高密度等离子体增强非平衡磁控溅射沉积Cu膜研究

采用直流非平衡磁控溅射射频等离子体增强电高法在Si衬底上沉积了Cu膜,用扫描电镜（SEM）研究了沉积Cu膜的表面形貌并测得薄膜的厚度,用X射线衍射（XRD）研究了沉积Cu膜的结构,用电子能谱等对Cu膜进行了成分分析．实验结果表明,在该条件下沉积的Cu膜致密,晶粒尺度在100～1000nm,膜基界面比较紧密,没有明显的空洞,并且Cu膜呈（111）织构．通过实验,找到沉积Cu膜的最佳实验参数,并希望这一工艺能应用在集成电路中．     

不同衬底对CBD法制备ZnO纳米棒阵列的影响

采用化学溶液沉积（CBD）法在3种不同衬底上生长ZnO纳米棒阵列, 并利用X射线衍射(XRD)、  扫描电子显微镜(SEM)、 原子力显微镜(AFM)和光致发光(PL)谱研究纳米棒的结构、 形貌和光学特性.  结果表明: 产物均为ZnO纳米棒状结构且均匀分布在衬底上, 其中在氧化铟锡(ITO)导电玻璃衬底和玻璃衬底上生长的ZnO结晶质量优于在硅衬底上生长的样品, 而纳米棒在玻璃衬底上的覆盖密度最大且取向均一; 在Si衬底上生长纳米棒的发光性能最好; 3个样品的紫外峰位均发生微小移动, 这是由于纳米棒尺寸不同导致应力发生变化所致.      

纳米Cu/SiO2薄膜制备及其性能

采用热蒸发在载玻片和SiO_2衬底上沉积约5. 12 nm的Cu薄膜,再用退火炉分别进行100、200、300、400和500℃等5个温度退火,得到不同温度下的纳米Cu薄膜.用原子力显微镜和紫外-可见分光光度计研究不同退火温度对纳米Cu薄膜表面形貌、粒子分布和光学性质的影响.实验结果表明:当纳米Cu薄膜在载玻片上生长Cu颗粒阵列时,需要将退火温度控制在200℃左右;若使纳米Cu薄膜在SiO_2薄膜表面也能生长Cu颗粒阵列,退火温度比没有沉积SiO_2薄膜的衬底高100℃,此时纳米Cu颗粒对应方均根粗糙度为7. 20 nm、峰高(Skewness)为1. 75,以及偏态(Kurtosis)为5. 67,仅透射率略低9%.这样的Cu颗粒阵列更利于做超结构薄膜与完美吸收的顶层纳米金属颗粒.当退火温度为500℃时,载玻片上生长Cu薄膜的透射率出现一个相对稳定的波段,该工艺条件制备出来的纳米Cu薄膜,可以用来制作一些微型芯片,而SiO_2薄膜表面生长使纳米Cu薄膜对应方均根粗糙度为6. 25 nm、峰高为0. 57,以及偏态为2. 66.这样的Cu颗粒阵列不仅能够做大频率光电波吸收,还可以用作全固态电池中电解质上层的导电层.     

氢等离子体处理对ZnO纳米棒光学性能的影响

用水热法在石英玻璃衬底上制备出ZnO纳米棒,并对其进行氢等离子体处理。用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计和光致发光光谱仪对氢等离子体处理前后ZnO纳米棒的形貌、结构和光学性能进行了表征。结果表明,氢等离子体处理未对ZnO纳米棒的形貌和晶体结构产生影响,但随着氢等离子体处理时间的增加,ZnO纳米棒的光吸收带边发生蓝移,同时其近带边紫外发光峰逐渐增强,可见发光峰逐渐减弱。     

沉积于硅纳米孔柱阵列上的铜纳米颗粒退火行为研究

以具有规则表面形貌的硅纳米孔柱阵列（Silicon Nanoporous Pillar Array,Si-NPA）作为还原性衬底和组装模板,采用浸渍技术制备了铜／Si-NPA（Cu／Si-NPA）纳米复合体系。将新鲜制备的Cu／Si-NPA样品分别在400℃、600℃和800℃氮气气氛中退火,对比研究了沉积于Si-NPA衬底之上的铜纳米颗粒的表面形貌、晶粒尺寸随温度的演化规律。在较低、较高温度下退火时,铜纳米颗粒所发生的定向迁移、颗粒长大及中心凝聚现象分别在Ostwald成熟理论和团簇扩散理论的框架下得到了解释。     

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.     

溅射沉积纳米ZnO膜的表征及其性能

利用RF磁控溅射法在PET非织造布表面沉积氧化锌（ZnO）薄膜,并利用原子力显微镜（AFM）和能量弥散X-射线法（EDX）对ZnO薄膜的表面形貌和结构进行表征和分析.结果表明,沉积的ZnO颗粒具备纳米级尺度,且颗粒分布均匀、膜层致密,薄膜颗粒中只含有Zn和O两种元素;随着沉积时间的延长,ZnO呈多层生长模式.测试表明,经ZnO镀层处理的PET非织造布具有较强的紫外线屏蔽效果和优良的抗静电效果.     

