粉末溅射制备N-In共掺p型ZnO薄膜

在石英玻璃衬底上以ZnO∶ In2O3粉末为靶材,采用射频磁控溅射法制备出具有良好c轴择优取向的ZnO∶ In薄膜,继而对样品进行二次N离子注入掺杂,成功实现N-In共掺p型ZnO薄膜.借助XRD、Hall测试、XPS和透射谱测试手段研究分析了共掺ZnO薄膜的晶体结构、电学和光学性质.结果表明制备的薄膜具有较高的结晶质量和较好的电学性能,其空穴浓度、迁移率和电阻率分别达到4.04×1018 cm-3、1.35 cm2V-1s-1和1.15 Ωcm.X光电子能谱(XPS)分析显示在p型ZnO薄膜里存在N-In键和N-Zn键,表明In掺杂可以促进N在ZnO薄膜的固溶,有利于N元素在ZnO薄膜内形成受主能级.另外,制备的ZnO薄膜在可见光范围内有很高的透射率,最高可达90%.其常温下的禁带宽度为3.2 eV,相对本征ZnO的禁带宽度略有减小.     

H2对Al-Si-GNP共掺杂ZnO透明导电薄膜性能的影响

以玻璃为基底,采用射频磁控溅射法制备了Al_2O_3、SiO_2、氧化石墨烯(GNP)共掺杂氧化锌(GASZO)透明导电薄膜.考察了在Ar(流量不变)中H_2流量对薄膜制备的影响.采用X射线衍射仪(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)等对薄膜形貌、结构进行了表征.结果表明薄膜晶相为纤锌矿结构、呈c轴择优取向; Scherrer公式计算发现增加H_2量,可以减小薄膜的平均晶粒尺寸; H_2流量对薄膜内应力影响较大.此外,还采用四探针测试仪、紫外—可见分光光度计(UV-Vis)等对薄膜的光电性能进行了表征.当Ar流量为70 sccm、H_2占溅射气氛1. 00%时,薄膜具有最低电阻率7. 746×10~(-4)Ω·cm;适量的H_2流量可以提高玻璃在近紫外区的透过率;镀膜后样品在可见光区的平均透过率为90%左右.     

Al-N 共掺杂p 型ZnO 薄膜制备及电学性能的研究

利用射频磁控溅射技术在石英玻璃上制备了ZnO:Al薄膜,继而N离子注入实现薄膜的Al-N共掺杂,随后进行了不同温度和时间的热处理。并借助X射线衍射(XRD)、霍耳测试(Hall)、X射线光电能谱仪(XPS)等手段对ZnO薄膜的性能进行了表征。实验结果表明,Al-N共掺杂ZnO薄膜在578℃退火8 min表现出较稳定的p型导电,其载流子数高达1×1018～6×1018个·cm-3,对应的电阻率为1～9Ω·cm,迁移率为1～2 cm2·V-1·s-1。与单掺N相比,实现p型导电所需的退火温度有明显降低,这很可能与Al的掺入有关。此外,XPS测试结果证实大量的Ni取代O空位是薄膜p型导电的根本原因。     

退火温度对N掺杂MgZnO薄膜光电性能的影响

采用射频磁控溅射技术, 用氮气作为掺杂源, 在石英基片上生长N掺杂Mg_xZn_1-xO薄膜, 并将薄膜分别在550,600,650,700 ℃真空中进行热退火处理. 结果表明: 晶体质量随退火温度的升高而提高; 薄膜中Mg和Zn的原子比发生了变化; Raman光谱中位于272,642 cm^-1处的振动峰逐渐消失; 室温光致发光光谱中薄膜的紫外激子发射峰变强, 且发生峰移; 随着退火温度的升高, 薄膜的导电类型发生转变, 当退火温度为600 ℃时, 薄膜呈最佳的p型导电性质.     

CeO2掺杂ZnO薄膜制备和紫外吸收性能

 研究射频磁控溅射技术制备的CeO2掺杂ZnO薄膜的结构及紫外光吸收性能。结果显示,ZnO（002）晶面的晶面间距增大,由于晶格畸变的增加导致薄膜中的内应力也相应增加,随着CeO2掺入量的增加,引起ZnO晶格的进一步松弛,因此ZnO将呈混晶方式生长;由于ZnO的晶粒同时有多个生长方向,因而抑制了ZnO晶粒（002）取向生长度的速度,导致了晶粒尺寸的逐渐降低,薄膜的C轴择优取向性随CeO2含量的升高而降低。CeO2掺杂样品与纯ZnO薄膜的吸收谱的形状没有大的改变,吸收峰形基本一致,掺CeO2使薄膜的紫外吸收显著增强,吸收边明显向短波方向移动,吸收边的斜率有微小提高,吸收峰宽度略微增大,吸收强度增加。     

