铝掺杂氧化锌薄膜的光学性能及其微结构研究

以氧化铝(Al2O3)掺杂的氧化锌(Zn O)陶瓷靶作为溅射靶材,采用射频磁控溅射工艺在玻璃基片上制备了具有c轴择优取向的铝掺杂氧化锌(Zn O:Al)薄膜样品.通过可见-紫外光分光光度计和X射线衍射仪的测试表征,研究了生长温度对薄膜光学性能及其微结构的影响.实验结果表明:薄膜性能和微观结构与生长温度密切相关.随着生长温度的升高,样品的可见光平均透过率、(002)择优取向程度和晶粒尺寸均呈非单调变化,生长温度为640 K的样品具有最好的透光性能和晶体质量.同时薄膜样品的折射率均表现为正常色散特性,其光学能隙随生长温度升高而单调增大.与未掺杂Zn O块材的能隙相比,所有Zn O:Al薄膜样品的直接光学能隙均变宽.     

氧分压对IWO薄膜表面形貌及光电性能的影响

掺钨氧化铟(In2O3:W,IWO)薄膜是一种新型的透明导电氧化物(TCO)薄膜,其中W与In之间存在着较高的价态差,使得IWO薄膜与其他TCO薄膜相比,在相同的电阻率条件下具有载流子浓度低、迁移率高和近红外区透射率高的特点.利用直流磁控溅射法制备了IWO薄膜,利用X射线衍射、扫描电子显微镜、霍尔效应及分光光度计表征了薄膜的表面形貌及光电性能.在工作压力1 Pa、氧分压为2.4×10-1Pa的条件下,实验中制备的IWO薄膜最佳电阻率为6.3×10-4Ω.cm,最高载流子迁移率为34 cm2V-1s-1,载流子浓度达到2.9×1020cm-3,可见光平均透射率约为85%,近红外平均透射率大于80%.     

玻璃基片上磁控溅射制备纳米TiO2薄膜的亲水性能研究

采用射频磁控溅射法制备了纳米TiO2薄膜,应用原子力显微镜观察了薄膜表面形貌,通过测量薄膜表面水滴直径计算接触角的方法研究了TiO2薄膜的亲水性能,发现磁控溅射制备的TiO2薄膜在紫外灯照射下有明显亲水性.     

偏压对磁控溅射纯Cr镀层组织形貌及耐腐蚀性能的影响

基于磁控溅射离子镀技术在不同偏压下于单晶硅和45钢基体上制备了纯Cr镀层.采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和CH1660B电化学工作站(极化曲线)分析了纯Cr镀层表面、截面微观形貌和择优生长取向的变化规律,并考察了纯Cr镀层的耐腐蚀性能.结果表明:偏压显著影响着纯Cr镀层的组织结构、择优取向以及耐腐蚀性能.基体偏压值大于90V后纯Cr镀层的组织结构由柱状晶向等轴晶转变纯Cr镀层组织形貌由柱状晶逐渐向等轴晶转变,随着偏压值增大,纯Cr镀层晶体择优生长面由(200)晶面变为(110)晶面,镀层耐腐蚀性能逐渐增强;且偏压值为120V时,镀层耐腐蚀性能表现最优;纯Cr镀层中晶体颗粒尺寸的减小和致密度的增加是耐腐蚀性提高的主要原因.     

氮气流量对复合离子镀TiAlN薄膜性能的影响

利用电弧离子镀和磁控溅射相结合的复合镀技术,在300 V偏压、不同氮气流量下制备了一系列TiAlN薄膜.利用XP-2台阶仪、XRD、SEM和纳米力学测试系统分别对薄膜的沉积速率、晶体结构、表面形貌、硬度和弹性模量等进行测试和分析.实验结果表明:随着氮气流量的增大,薄膜的表面质量逐渐提高,薄膜的硬度和弹性模量均随氮气流量的增大呈现出先增加后减小的变化趋势.     

