B-N共掺p型ZnO薄膜的制备及性质研究

利用射频磁控溅射技术用N2和02作为溅射气体在石英沉底上制备了B-N共掺的P型ZnO薄膜．Hall测量结果表明,室温电阻率、载流子浓度、迁移率分别为2．3D．cm,1．2×10^17cm^-3,11cm^2／Vs．制备了ZnO基同质p-n结,研究了它们的I—V特性．探讨了B—N共掺的P型ZnO薄膜低温光致发光的微观机制．同时阐明了B—N共掺的P型ZnO薄膜的导电机制．     

溅射压强对WSe2纳米薄膜形貌及光电性能的影响

采用射频（RF）磁控溅射技术在Si（100）衬底上制备WSe₂纳米薄膜,研究在不同制备压强（2.0、2.5、3.0 Pa）下WSe₂纳米薄膜的形貌及光电性质变化.采用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、光致发光谱（PL）、霍尔效应等测试对薄膜样品进行基本性质表征.SEM测试结果表明：溅射压强的改变对薄膜形貌有显著影响,随着压强的增加“蠕虫”状结构更加明显.进一步研究WSe₂的生长取向,XRD测试结果表明WSe₂薄膜在（008）晶面优先生长,证明压强的不同会改变WSe₂的晶体结构,提高其结晶性和光吸收特性.此外电学性能测试表明,WSe₂纳米薄膜的载流子浓度和霍尔系数可以通过改变压强来调节.体现了磁控溅射技术制备的WSe₂具有可控性好,易于重复等优点,在构建多功能WSe₂器件领域中具有很好的应用前景.     

氧气流量对反应磁控溅射铜氧化物薄膜结构和光学性质的影响

反应磁控溅射方法在玻璃基片上沉积铜氧化物薄膜,研究氧气流量对薄膜结构和光学性质的影响.用X射线衍射仪检测薄膜的结构,分光光度计测量薄膜的透射和反射光谱,采用拟合正入射透射光谱数据的方法计算薄膜的折射率、消光系数及厚度.结果表明,薄膜沉积过程中,随着氧气流量的增加,铜氧化生成物从Cu2O逐步过渡到Cu4O3,最后为CuO;当氧氩流量比为6：25时,生成单相多晶结构的Cu2O薄膜,薄膜的折射率和消光系数随波长增加而减小,带隙为2.49 eV;不同氧气流量条件下制备的Cu2O,CuO薄膜的折射率和消光系数随氧流量的增加而增加.     

直流反应磁控溅射制备Zn_(1-x)Cd_xO薄膜的结构和光学性能研究

利用直流反应磁控溅射的方法在玻璃衬底上沉积了(002)方向高度择优生长的纤锌矿结构的Zn1-xCdxO(x=0,0.2)合金薄膜.利用XRD、XPS、TEM、PL对薄膜的结构和光学性能进行了详细研究.结果表明,随着x=0到x=0.2,(002)衍射峰从34.36°偏移到33.38°,(002)方向的晶面间距从0.260 nm增加到0.268 nm,Zn1-xCdxO薄膜的光学带隙也从3.20 eV减小到2.70 eV,相应的近带边发光峰从393 nm红移到467 nm.另外,我们还从能带结构观点对Zn1-xCdxO薄膜的发光机理进行了研究.     

In-Sb薄膜的相变和电学性质研究

本文研究了In_xSb_1-x(x=0.27~0.45)的溅射薄膜从非晶态到晶态的相变动态过程,及该系统薄膜在相变过程中电性质的变化,还讨论了非晶态In-Sb薄膜的结构变化与电性质的关系.     

反应磁控溅射制备TiAlVN薄膜及性能研究

利用反应磁控溅射技术,通过调节N2流速在单晶硅(n-110)表面制备了不同N含量的氮化铝钛钒(TiAlVN)薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、纳米压入、X射线光电子能谱(XPS)和Autolab type3型电化学工作站等方法,分别对薄膜断面形貌、力学性能、N元素成分含量及电化学腐蚀性能进行了测试。结果表明,薄膜呈明显的柱状生长方式,且薄膜生长速度随N2流速增加而单调降低;同时,当N2流速为15sccm时,薄膜具有最高的硬度,为15.7GPa。随着N2流速的进一步增加,薄膜的硬度先减小后增大;此外,当N2流速为30sccm时薄膜具有良好的电化学腐蚀性能。     

