快速热退火增强非晶SiC_xO_y薄膜蓝绿光发射特性研究

采用甚高频等离子增强化学气相沉积技术,以SiH_4,CH_4和O_2作为反应气源,在150℃下制备非晶碳氧化硅薄膜,并对薄膜进行不同条件下快速热退火处理,研究快速热退火处理对其结构和发光特性的影响.实验表明,原始沉积薄膜在可见光全波段展现较强的光致发光特性,经过快速热退火处理后,其发光强度显著增强.薄膜在700℃经过快速热退火10s后,相比于原始沉积薄膜,其发光强度增强6倍,肉眼可见强的蓝绿光光发射.光荧光谱(PL)分析表明,薄膜的发光峰位不随激发波长的改变而发生明显变化.通过结合拉曼(Raman)光谱及傅里叶红外吸收(FTIR)光谱对薄膜的微结构及键合结构分析,分析了不同退火温度和退火时间对其蓝绿光发射增强机制的影响.     

溅射沉积TiO_2薄膜结构及性能的基础研究

采用超高真空反应射频磁控溅射方法,利用高纯Ti靶在光学玻璃基底上制备具有一定厚度的TiO2薄膜样品.通过扫描探针显微镜对其表面形貌进行观测和分析,利用XRD初步探讨了退火对薄膜结构及其透射率的影响,并研究了不同O2/Ar流量比对薄膜沉积速率的影响.     

掺氮氧化锌薄膜的P型转变研究

采用射频磁控溅射法在室温下制备了氮掺杂ZnO薄膜.用蓝宝石为衬底,氩气和不同流量的氮气为溅射气体.使用拉曼光谱仪对样品进行分析,在275cm-1位置为氮掺杂所引起的峰.样品经高温真空退火后,随着氮气流量的上升,薄膜中的载流子浓度有下降趋势,在氮气流量为6sccm时,薄膜具有较高的空穴载流子浓度,实现了氮的受主掺杂,氧化锌薄膜的导电类型实现了P型转变.     

退火气氛对ZnO纳米颗粒的结构及发光特性的影响

在500℃且不同退火气氛(氮气、氧气)条件下,我们通过化学沉淀法成功制备了ZnO纳米颗粒.采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、光致发光(PL)和拉曼光谱(Raman)研究退火气氛对ZnO纳米颗粒结构和发光特性的影响.实验结果表明,制得样品为具有六角纤锌矿结构的ZnO.从Raman和PL光谱可以观测到,退火气氛对ZnO纳米颗粒的结晶和发光特性都有很大的影响,氮气气氛下退火得到样品发光特性较好,缺陷较少,文中对其影响机制进行了讨论.     

磁控溅射法制备氮掺杂的氧化锌薄膜

目的 比较氮掺杂的氧化锌薄膜与纯氧化锌薄膜的发光特性.方法 用射频磁控溅射法,在玻璃衬底上通过控制氢气,氧气,氮气的流量,制备了纯氧化锌薄膜和氮掺杂的氧化锌薄膜样品.结果 通过比较纯氧化锌薄膜样品和氮掺杂的氧化锌薄膜样品的发光谱,在466nm(2.6 eV)附近发现了一个发光峰;氮掺杂的氧化锌薄膜样品的带隙比纯氧化锌薄膜样品的带隙宽.结论 氮掺杂的氧化锌薄膜在466 nm左右的发光峰与氮有关;带隙变宽的原因:一个是样品中的晶粒小引起的量子限制效应,另一个是压应力引起的氧化锌晶格中的氧原子的2p轨道和锌原子的4s轨道之间斥力增大.     

氮气对PECVD制备氮化硅薄膜结构与性质的影响

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术,以SiH_4、NH_3和N_2为反应气体,研究氮气对制备氮化硅薄膜及其结构与性质影响.研究结果表明,利用PECVD沉积非晶SiNx薄膜时,薄膜中含有大量以Si-H和N-H键存在的H+离子,当其键合断裂时,大量H从膜中扩散出来并与其他杂质和缺陷发生反应,在沉积SiNx薄膜的过程中形成H空位,H以氢-空位对方式迅速扩散,完成钝化过程,导致薄膜致密性降低.适当增加氮流量,导致薄膜中N/Si比增大,Si-Si键浓度减少,Si-N键浓度增加,并出现轻微的蓝移;继续增加氮流量,薄膜逐渐呈富N态,伴随缺陷态增多,辐射增强,导致光学带隙迅速展宽,带尾态能量逐渐减小;当氮流量较高时,薄膜中形成了包埋在非晶SiNx中的Si_3N_4晶粒,实现了从非晶SiNx薄膜向包含Si_3N_4小晶粒薄膜材料的演变过程.     

高温制备非晶五氧化二钒薄膜的光学减反特性

采用超高真空磁控溅射在Al_2O_3/Si基底上制备非晶五氧化二钒(V_2O_5)薄膜,并研究了高温退火对其晶体结构、表面形貌和光学特性的影响.扫描电子显微镜观察表明样品表面平滑致密具有连续性.在可见光波范围内,制备态薄膜在波长497 nm处出现反射率的最小值(约18%).经15 min高温退火处理后,样品X射线衍射光谱中除基底衍射峰外无其他衍射峰出现,表明样品依旧为非晶态.高温退火后的样品反射率最小值可进一步降低至约6%.上述结果对于以V_2O_5薄膜为基础的高温光学器件制备和应用有一定借鉴价值.     

Fe3N纳米晶薄膜退火过程的结构演变及其磁性

采用直流磁控溅射方法, 在氮气分压为10%的条件下获得了单相纳米晶ε-Fe₃N磁性薄膜, 先将薄膜样品在真空中分别于500,600,700,800 ℃退火, 再利用X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)表征不同退火温度样品的结构和磁学性能. 结果表明: ε-Fe₃N样品在小于600 ℃可保持结构稳定; 在退火过程中, ε-Fe₃N薄膜的比饱和磁化强度变化较小; 矫顽力先减小后增加; 经过500 ℃退火的ε-Fe₃N样品软磁性能最佳.     

氮气对碳纳米管生长的影响

采用等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD),以C2H2、H2和N2为反应气体,制备出碳纳米管薄膜.并利用扫描电镜对其进行表征.结果表明,氮气流量对碳纳米管薄膜的生长起着重要作用,当氮气流量为10sccm时,能获得定向性良好、分布均匀、密度适中的碳纳米管.     

(Si, Er)双注入单晶硅近红外光发射

利用金属蒸气真空弧离子源，将硅和铒离子先后注入到单晶硅中，经快速退火制备出（Si,Er）双注入单晶硅发光薄膜，RBS分析表明铒原子分接受10％，即原子浓度约10^21cm^-3，XRD分析发现，随着Er注量增加，退火态样品中ErSi2相增多，显微结构分析表明，注量条件影响辐照损伤程度、物相变化和表面显微形貌，而这些结构变化将直接决定（Si,Er）双注入单晶硅发光薄膜近红外区光致发光。