CNx薄膜的制备和表征

采用在纯氮气氛中磁控制溅射高纯石墨靶的方法成功地制备了碳氮薄膜，研究表明，碳氮膜的硬度不仅与薄膜中的氮含量有关，更重要的是与碳氮原子之间的结合状态有关，Ｃ＝Ｎ健有利于薄膜硬度的提高，高溅射功能和高偏压能促进碳氮参键的形成，从而提高薄膜硬度。     

掺杂量对ZnO∶Tb复合薄膜的形貌和光学性能的影响

采用的两步法——先溅射成膜,后退火处理的工艺成功制备了ZnO:Tb复合薄膜,结合XRD、SEM、PL等手段研究了掺杂量对薄膜结构和形貌的影响.发现掺杂量为4.16%时,ZnO:Tb薄膜表面形成新奇T-A-ZnO结构以及不同直径和长度的螺纹状纳米棒;同时出现378 nm和387 nm两个较强的紫外发光峰,以及中心波长位于515 nm的强绿光峰.     

掺杂量对ZnO:Tb复合薄膜的形貌和光学性能的影响

采用的两步法--先溅射成膜,后退火处理的工艺成功制备了ZnO:Tb复合薄膜,结合XRD、SEM、PL等手段研究了掺杂量对薄膜结构和形貌的影响.发现掺杂量为4.16%时,ZnO:Tb薄膜表面形成新奇T-A-ZnO结构以及不同直径和长度的螺纹状纳米棒;同时出现378 nm和387 nm两个较强的紫外发光峰,以及中心波长位于515 nm的强绿光峰.     

衬底对直流磁控溅射制备TiO2薄膜结构和形貌的影响

在气压为1Pa和2Pa的情况下,文章采用直流磁控溅射法分别在Si(100)、Al2O3陶瓷、普通载玻片3种衬底上生长TiO2薄膜;利用原子力显微镜对TiO2薄膜的表面形貌进行观察,研究了压强及衬底对薄膜表面形貌的影响。并研究表明,在Si(100)衬底上生长的TiO2薄膜,气压为2Pa时比1Pa时表面粗糙度要大;在相同溅射气压下,Si(100)衬底上得到的TiO2薄膜质量明显优于Al2O3陶瓷和普通载玻片衬底上的。     

基于智能感知的InxAl1-xN薄膜的气敏性能研究

基于Ⅲ-Ⅴ族半导体的产品已经广泛应用于移动设备、无线网络、卫星通信和光电子技术领域,其中,新型的Ⅲ-Ⅴ族半导体铟铝氮(InxAl1-xN(x=0 ～1))因为具有临界击穿电压高、导热系数高、能抵抗强辐射以及化学性质稳定等优点而成为感知器件的研究热点.该文首先采用磁控溅射技术以金属In、金属Al和陶瓷Si3N4为靶材制备...     

镁钇合掺氧化锌薄膜的制备及其性能研究

以镁钇掺杂的氧化锌(Zn O)陶瓷靶作为溅射靶材,采用射频磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了镁钇合掺Zn O(MYZO)薄膜样品.通过X射线衍射仪和分光光度计的测试表征,研究了薄膜厚度对MYZO样品结构性质和光学性能的影响.结果表明:MYZO样品均为六角纤锌矿型的多晶结构,并且其择优取向生长特性明显受到薄膜厚度的影响,当薄膜厚度为290 nm时,MYZO样品具有(002)择优取向生长特性.另外通过光学表征方法获得了MYZO样品的光学能隙、折射率和消光系数,结果显示:MYZO样品的光学能隙大于未掺杂Zn O能隙,其折射率均表现为正常色散特性,并且遵循Wemple-Di Domenico单振子色散模型.     

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.     

V掺杂对类金刚石薄膜性能的影响

通过磁控溅射的方法,使用石墨靶、V靶复合拼接靶,以氩气作为辅助气体,成功制备了不同原子分数的V掺杂类金刚石薄膜。采用拉曼光谱仪、电子探针X射线显微分析仪、X射线光电子能谱仪、原子力显微镜、扫描电子显微镜、纳米压痕仪、薄膜应力仪、往复摩擦磨损试验机等设备研究了V掺杂对类金刚石薄膜微观结构、力学性能、摩擦学性能的影响。结果表明,V掺杂提高了类金刚石薄膜的力学性能,当薄膜中V的原子分数为54.28%时,薄膜的硬度和弹性模量分别为14.1 GPa和147.6 GPa。掺杂V后,薄膜中生成了V₂O₅,降低了薄膜的耐磨性能。这主要是因为V促进了sp³杂化C数量的增加,并且在摩擦过程中,薄膜中的sp³杂化C的数量进一步增加,导致其硬度升高,耐磨性能下降。     

