其光电性能最好.同时采用Tauc公式计算了样品的光学带隙,结果表明:光学带隙随着生长速率的增大而单调减小.     

La_2Mo_3O_(12)薄膜的制备和光学性能研究

采用射频磁控溅射法制备La2Mo3O12薄膜并退火处理,用X射线衍射仪、扫描电镜、紫外-可见分光光度计、椭偏谱仪研究了薄膜的结晶特性、表面形貌和光学性能.结果表明,射频磁控溅射制备的La2Mo3O12薄膜为非晶态,退火后La2Mo3O12薄膜结晶主要为四面体结构和少量单斜结构,且薄膜表面平整,晶粒均匀.其光学带隙为3.63 eV,对近紫外光(200～280 nm)有良好的吸收性能,折射率在1.8到2.15之间,消光系数符合正常色散关系.     

工艺参数对磁控溅射制备ZnO:Al薄膜性能的影响及分析

采用Al2O3质量分数为2.7%的ZnO:Al(简称AZO)陶瓷靶在RAS-1100C大型中频孪生靶磁控溅射镀膜设备上溅射制备了电阻率在10-3Ω·cm量级、可见光透过率85%的AZO透明导电薄膜.分析了烘烤温度、氩气流速和溅射功率对薄膜电学性能的影响,同时还对固定在靶材前方不同区域处的衬底上沉积得到的AZO薄膜的电阻率差异进行了研究.实验发现靶材刻蚀沟道正前方处沉积的AZO薄膜的电阻率在10-2Ω·cm量级,而两块靶材中间非溅射区域正前方处所沉积的AZO薄膜的电阻率则在5×10-4Ω·cm左右.此研究结果表明沉积在RAS夹具圆筒上的AZO薄膜的性能是靶前各区域溅射沉积薄膜的性能的混合平均.进一步提高RAS溅射制备的AZO薄膜的性能的关键在于抑制高能氧负离子的轰击注入效应以及提高薄膜的结晶性能.     

靶材制备工艺与配比对ZrW2O8薄膜制备的影响

分别采用钨酸锆靶（ZrW2O8）和氧化锆（ZrO2）与氧化钨（WO3）的复合靶，在磁控溅射条件下制备钨酸锆（ZrW2O8）薄膜，研究了靶材制备工艺、复合靶成分配比以及热处理温度对薄膜成分的影响，并对薄膜生长方式进行了初步探讨．结果表明：ZrW2O8靶材制备的薄膜在700℃处理后薄膜中ZrW2O8纯度较高，相同配比下，复合靶制备的薄膜经750℃处理后薄膜中ZrW2O8含量最高；以凡（ZrO2）：n（WO3）为1：2．8的复合靶材制备的薄膜经热处理后，结晶度优于凡（ZrO2）：n（WO3）为1：2获得的薄膜，并且ZrW2O8最佳含量的热处理温度较低；热处理时薄膜的生长机制为岛状生长方式；ZrW2O8薄膜在（211）和（220）晶面上的热膨胀系数均为负值．     

溅射功率对氧化铝薄膜结构和光学性能的影响

采用射频反应磁控溅射法,在K9双面抛光玻璃基底上制备了一系列不同溅射功率的Al2O3薄膜,并对部分薄膜进行退火处理.利用X线衍射法对Al2O3薄膜退火前后的晶体结构进行分析,采用椭圆偏振光谱仪对薄膜的厚度、折射率和消光系数进行测试和拟合.实验结果表明:测射功率在100~300 W时,沉积的Al2O3薄膜退火前后均为非晶态;薄膜在可见光范围内具有良好的透光性能,透射率接近90%,为透明膜;薄膜的沉积速率随溅射功率的增大而增大;薄膜在可见光波段的折射率n随波长的增大而减小,平均值随溅射功率的增大呈现出先增大后减小的变化趋势;薄膜消光系数k的平均值亦随溅射功率的增大呈现先增大后减小的变化趋势.     