Cu元素比例对Cu_2ZnSnS_4薄膜光电性能的影响

采用溶胶-凝胶法,以金属醇盐和硫脲为原料,并将乙二醇甲醚为溶剂在玻璃衬底上制备不同Cu组分比例的Cu_2ZnSnS_4薄膜材料,通过金相显微镜进行观察。结果表明:Cu元素摩尔比为1.8、1、9时,薄膜表面颗粒分布较为均匀,最强吸光度为0.23A、透射比为80.86%。随着Cu比例的增大,载流子浓度逐渐升高,迁移率和霍尔电压降低,最大载流子浓度和迁移率分别为3.87×1017/cm~3和3.58×102cm~2/V.S,霍尔电压最大值为12mV,Cu元素比例增加后,CZTS薄膜结晶质量变差,电阻率减小。     

电沉积条件对ITO/TiO2/CdS薄膜光电性能的影响

采用电沉积方法,以ITO/TiO2薄膜为基底,在水体系中成功制备出ITO/TiO2/CdS复合半导体薄膜,通过光电流作用谱考查了该薄膜电极的光电性能。实验表明,电镀液的组成、实验温度可影响薄膜中CdS纳米粒子的生长,从而使不同条件获得的复合薄膜电极的光电转换效率不同,实验温度为40℃、电镀液的组成为CCd2 =0.02 mo.lL-1,CS2O23-=0.10 mo.lL-1,pH=2.0条件下沉积所得的ITO/TiO2/CdS薄膜电极,在400 nm~500 nm波长范围内具有较强的光吸收,也有较高的光电转换效率。     

铁元素掺杂TiO2纳米晶薄膜结构和光学性质研究

通过反胶束法制备掺铁（1%）的TiO2纳米溶胶,用浸渍提拉法在洁净的玻璃基底上形成不同条件下铁掺杂的TiO2（Fe-TiO2）纳米薄膜,分别在500℃和700℃温度下对陈化干燥的铁掺杂的TiO2凝胶进行热处理,得到不同粒径和不同堆积的铁掺杂TiO2纳米晶体.将不同制备条件下得到的（Fe-TiO2）纳米膜进行UV-可见光谱、SEM图像进行研究.实验表明：经过700℃热处理的铁掺杂的TiO2纳米晶粒比500℃铁掺杂的TiO2纳米晶粒大,且薄膜不同涂覆次数对TiO2纳米晶粒的大小与堆积均产生一定的影响;随着膜涂覆层数的增加,掺Fe-TiO2纳米薄膜的紫外可见吸收光谱出现明显红移,吸光度也大大增加。     

退火温度对未掺杂ZnO薄膜的结构、电学和光学性质的影响

本工作利用磁控溅射技术在石英衬底上生长出沿c轴择优取向的未掺杂ZnO薄膜,利用X射线衍射,光致发光,X射线光电子谱和Hall效应测量技术,研究了退火温度对结构、电学和光学性质的影响.发现真空退火可以提高ZnO的晶体和光学质量.生长的ZnO薄膜呈绝缘性质,经真空退火后变成导体,且导电类型和电性随退火温度而改变,并经590℃退火后获得p型ZnO.本文对退火影响ZnO结构、电学和光学性能的物理机制进行了讨论.     

氧化铝陶瓷／金刚石膜复合材料的表征及介电性质研究

采用ＭＰＣＶＤ和ＨＦＣＶＤ在氧化铝陶瓷基片上沉积金刚石薄膜,用抛电镜,Ｘ躬一衍射和Ｒａｍａｎ散射分析表征了沉积膜的质量,并测这和分析了氧化铝／铝金刚石膜复合材料的介电性质。     

聚苯胺/聚氨酯导电海绵的制备及其性质研究

通过化学氧化聚合法在聚氨酯海绵(PUF)载体上原位生长聚苯胺(PAn),获得了体积电阻率可调的PAn//PUF导电海绵复合物.研究了苯胺单体浓度、掺杂剂酸的种类和浓度、氧化剂的浓度对PAn/PUF复合物体积电阻率的影响规律,考察了合成产物的体积电阻率的稳定性.通过扫描电镜SEM和傅立叶红外对复合物进行了表征.结果表明,...     

