衬底温度对In_xGa_（1-x）N薄膜结构特性的影响

本文采用MOCVD工艺,通过调整衬底温度（固定其它工艺参数）来沉积用于太阳电池的InxGa1-xN薄膜,并利用X射线衍射仪（XRD）、X射线荧光光谱仪（XRF）、扫描电子显微镜（SEM）和台阶仪来分析研究其结构特性.衬底温度较低时有利于薄膜的In注入,衬底温度较高时有利于沉积高结晶质量的InxGa1-xN薄膜.当衬底温度为470℃时,在硅衬底上所沉积的InxGa1-xN薄膜In含量较高,为46.92%;薄膜表面光滑致密,粗糙度小;颗粒较大,且颗粒大小均匀.     

全In组分可调InGaN的分子束外延生长

Ⅲ族氮化物InxGa1-xN合金为直接带隙半导体,其禁带宽度随着In组分变化从3.43 e V(Ga N)到0.64e V(In N)连续可调,波长范围覆盖了0.3–1.9μm,具有电子饱和速度高和光学吸收系数大等特点,是制备高效率全光谱太阳能电池和白光照明器件的理想材料.由于缺少合适的衬底,In N和InxGa1-xN薄膜通常生长在蓝宝石或Ga N模板上.本论文综述了采用MBE方法,在蓝宝石衬底和Ga N模板上生长了In N和全组分InxGa1-xN薄膜的生长行为和材料物理性质.利用MBE边界温度控制法在蓝宝石衬底上生长高室温电子迁移率的InN薄膜,利用温度控制外延法在Ga N/蓝宝石模板上制备了全组分InxGa1-xN薄膜.     

基于反射光谱的InxGa1-xN半导体薄膜厚度测量

氮化镓薄膜是制造蓝紫光光电子器件的理想半导体材料之一。三元合金InGaN薄膜是优良的全光谱材料而且不同In组分的InGaN薄膜叠层可用于研制高效率薄膜太阳电池。精确测量InGaN薄膜的厚度有利于研制高效率的光伏器件。本文利用分光光度计实验研究了蓝宝石衬底金属有机物化学气相沉积（MOCVD）技术生长的铟镓氮（InGaN）半导体薄膜的反射光谱。基于薄膜干涉原理,计算分析了InxGa1-xN薄膜的厚度;结果发现利用反射光谱中不同波峰、波谷确定的薄膜厚度相对偏差度的平均值为4．42％。结果表明用反射光谱的方法测量InxGa1-xN薄膜的厚度是可行的。     

基于反射光谱的InxGa1-xN半导体薄膜厚度测量

氮化镓薄膜是制造蓝紫光光电子器件的理想半导体材料之一。三元合金InGaN薄膜是优良的全光谱材料而且不同In组分的InGaN薄膜叠层可用于研制高效率薄膜太阳电池。精确测量InGaN薄膜的厚度有利于研制高效率的光伏器件。本文利用分光光度计实验研究了蓝宝石衬底金属有机物化学气相沉积（MOCVD）技术生长的铟镓氮（InGaN）半导体薄膜的反射光谱。基于薄膜干涉原理,计算分析了InxGa1-xN薄膜的厚度;结果发现利用反射光谱中不同波峰、波谷确定的薄膜厚度相对偏差度的平均值为4．42％。结果表明用反射光谱的方法测量InxGa1-xN薄膜的厚度是可行的。     

In组分变化对GaN基材料光学性质影响第一性原理研究

研究组分变化中InxGa1-xN材料光学性能的变化.通过掺杂方式改变InxGa1-xN材料In组分含量,获得计算模型.计算结果表明,随着In组分的增加,价带结构发生改变,从而影响了电子的迁移及其内量子效率;材料的折射系数、吸收系数、反射系数以及能量损失系数均发生变化;In组分为0.5时,能量损失峰值最小,有利于提升紫外光的出光效率.     

低温沉积Cu(InxGa1-x)Se2薄膜

采用多元共蒸发工艺,在Mo覆盖的碱石灰玻璃上沉积Cu(In_xGa_(1-x))Se_2薄膜。利用X射线衍射仪、霍尔测试仪研究了Cu(In_xGa_(1-x))Se_2薄膜的晶体结构、导电性质,探讨了低温沉积过程中衬底温度与薄膜结构特性、电学特性的关系。测试结果表明,衬底温度对掺杂程度、晶相单一性、晶粒尺寸、电阻率有重要影响。衬底温度低于500℃时,CIGS材料性能会出现明显劣化。     

硅基氧化钆薄膜的生长及结构

采用脉冲激光沉积方法(PLD)在不同温度的Si(100)衬底上制备了Gd2O3栅介质薄膜,利用X射线衍射、X射线反射率以及光电子能谱等方法对它的结构、组成以及价带偏移等进行了研究.结果表明:衬底温度为300℃时,Gd2O3薄膜呈非晶态;当衬底温度为650℃时,形成单斜相的Gd2O3薄膜.XPS和XRR 结果确定其界面主要是由于界面反应形成的钆硅酸盐.通过XPS分析得到Gd2O3与Si之间的价带偏移为(-2.28±0.1)eV.     