用灰色模型预测碳钢表面合金化处理后的耐腐蚀性能

用灰色理论对经表面合金化处理后的碳钢进行耐腐蚀性能预测;就已完成的实际课题,运用灰色理论加以验证、探讨;结果表明,这一预测方法对金属材料耐腐蚀试验有指导意义,并具实用价值。     

DSSC用钒掺杂二氧化钛薄膜的制备及性能表征

为获得高性能电池用二氧化钛薄膜,采用射频磁控溅射法制备了掺V的TiO2薄膜.使用分光光度计、催化反应器和电化学工作站等研究了溅射时间、退火温度和掺钒量等对TiO2薄膜光学性能、光催化性能和超亲水性和电学性能的影响.研究表明溅射时间越长,薄膜紫外光区的透射率越低.3h条件下,在小于400nm区域内,溅射薄膜的透射率已经降至60%以下.退火温度对薄膜的亲水性能和光催化性能有一定的影响,经400℃退火的薄膜具有较好的光催化性能和超亲水性.掺V使薄膜的吸收峰红移和禁带宽度变窄,当掺杂量为0.5%时,TiO2薄膜红移量最大,禁带宽度变也为2.88eV.将制备的掺钒二氧化钛薄膜制备成染料敏化太阳能电池(DSSC),结果表明掺V量为0.5%的二氧化钛薄膜的光响应范围增大,所制备电池的开路电压和短路电流都高于未掺杂电池,其中短路电流从24.82μA增大到了88.15μA.表明电池的综合性能有所提高.     

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。     

YSZ薄膜的制备及特性研究

用真空双源法制备 Ｙｔｔｒｉａｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ ｚｉｒｃｏｎｉａ（ Ｙ Ｓ Ｚ）薄膜，研究了 Ｙ Ｓ Ｚ薄膜制备工艺对形貌、特性的影响．实验发现，在 ６００ ℃的条件下进行热处理，可形成超微晶薄膜，且晶粒细密均匀     

磁控溅射参数对钛酸锶钡薄膜生长及介电性能的影响

在Pt/Ti/SiO2/Si(110)衬底上利用射频磁控溅射法制备了Ba1-xSrxTiO3(BST)薄膜.基于薄膜的形核理论,研究了成膜时间、衬底温度、溅射功率、溅射气压、氧氩比、退火热处理等参数对薄膜的表面形貌和介电性能的影响.结果表明:在其他溅射参数一定的条件下,薄膜的厚度随溅射时间成指数关系增长;在退火温度600℃下热处理20min薄膜完全晶化;调节衬底温度、溅射功率、溅射气压等参数有助于制备出表面致密、晶粒大小均匀、具有高介电常数和低损耗的BST薄膜.     

钼掺杂氧化锌薄膜的制备及其性能研究

采用掺氧化钼(MoO_3)的氧化锌(ZnO)陶瓷靶作为溅射源材料,利用磁控溅射工艺制备了钼掺杂氧化锌(MZO)透明导电氧化物(TCO)薄膜,通过X-射线衍射仪(XRD)、光分光光度计和四探针仪进行了测试表征,研究了溅射功率对MZO薄膜结构、光学和电学性能的影响.结果表明:所沉积的MZO薄膜样品均为六角纤锌矿结构,并具有(002)择优取向生长特性,溅射功率对薄膜结构和光电性能具有不同程度的影响.当溅射功率为120 W时,MZO薄膜的可见光区平均透过率最高、电阻率最低、性能指数最大,具有最好的光电综合性能.     

TiN薄膜的溅射制备工艺及光学性能

在ＳＰＦ－４３０Ｈ射频磁控射系统上用反应溅射方法制备ＴｉＮ薄膜，研究了制备工艺，讨论了薄膜的光学性能与溅射工艺参数的关系，实验结果在优化制备工艺基础上能制备出具有优良光学性能（高折射率、高透射率）的ＴｉＮ薄膜。