基体温度和氩气压强对射频磁控溅射制备GZO薄膜性能的影响

采用射频磁控溅射方法,用Ga2O3含量为1%的ZnO做靶材,在不同基体温度和不同溅射压强的条件下制备了高质量的GZO透明导电薄膜.结果表明:基体温度和氩气压强对GZO薄膜的晶体结构、光电性能有较大影响.当温度为500℃,溅射气压为0.2Pa时制备的GZO薄膜光电性能较优,方块电阻为7.8Ω/□,电阻率为8.58×10-4Ω.cm,可见光的平均透过率为89.1%.     

中频反应磁控溅射Al_2O_3薄膜的光学性质

采用中频反应磁控溅射技术在玻璃基片上制备了Al2O3薄膜,提出了一种利用透射光谱来简单有效地分析弱吸收薄膜的光学特性及与光学相关的其他物理特性的方法.对Al2O3薄膜进行透射谱测量,通过对薄膜折射率、吸收系数、膜厚度与入射光波长相互关系的分析,获得了Al2O3薄膜在400~1 100 nm区域内的折射率、吸收系数与入射光波长的关系式,以及Al2O3薄膜厚度的计算公式.     

反应磁控溅射制备CdTe太阳电池前电极ITO薄膜的性质研究

使用反应直流磁控溅射法在玻璃衬底上制备了ITO薄膜作为CdTe多晶薄膜太阳电池的前电极,研究了氧分压和衬底温度对ITO薄膜光电性能及结构的影响.通过四探针、紫外可见分光光度仪,X射线衍射(XRD)和霍尔测试仪等测试手段对薄膜进行了表征.结果表明:随着氧分压和衬底温度的升高,ITO薄膜在可见光区域的透过性能明显增强,但是薄膜的载流子浓度下降,霍尔迁移率也逐渐降低,同时薄膜的电阻率逐渐增大.在结果分析的基础上,选用衬底温度300℃,1.4%的氧分压条件制备出可见光透过率在80%以上,电阻率为5.3×10-4?·cm的ITO薄膜,将其应用于碲化镉多晶薄膜太阳电池,电池的转换率可以达到10.7%.     

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.     

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。     

全固态锂离子电池阳极V_2O_5薄膜的性能研究

通过磁控溅射法制备全固态锂离子电池阳极V2O5薄膜,对不同条件下制备的V2O5薄膜用原子力扫描显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)进行测试分析。结果表明,氧气比例高于20%,溅射功率120W,环境压强1.2Pa时,V2O5薄膜在表面形貌、物相和物态方面表现出良好的电化学性能。     

膜厚对柔性ZnO∶Ga透明导电薄膜结构和电学性能的影响

室温下采用直流磁控溅射法在PI衬底上制备出具有优异光学性能的ZnO∶Ga透明导电薄膜.研究结果表明,制备了具有C轴择优取向的六角纤锌矿结构的多晶GZO透明导电薄膜.讨论了薄膜厚度对PI衬底上制备ZnO∶Ga薄膜的结构、表面形貌和电学性质的影响.实验数据表明,一定同质缓冲层可有效降低薄膜应力,改善薄膜性能,所得GZO薄膜厚度为129nm时,电阻率具有最小值3.2×10-4Ω.cm.     

射频磁控溅射制备CuAlO_2薄膜及性能表征

利用Al(OH)3和Cu2O高温固相反应烧结制备的靶材,采用射频磁控溅射法,在玻璃基片上制备非晶CuAlO2薄膜.薄膜的表面均匀,颗粒大小约为50 nm,可见光范围内透射率为60%,平均折射率达2.0,直接带隙为3.86 eV.随着在紫外光源下曝光时间的增加,薄膜的接触角从96.3°减小到87.5°,薄膜仍呈现出良好的疏水性.     

射频等离子体增强磁控溅射沉积Al2O3膜

采用射频等离子体增强磁控溅射同步沉积，在金属表面制备了Ａｌ２Ｏ３膜，实验表明，采用本方法在工艺上是可行的，膜与基材结合性能好。