沉积温度对取向纳米ZnO阵列形貌结构的影响

采用化学气相沉积方法,以ZnO及无定形碳粉末为原料,高纯Ar气为载气,在单晶硅和Al2O3基底上,用化学气相沉积技术,在750—1050℃范围内制备了取向的纳米ZnO晶体阵列．用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和荧光光谱（PL）等方法对ZnO薄膜阵列的结构和性能进行了表征,发现沉积温度对取向ZnO纳米阵列的生长结构和光致发光特性有重要影响,并就生长条件对纳米ZnO晶体阵列性能的影响因素进行了讨论分析．     

两步水浴法制备ZnO纳米棒阵列的研究

通过预加热处理完成了氧化锌（ZnO）种子层的制备,在种子层退火之后利用水浴法生长制备了排列有序的ZnO纳米棒阵列.采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和光致发光光谱（PL）分析了ZnO纳米棒阵列的表面形貌、结构和光学性质,考察了预处理温度和水洗时间对产物性能的影响.结果表明：预处理温度较低时无法形成ZnO种子层;制备的ZnO纳米棒阵列是纤锌矿结构;随着水浴时间的延长,ZnO纳米棒的长度逐渐增加.     

ZnO纳米杆的低温水热合成及微结构表征

低温条件下,采用水热方法,通过控制六次甲基四胺（HMTA）与乙酸锌前驱溶液的摩尔比值,在玻璃衬底上制备了形貌各异的ZnO纳米杆,用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FSEM）和光致发光谱（PL）等分析手段对纳米聚集体的结构、形貌和光学性能进行了表征,同时还对其形成机理进行了初步探讨。结果表明,随着HMTA与乙酸锌摩尔比值的增加,ZnO纳米杆由实心转变为空心结构,其缺陷逐渐增多,最终导致可见发射增强。     

电化学沉积法制备Cu2S薄膜及EPIR效应

以Na2S溶液为沉积液,在一定的温度、pH值、电压和时间下,采用电化学沉积的方法,在铜衬底上生长出一层质地均匀的蓝色Cu：s薄膜．通过XRD及SEM对样品的化学成分及表面与截面形貌进行表征,对G/Cu2S/Cu/Ag结构进行直流I-V及电脉冲诱导电阻转变（EPIR）效应测试．结果表明Ag/Cu2S/Cu/Ag结构的Ag/Cu2s结点处存在明显的EPIR效应,而且相对于单个Ag/cu2s结点而言,Ag/cu2S双结点具有更大的结点电阻且EPIR效应更明显．另外,Ag/Cu2S/Cu/Ag结构的EPIR效应还与测量的脉冲参数和测量温度有关．对于本样品而言,最佳测量温度为室温,脉冲宽度t0为0．00018．     

铜掺杂纳米氧化锌薄膜的制备及光学特性

氧化锌（ZnO）是一种新型稀磁半导体材料,有优良的磁学及光学性质,透明度高,常温发光性能优异.根据半导体掺杂原理,以氧化锌为原料,过渡金属元素铜为掺杂元素,采用化学气相沉积法（CVD）,制备了铜掺杂纳米氧化锌薄膜.利用晶向显微镜观察ZnO：Cu在衬底硅片上的表面形貌和生长情况,利用光致发光谱和分光光度计分析了样品的光发射和光吸收特性,研究了薄膜的伏安特性.发现铜掺杂对氧化锌薄膜的光吸收和光发射以及表面伏安特性都有很大的影响.随铜掺杂含量的增加,光吸收强度明显增大,光发射峰更加丰富.适当掺杂量的情况下,电流明显增大,但掺杂量太大,会引入缺陷和晶界,反而会使漏电流增大.10％-20％掺杂量为比较理想的掺杂量.     

锗/硅量子点形貌随退火温度的变化与电学特性研究

研究了锗(Ge)量子点薄膜表面形貌随退火温度的变化及其相应的电学特性。以锗烷为主要反应气体,应用等离子增强化学气相沉积法(PECVD)在300℃温度、p-硅(100)基片上沉积了锗量子点薄膜,然后分别在400℃、500℃、600℃温度下退火。应用原子力显微镜(AFM)系统地观察了锗量子点薄膜的二维、三维图像,发现原位生长的锗量子点尺寸起伏大、薄膜表面比较粗糙。退火后,锗量子点分布趋于均匀,并且随退火温度的升高,量子点呈一定的取向排列,表面变得平整。通过电流-电压(I-V)和电容-电压(C-V)测试,发现锗量子点薄膜具有良好的电学特性。随退火温度的升高,电流、电容显著增大,漏电流减小,说明退火后,锗量子点薄膜晶界和粗糙度减小,使样品的表面、界面特性更好。     

