RF磁控溅射法制备PbTe纳米薄膜

利用RF磁控溅射和真空退火方法制备了PbTe纳米薄膜.利用SEM、XRD、AFM和FTIR分别对制备的样品的表面形貌和颗粒大小、结构以及带隙宽度进行了测试.结果显示,在10 W溅射功率下制备的PbTe纳米薄膜为纳米颗粒镶嵌薄膜,在20 W功率下为PbTe颗粒膜.10 W制备的纳米颗粒的平均直径为40 nm左右,平均高度为5 nm; 20 W制备的颗粒直径为100 -400 nm,平均高度为65 nm;两个条件下制备的样品均表现出明显的<100>方向的择优取向性,并且20 W的结晶质量比10 W的好.FTIR分析显示10 W和20 W制备的薄膜的带隙宽度分别为0.340 eV和0.343 eV,都比块体带隙宽度大.     

采用不同功率溅射制备氧化钛薄膜的研究

常温下,利用射频（RF）反应磁控溅射方法在K9双面抛光玻璃基底上沉积氧化钛薄膜．采用光栅光谱仪对薄膜样品的透射谱进行测试,通过椭圆偏振光谱仪测试并拟合得到薄膜的厚度、折射率和消光系数等光学参数,借助掠入射角X-射线衍射对薄膜的结晶状态进行了测试．实验结果表明：不同溅射功率下沉积的样品呈非晶态,在40～100W范围内,溅射功率越大,薄膜的沉积速率越大,但溅射功率对折射率和消光系数影响不大．     

H2/(Ar+H2)流量比对AZO薄膜结构及光电性能的影响

在Ar+H2气氛下,用RF磁控溅射法在室温下制备Al掺杂的ZnO(AZO)薄膜,研究H2/(Ar+H2)流量比对薄膜结构和光电性能的影响。结果表明,在沉积气氛中引入H2可以提高AZO薄膜的结晶质量,降低AZO薄膜的电阻率,提高其霍尔迁移率和载流子浓度;H2/(Ar+H2)流量比为5%时,AZO薄膜的最小电阻率为1.58×10-3Ω.cm,最大霍尔迁移率和载流子浓度分别为13.17cm2.(V.s)-1和3.01×1020 cm-3;AZO薄膜在可见光范围内平均透光率大于85.7%。     

磁控反应溅射直接生长绒面H化Ga掺杂ZnO-TCO薄膜及其特性研究

采用直流磁控溅射技术,在玻璃衬底上直接生长出了具有绒面结构的H化Ga掺杂ZnO(HGZO)薄膜。研究了H2流量对薄膜结构、表面形貌及光电特性的影响。实验表明,在溅射过程中引入H2明显改善HGZO薄膜电学性能,并且能够直接获得具有绒面结构的薄膜。在H2流量为2.0sccm时,所制备的HGZO薄膜具有特征尺寸约200nm的类金字塔状表面形貌,同时薄膜方阻为4.8Ω,电阻率达到8.77×10-4Ω.cm。H2的引入可以明显改善薄膜短波区域的光学透过,生长获得的HGZO薄膜可见光区域平均透过率优于85%,近红外区域波长到1 100nm时仍可达80%。为了进一步提高薄膜光散射能力和光学透过率,根据不同H2流量下HGZO薄膜性能的优点,提出了梯度H2技术生长HGZO薄膜;采用梯度H2工艺生长获得的HGZO薄膜长波区域透过率有了一定的提高,薄膜具有弹坑状表面形貌,并且其光散射能力有了明显提高。     

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.     

PbTiO3薄膜的非线性光学性质研究

用射频磁控溅射系统在α-Al2O3衬底上制备了具有钙钛矿结构的PbTiO3薄膜. 用光学透射测量方法得到了该薄膜材料的基本光学常数(带隙、线性折射率、线性吸收系数). 利用Z-扫描技术确定的非线性折射系数n2的符号及大小为-2.8×10-7esu,双光子吸收系数为51.8cm/GW.这些结果表明PbTiO3铁电薄膜在非线性光学上具有潜在的应用前景.     

含He纳米钛膜的XRD研究

本文采用直流磁控溅射方法,在He／Ar混合气氛中,通过分别改变He／Ar流量比和沉积偏压制备不同He含量的钛膜。利用XRD(X-ray diffraction)对含He钛膜的微观结构和晶粒尺寸进行了研究。结果表明,在其它实验参数不变的情况下,当He／Ar流量比从1.0增加到25时,钛膜的平均晶粒尺寸从19.02nm减小到8.63nm。随着膜中He含量的增加,衍射峰宽化,晶粒细化,He的掺入有抑制纳米晶粒长大的趋势。而当沉积偏压从24V增加到151V时,其平均晶粒尺寸基本不变。He引入引起了（002）晶面衍射峰向小角度移动,晶格参数c增加,而a不变。     

单带差超晶格中ZnS薄膜的制备及其性质

利用射频磁控溅射法制备了单带差超晶格中ZnS薄膜. 通过XRD和AFM的观察,对其结构进行了研究,并确定了制备均匀致密的多晶ZnS薄膜的最佳条件. 此外,对300 ℃和400 ℃衬底温度下的ZnS薄膜的光透过谱和吸收谱进行了对比,计算出了溅射法制备的ZnS薄膜的光能隙分别为3.82 eV、3.81 eV,与理论值一致. 这种高透过率、均匀致密的ZnS薄膜可用于研制新型高效率的单带差超晶格ZnS/CdS/P-CdTe太阳电池.     

钽掺杂对氧化锌透明导电薄膜结构和电学特性的影响

采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上室温沉积不同钽掺杂浓度的氧化锌透明导电薄膜.并对其结构和电学特性进行分析.对衍射峰的分析说明Ta元素以替位Zn元素的形式溶入ZnO晶格中形成了固溶体.当钽掺杂比例从0 wt%增加到10 wt%,晶格常数从0.5242 nm增加到0.5314 nm,表明薄膜中存在平行于c轴方向的张应力.薄膜沿c轴的晶粒尺寸在9.4~13.5 nm之间.薄膜的电阻随着掺杂比例增加首先显著下降,当掺杂比例为5 wt%时,薄膜最小电阻率为7.81×10-2Ω.cm,进一步增加掺杂比例到10 wt%,电阻率增大为1.25×10-1Ω.cm.     

用RF磁控溅射法制备锂氮共掺p型氧化锌

采用RF磁控溅射技术,以掺杂氮化锂的氧化锌陶瓷为靶材,用不同物质的量比的高纯氩气和氧气混合气体为溅射气体,在石英衬底上生长锂氮共掺氧化锌薄膜,并在600℃真空热退火30min,研究生长气氛对锂氮共掺氧化锌导电类型、晶体结构与低温光致发光的影响规律和机制.结果表明,当以n(氩气):n(氧气)=60的混合气体为溅射气体时,可得到稳定的p型锂氮共掺氧化锌薄膜.X射线衍射谱表明,样品具有高度的c轴择优取向.由变温光致发光分析可知,该薄膜的p型导电来源于LiZn受主缺陷,其光学受主能级位于价带顶131.6meV处.