Ag掺杂制备P型ZnO薄膜的研究

通过Ag掺杂和磁控溅射方法生长ZnO：Ag薄膜,分析了氧气氛退火温度后薄膜的微结构和电阻率等电学性能。退火前薄膜的晶拉大小为l5nm,经过600℃氧气氛热处理后,晶拉增大到35nm左右;霍耳洲试结果表明,氧气氛后ZnO：Ag薄膜转变为p型电导。薄膜对可见光的透过率大于83％,有陡峭的截止吸收限,对小于378nm的紫外光有强烈的吸收。     

P型ZnO薄膜的制备及特性研究

ZnO是一种新型的自激活宽带隙半导体材料,是一种理想的短波长发光器件材料,在光电子、高温大功率器件、高频微波器件以及信息技术领域等方面有着广阔的应用前景,实现和控制高质量P型掺杂是ZnO薄膜光电子应用的关键。本文用射频磁控溅射技术,在直径为100 mm的单晶Si(110)衬底上制备ZnO薄膜,薄膜厚度为1.8μm。用多功能离子注入机对ZnO薄膜进行N离子注入。通过退火实现了ZnO薄膜的P型转变。扫描电镜(SEM)观察表明,离子注入使薄膜表面形貌产生损伤和缺陷,粗糙度明显增加,但退火对表面形貌有很大改善。X射线衍射(XRD)给出样品具有对应于ZnO(002)面的衍射峰,表明薄膜具有较好的c轴择优取向。在不同温度下(500℃,650℃,800℃,900℃,950℃),     

N-In共掺p型ZnO薄膜的结构和电学特性研究

采用射频磁控溅射技术在石英衬底上制备ZnO∶In薄膜,以N离子注入的方式进行N掺杂,通过优化退火条件成功实现了ZnO∶In-N薄膜的p型转变.研究发现:在590 C退火20 min获得性能良好的p-ZnO∶In-N薄膜,其空穴浓度、迁移率和电阻率分别为(1.01×1018) cm-3、3.40 cm2·V-1·s-1、1.81Ω· cm.结合XPS分析认为ZnO∶In-N实现p型导电正是由于In的掺入与受主N形成了有利于p型导电的受主Inzn-2No复合体.Hall跟踪测试发现p型导电会随时间变化而最终转变为n型导电,结合XPS和第一性原理计算认为薄膜中存在残余应力和(N2)o施主缺陷是p型不稳定的原因.     

Al-Y共掺杂ZnO透明导电薄膜制备及光电性能研究

 采用溶胶 凝胶法,在玻璃衬底上制备出Al-Y共掺杂的ZnO透明导电薄膜。X射线衍射(XRD)表明,Al-Y共掺杂ZnO透明导电薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有C轴择优取向。制备的Al-Y共掺杂ZnO薄膜电阻率最小值为1.63×10² Ω·cm,在可见光区(400-800 nm)平均透过率超过85 %。     

Plasma Immersion Ion Implantation of the Pea Seed and Its RBS Spectra

Plasma immersion ion implantation (PI~3), a new technique with certain advantages over biological samples, was developed. Argonion as well as nitrogen ion implantation of the pea seeds has been carried out with the PI~3 implanter and their RBS spectra were also studied. The results show that the mass deposition effect of ion implantation on biological samples can be achieved with the PI~3 implanter. In addition, there is an optimal implantation time for a given treatment condition. It presents new possibilities for the ion implantation into biological samples.     

衬底温度对射频磁控溅射制备ZnO薄膜结构的影响

采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备ZnO薄膜.用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对不同衬底温度下制备薄膜的相结构和表面形貌进行分析.结果表明,在衬底温度为400℃时制备的ZnO薄膜表面光滑,晶粒尺寸均匀,结构致密,且沿c轴择优生长.     

热处理温度及冷却速度对ZnO:Al薄膜性能的影响

采用溶胶一凝胶法在普通玻璃衬底上制备出了Al3+离子掺杂的ZnO(ZnO:Al)透明导电薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、四探针法及紫外-可见分光光度计(UV-VIS)等分析方法对制备的薄膜进行了表征,研究了热处理温度及冷却速度对ZnO:Al薄膜结晶状况、电阻率、可见光透过率的影响.研究发现:制备的薄膜为具有沿(002)晶面择优取向的ZnO六角纤锌矿结构,适当的热处理温度和冷却速度有利于改善ZnO:Al薄膜的导电性,并且当采用快速冷却时薄膜的导电性明显增强,而透光率略微减小.500℃热处理1 h后,-15℃环境中快速冷却相对于随炉冷却和空气中冷却制备的薄膜电阻率有大幅度的降低,达到0.22Ω·cm,透光率大于80%.     