CdS纳米半导体薄膜的制备和表征及光电性能

以不同摩尔比的氯化镉与硫代乙酰胺混合溶液为电解液,应用电沉积技术,在表面活性剂与电解液的液/液界面之间制备CdS纳米薄膜。采用SEM、XRD及XPS等方法对纳米膜的表面形貌及物相、组成进行了表征。紫外-可见吸收光谱分析表明:CdS纳米膜在可见光范围内有良好的透过率,适合做太阳光谱的响应器件。荧光光谱测试表明:当用320nm的光激发时,在373nm和536nm出现两个发射峰。在光照条件下,此纳米膜电极能够产生阳极光电流,说明光生电流主要靠空穴导电。     

不同复合方式的铁电薄膜极化性质研究

为了优化人工复合铁电薄膜的性能,建立三种材料复合而成的新型铁电薄膜的理论模型,采用Ginzburg-Landau-Devonshire(GLD)唯象理论,三种组元间采取不同的复合方式,同时引入一个分布函数来描述它们之间过渡层的性质,在不同的复合方式下,重点对复合铁电薄膜的极化性质展开了研究。研究表明复合方式的变化引起了薄膜内部极化强度分布的显著变化,该复合薄膜的平均极化强度随温度的变化与体材料的相应关系有显著区别。随着温度的逐渐升高,在未达薄膜相变温度前,平均极化强度出现了一处突降,这一性质在复合铁电薄膜热释电性质及其器件的应用上有十分重要的意义。     

二维Bi_2Se_3薄膜的制备及光电性能研究

二维材料由于其优异的电学和光学性能使其在光电器件领域得到了广泛关注.Bi_2Se_3是一种基于强自旋轨道耦合作用形成的拓扑绝缘体,具有高热电系数,一个相互交错的Dirac表面态,且只存在一个Dirac点,是一种理想的拓扑绝缘体材料,有潜力成为室温低能耗的自旋电子器件.该文使用气相沉积法分别在SiO_2/Si基底和柔性PI基底上生长出了连续、高质量的Bi_2Se_3薄膜,在此基础上构建了Bi_2Se_3光电探测器,测试结果表明Bi_2Se_3薄膜材料具有优越的宽波段光谱响应性能,并在柔性PI基底上表现出优异的抗疲劳性能,在新一代柔性光电器件领域有着非常大的应用潜力.     

衬底温度对激光脉冲沉积氧化锌薄膜结构及发光性能的影响

在单晶硅衬底上用激光脉冲沉积方法制备了氧化锌薄膜,研究了衬底温度对薄膜结构、形貌和发光性能的影响．     

非均匀基底薄膜生长的Monte Carlo模拟研究

利用Monte Carlo方法对薄膜生长过程进行了计算机模拟,研究了在有缺陷的基底下,沉积粒子的能量和入射率对薄膜生长的影响.通过模拟发现,随着沉积粒子的能量提高或入射率的降低,沉积在基底上的粒子逐步由各自独立的离散型分布向聚集状态转变形成岛核.分析表明,这些变化是由于能量粒子的介入使得表面粒子的扩散能力增强,而入射率越小,每一步中对应粒子的扩散时间就越长,所以大量粒子能够充分扩散.     

锆钛酸铅铁电薄膜畴壁导电的相场理论研究

铁电材料中的畴壁因具有不同于电畴内部的能量及极化分布情况而具有特殊的电磁性能.随着电镜技术的发展,铁电薄膜畴壁的导电性日益受到广大科研工作者的关注.畴壁导电是指在绝缘的铁电体材料中,在一定条件下畴壁充当导体传导电流.此传导电流不同于畴结构发生翻转时产生的位移电流.目前越来越多的实验已经探测到多种铁电材料畴壁中的传导电流,但其导电机理在理论上一直没有达成共识.该文采用相场理论模拟二维铁电薄膜的畴壁,通过在薄膜表面施加均匀电场,构造180°畴壁,然后在畴壁处加载局部电压,从理论上研究畴壁的导电性.结果发现:由于电场的施加,畴壁处电势比畴内电势高,载流子聚集在畴壁处;在畴壁处加载局部电压得到电流,畴壁处的电流值随着加载的局部电压值增大而增大.     

锐钛矿纳米晶粒TiO2薄膜的制备及分析

以金属钛为靶材,采用射频磁控溅射方法制备纳米晶粒TiO2薄膜.利用扫描电镜、紫外-可见光谱仪、X射线衍射仪研究不同热处理温度下制备的纳米晶粒TiO2薄膜的结构及表面形貌.实验结果显示,用射频磁控溅射得到的纳米晶粒TiO2薄膜与衬底结合紧密,薄膜表面致密、平整,经550℃晶化的纳米晶粒TiO2薄膜为均一的锐钛矿相,具有良好的紫外光吸收率.