基片温度对掺磷a-Si：H薄膜光电性能的影响

采用射频等离子增强化学气相沉积（RF-PECVD）方法制备磷掺杂氢化非晶硅（a-Si：H）薄膜。研究了不同基片温度对薄膜沉积速率、电阻率、折射率以及光学带隙等的影响。结果表明：a-Si：H薄膜的沉降速率随着基片温度的升高而增大;薄膜的电阻率随着基片温度的增加而迅速下降,并在250℃达到最低值;a-Si：H薄膜的折射率随着基片温度的增加而增大,但光学带隙随着基片温度的增加而减小。     

纤维模板合成ZnO分级纳米结构

在低温条件下,以纤维（棉纤维、尼龙纤维、铜丝、银丝、头发）为模板,通过简单的化学溶液生长,合成由ZnO纳米棒组成的分级结构,ZnO纳米棒竖直包覆在纤维表面,生长密集,棒的直径约几百纳米,长度为2～3μm．该方法可以以织物纤维（棉纤维、尼龙纤维）、金属细丝（铜丝、银丝）和动物毛发（头发）为模板合成由ZnO纳米棒组成的分级结构,具有一定的普适性．该分级结构比表面积较大,同时可以通过组合构成二维或三维结构,在传感器和太阳能电池等方面具有重要的潜在应用价值．     

不同形貌纳米ZnO、ZnO2的制备及紫外光下光催化性能的表征

以Zn（CH3COO）2及NaOH为原料分别运用超声法和水热法制备两种不同形貌的纳米氧化锌颗粒,通过进一步反应制得了相应形貌的过氧化锌,并经过将过氧化锌进行180℃高温处理.运用X射线粉末衍射、紫外—可见漫反射吸收光谱等技术对所得产物基本物理性质进行了表征;同时以液相中的罗丹明B作为目标物,考察了所合成的光催化剂在紫外光下的光催化性能,发现两种不同形貌的ZnO纳米晶体和进一步合成的纳米ZnO2及高温处理后晶体都具有光催化活性,但不同形貌同一物质光催化活性不同,且在紫外光下用超声法得到的花状纳米ZnO对有机染料的降解效果更显著.     

P型微晶硅及其在柔性衬底太阳电池中的应用

本文以B（CH3）3（TMB）为掺杂剂,通过射频等离子体增强化学气相沉积（RF-PECVD）技术,对P型微晶硅（c-Si：H）薄膜材料进行了研究.通过测试材料电学、光学及微结构特性等,研究了硅烷浓度与掺杂浓度对薄膜性能的影响.将上述材料分别应用于PEN/ZnO柔性衬底及SnO2玻璃衬底的非晶硅薄膜太阳电池中,PEN柔性衬底的非晶硅太阳电池得到了4.63%的光电转换效率,玻璃衬底非晶硅太阳电池得到了5.72%的光电转换效率.     

Structural and electrical properties of ZnO films on freestanding thick diamond films

In this paper, ZnO films are deposited on freestanding thick diamond films （FTDF） by plasma-assisted metal organic chemical vapour deposition （MOCVD）. Diethyl zinc （DEZn）, O2 and N2O are applied as precursors and different substrate temperatures are used to achieve high quality ZnO films. The influence of substrate temperature on the properties of ZnO films is systematically investigated by X-ray diffraction （XRD）, Hall measurements and electron probe microanalysis （EPMA）. Experimental results demonstrate that ZnO films deposited at 600℃ and 73 Pa display a fine electrical quality and Zn/O atomic ratio plays an important role in the electrical property of ZnO films.     

基于撞击流微反应器连续制备纳米ZnO及其光催化性能研究

以Zn（NO3）2、Na2CO3为原材料,采用自制撞击流微反应器连续制备出纳米ZnO,系统研究了反应温度、反应物浓度、进料速率等工艺条件对所制备纳米ZnO光催化性能的影响,采用SEM、XRD等测试手段对制备产物的物相及微观形貌进行了表征.结果表明,采用撞击流微器可实现纳米ZnO的连续高效制备,其光催化性能随着反应温度和进料速率的增大而升高,随着反应物浓度的增大先提高后降低.当反应温度为80℃,反应物浓度为0.3 mol·L-1,Na2 CO3溶液的进料速率为350 mL·min-1、Zn（NO3）2溶液的进料速率为291 mL· min-1时,可制得平均粒径为20.1 nm,粒径分布较均匀的纳米ZnO.以其为光催化剂,在100 W高压汞灯照射下降解甲基橙（MO） 40 min,其降解率可达到93.9％,表现出良好的光催化性能.