衬底温度对NiTi薄膜晶化温度的影响

采用直流磁控溅射方法, 制备出沉积在不同温度衬底上 的NiTi薄膜. 应用X射线衍射、 小角X射线散射和差热扫描量热法研究了两种衬底温度(室温和573 K)溅射的NiTi合金薄膜晶化温度和在763 K退火1 h的晶化程度.     

衬底温度对共溅射法制备BaSi_2薄膜的影响

研究衬底温度对采用Ba靶和Si靶共溅射制备BaSi_2薄膜的影响.采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对在不同衬底温度条件下制备的薄膜的微观结构组分和表面形貌进行表征与分析.结果表明,衬底温度在500℃以下时Ba和Si共沉积在Si(111)衬底上生成的为非晶,结合后续的真空退火生成BaSi_2多晶薄膜.衬底温度是制备优质BaSi_2薄膜的关键因素,衬底温度高于600℃时,共溅射法能够直接生成BaSi_2薄膜.     

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.     

Effects of substrate temperature and ambient oxygen pressure on growth of Ba(Fe1/2Nb1/2)O3 thin films by pulsed laser deposition

Ba(Fe1/2Nb1/2)O3 thin films were grown on Pt/TiO2/SiO2/Si substrates with pulsed laser deposition (PLD) at temperatures ranging from 823 to 923 K with the varied ambient oxygen pressure. X-ray diffraction (XRD) data confirmed the single phase of polycrystalline Ba(Fe1/2Nb1/2)O3 thin films. The effects of substrate temperature and ambient oxygen pressure on the surface morphologies of the thin films were investigated by atomic force microscopy (AFM) and the growth dynamics of thin films was discussed. Larger grains and denser surface morphologies were observed with increasing substrate temperature. While finer grains were produced with increasing ambient oxygen pressure due to more frequent collisions between the ejected species and ambient oxygen molecules. The influence of the substrate temperature and ambient oxygen pressure on the dielectric properties was also discussed. Improved dielectric constant and decreased dielectric loss was observed for the thin film deposited at evaluated temperature.     

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.     

三元氮化物纤锌矿结构混晶In_xGa_(1-x)N中的光学声子

采用修正的无轨离子位移模型研究三元氮化物纤锌矿混晶中的光学声子模.用微扰法对系统的弗留里希耦合常数、混晶的介电常数和谐振子强度进行计算和讨论.结果表明,纤锌矿结构InxGa1-xN中的光学声子能量等物理量随组份x出现明显非线性变化,In与Ga原子之间的相互作用对混晶的性质有显著的影响.     

用PEM监控制备TiO_2薄膜及其光学性能的研究

使用金属钛作靶材,利用中频反应磁控溅射方法在玻璃基底上制备了TiO2薄膜.为使反应溅射的工作点能够稳定在"过渡区",使薄膜获得理想的化学配比和较高的沉积速率,使用了等离子体发射光谱监控法(PEM)对溅射过程进行控制.利用台阶仪测膜厚,用X射线衍射仪、原子力显微镜、分光光度计以及光学薄膜测试分析仪等手段对TiO2薄膜的结构以及光学性能进行表征,研究了不同工艺条件对薄膜结构和光学性能的影响.结果表明,较高的PEM工作点下制备的TiO2薄膜具有较高的折射率,使用PEM控制的中频反应磁控溅射方法可以制备出性能良好的TiO2光学薄膜.     

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.     

蒙特卡罗方法模拟PVD薄膜生长的研究进展(综述)

综述了蒙特卡罗方法模拟物理气相沉积薄膜生长的研究进展．特别对基底的表面形貌、结构缺陷、沉积温度等因素对薄膜生长影响的蒙特卡罗方法模拟的研究进展进行了分析和归纳．最后对蒙特卡罗方法模拟薄膜生长的研究进行了展望．     

Co掺杂ZnO薄膜的结构及光磁性能研究

采用溶胶-凝胶旋涂法在玻璃衬底上制备了Zn1-xCoxO(x=0,0.01,0.03,0.05,0.08,0.12)薄膜.利用显微镜和X射线衍射(XRD)研究了ZnO:Co薄膜的表面形貌和微结构.结果表明,所有ZnO薄膜样品都存在(002)择优取向,尤其是当掺杂浓度为12%时,薄膜c轴择优取向最为显著.振动样品磁强计(VSM)测量表明Zn1-xCoxO薄膜具有室温铁磁性.室温光致发光测量发现,所有样品的PL谱中都出现了较强的蓝光双峰发射和较弱的绿光发射,分析认为这主要是由于Co元素的掺入改变了薄膜的禁带宽度、锌填隙缺陷和氧位错缺陷浓度,其中长波长的蓝光峰和绿光峰都能够通过掺杂进行控制.基于上面的测量结果,探讨了不同波段光发射的机理与掺杂状态之间的关系.