Effect of annealing temperature on the microstructure and optoelectrical properties of ZnO thin films and their application in self-powered accelerometers

This paper reports a piezoelectric nanogenerator (NG) with a thickness of approximately 80 μm for miniaturized self-powered acceleration sensors. To deposit the piezoelectric zinc oxide (ZnO) thin film, a magnetron sputtering machine was used. Polymethyl methacrylate (PMMA) and aluminum-doped zinc oxide (AZO) were used as the insulating layer and the top electrode of the NG, respectively. The experimental results show that the ZnO thin films annealed at 150℃ exhibited the highest crystallinity among the prepared films and an optical band gap of 3.24 eV. The NG fabricated with an AZO/PMMA/ZnO/stainless steel configuration exhibited a higher output voltage than the device with an AZO/ZnO/PMMA/stainless steel configuration. In addition, the annealing temperature affected the open-circuit voltage of the NGs; the output voltage reached 3.81 V when the annealing temperature was 150℃. The open-circuit voltage of the prepared self-powered accelerometer increased linearly with acceleration. In addition, the small NG-based accelerometer, which exhibited excellent fatigue resistance, can be used for acceleration measurements of small and lightweight devices.     

等离子体浸没离子注入豌豆种子对过氧化物酶同工酶的影响

用等离子体浸没离子注入设备对豌豆种子进行N~+注入.用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对豌豆胚芽中的过氧化物酶同工酶进行分离,用联苯胺染色法进行显色.发现过氧化物酶同工酶的活性和数量随离子注入剂量的变化而呈明显变化.酶谱分析可知,注入离子影响了过氧化物酶同工酶酶谱和迁移率.说明离子注入对生物体的影响可在同工酶水平上得到反映.从一个侧面证实了注入离子与生物酶分子之间存在质量沉积和电荷交换效应.     

溅射法制备的ZnO薄膜的光发射

报道了用射频磁控溅射法在硅衬底上制备出具有好的(002)择优取向的多晶ZnO薄膜，在514nm处观察到显著的单色绿光发射峰；且随着氧分压的增加，绿光发射峰的强度减弱．经真空中退火该发射峰增强；而在氧气中退火该发射峰强度减弱．该发射峰强度依赖于氧分压的事实表明：514nm绿光发射峰与ZnO薄膜中的氧空位缺密切相关，认为它来自于氧空位缺陷深施主能级上的电子到价带顶上的跃迁．     

热处理温度对WO_3电致变色薄膜性能的影响

采用改进溶胶-凝胶法制备WO_3薄膜,研究不同热处理温度对WO_3薄膜的物相组成、表面形貌、电化学和光学性能的影响。用原子力显微镜(AFM)考察薄膜的表面形貌,用X线衍射(XRD)表征薄膜的物相组成,循环伏安法测试薄膜的电化学性能以及紫外-可见光分光光度计对薄膜的光学性能进行表征。结果表明:在热处理温度为200℃下得到的无定形WO_3薄膜具有较好的电致变色性能、较短的响应时间及较好的循环稳定性,电致变色循环可逆性为78.04%,薄膜着色、褪色态对比度在34%左右。     

Ohmic contact properties of p-type surface conductive layer on H-terminated diamond films prepared by DC arc jet CVD

With the advantages of high deposition rate and large deposition area, polycrystalline diamond films prepared by direct current (DC) arc jet chemical vapor deposition (CVD) are considered to be one of the most promising materials for high-frequency and high-power electronic devices. In this paper, high-quality self-standing polycrystalline diamond films with the diameter of 100 mm were prepared by DC arc jet CVD, and then, the p-type surface conductive layer with the sheet carrier density of 1011-1013 cm?2 on the H-terminated diamond film was obtained by micro-wave hydrogen plasma treatment for 40 min. Ti/Au and Au films were deposited on the H-terminated diamond surface as the ohmic contact electrode, respectively, afterwards, they were treated by rapid vacuum annealing at different temperatures. The properties of these two types of ohmic contacts were investigated by measuring the specific contact resistance using the transmission line method (TLM). Due to the formation of Ti-related carbide at high temperature, the specific contact resistance of Ti/Au contact gradually decreases to 9.95 × 10?5 Ω·cm2 as the temperature increases to 820℃. However, when the annealing temperature reaches 850℃, the ohmic contact for Ti/Au is degraded significantly due to the strong diffusion and reaction between Ti and Au. As for the as-deposited Au contact, it shows an ohmic contact. After annealing treatment at 550℃, low specific contact resistance was detected for Au contact, which is derived from the enhancement of interdiffusion between Au and diamond films.     

不同压强下制备镓-镁共掺杂氧化锌薄膜的性能研究

以镓-镁掺杂的氧化锌(ZnO)陶瓷靶作为溅射源,采用磁控溅射技术在玻璃基片上沉积镓-镁共掺杂ZnO(ZnO:Ga-Mg)薄膜样品.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)的测试表征,研究了压强对ZnO:Ga-Mg样品结构性质和薄膜内应力的影响.结果表明,所有薄膜样品均为六角纤锌矿晶体结构并具有(002)择优取向生长特性,压强对其结晶性能和内应力具有明显的影响.当压强为3.5 Pa时,ZnO:Ga-Mg薄膜样品具有最强的(002)衍射峰、最大的平均晶粒尺寸、最小的张应力和最好的晶体质量.     

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.