椭偏法研究ZrO2薄膜的宽光谱特性

为了获得ZrO2薄膜的光学常数,采用了德国SENTECH生产的SE850宽光谱反射式光谱型椭偏仪,测量和分析了用光控自动真空镀膜机沉积在K9玻璃基底上的两个单层ZrO2薄膜样品,得到了ZrO2薄膜在380nm"2300nm宽光谱上的光学常数曲线和薄膜厚度.结果表明:样品1采用Cauchy模型和Tauc-Lorentz模型得到的厚度和光学常数结果一致;对样品2把单层ZrO2薄膜分成三层得到的均方差(MSE)比没有分层的均方差少0.381,分层得到的ZrO2薄膜的厚度的测量值与TFCalc软件的计算值非常接近,同时得到薄膜的折射率曲线.测量结果对ZrO2薄膜的薄膜设计和多层膜的制备有一定参考价值.     

Si基片上射频磁控溅射MgF2薄膜的光学常数研究

用射频磁控溅射技术在室温Si基片上制备了厚度分别为25.0nm和60.7nm的MgF2薄膜样品,并用反射式椭偏光谱技术对薄膜的光学常数进行了测试分析。250～830nm光频范围椭偏光谱测量结果表明:随着膜厚增加,MgF2薄膜的光学常数n、k的变化范围减小,平均值增大;MgF2薄膜样品的吸收曲线k在波长λ为270nm和360nm处均出现由通过辐射产生的F心引起的吸收峰。     

Si基片上射频磁控溅射MgF2薄膜的光学常数研究

用射频磁控溅射技术在室温Si基片上制备了厚度分别为25.0 nm和60.7 nm的MgF2薄膜样品,并用反射式椭偏光谱技术对薄膜的光学常数进行了测试分析.250～830 nm光频范围椭偏光谱测量结果表明随着膜厚增加,MgF2薄膜的光学常数n、k的变化范围减小,平均值增大;MgF2薄膜样品的吸收曲线k在波长λ为270 nm和360 nm处均出现由通过辐射产生的F心引起的吸收峰.     

GaN薄膜光学常数的椭圆偏振光谱研究

采用椭圆偏振光谱法,在1.5~6.5 eV光谱范围研究了纤锌矿结构GaN外延薄膜.通过物理模型建立和光谱拟合得到了GaN外延薄膜的厚度和光学常数.所得厚度值与扫描电子显微镜测量的结果相差仅为0.4%.表明所采用的模型和Cauchy吸收色散表式适用于GaN薄膜.进一步采用四相逐点拟合算法得到更全面更准确的GaN薄膜光学常数.     

磁控溅射制备钛薄膜的结构和光学性质

利用直流磁控溅射技术在石英基片上沉积厚度为35～112nm的钛薄膜.采用X射线衍射仪和原子力显微镜分别对薄膜的微结构和表面形貌进行观测,用分光光度计测量样品的透射和反射光谱.选用德鲁特光学介电模型,通过拟合样品的透射和反射光谱数据的方法求解钛薄膜的折射率、消光系数和厚度.结果表明,随着厚度的增加,(100)面衍射峰强度增强,薄膜的结晶性能提高;膜厚为56nm时,样品的表面为多孔结构,而大于56nm时表面为连续膜的球形颗粒结构;随膜厚的增加,表面颗粒直径逐渐增大,表面粗糙度减小.在400～2 000nm波长范围内,薄膜的透射率随膜厚的增加而减小,反射率升高;折射率在2.5与3.4之间,消光系数在0.7与1.4之间,折射率和消光系数均随膜厚的增加而增加.     

TiO2薄膜厚度及其光学常数的测量

描述了非线性回归模型在ＴｉＯ２薄膜的光学常数及其厚度测量中的应用。利用薄膜在可见光范围内的光谱特性使用曲线拟合技术对它的光学常数进行了测量。研究结果表明,这种方法可能简单、高效地应用于对薄膜厚度及其光学常数的测量。     

应用于太阳能电池的AZO透明导电薄膜光学性质研究

以铝掺杂氧化锌陶瓷靶作为溅射源,采用射频磁控溅射工艺在玻璃衬底上制备了掺铝氧化锌（AZO）透明导电薄膜,利用全光谱拟合法计算了AZO薄膜的光学常数和厚度,研究了厚度对AZO薄膜光学性质的影响.结果表明：拟合光谱曲线与实测光谱曲线一致,薄膜的光学性能与厚度密切相关,AZO薄膜折射率表现为正常的色散特性.另外还采用包络法计算了AZO薄膜的折射率和厚度,两种方法所得结果基本相符.     

动态椭偏光谱技术及其在薄膜测量中应用的研究

文章介绍了动态反射式椭圆偏振光谱技术的原理,采用椭圆偏振光谱技术测量得到P型Si(111)晶片,利用直流溅射制备的不同厚度Cu膜样品的椭偏光谱;利用特定的解谱程序并结合实验参数,对椭偏光谱进行解谱得到了样品的光学常数谱及其厚度;对于P型Si(111)晶片的光学常数谱,通过与Palik数据比较可以发现两者极为相似,只是在数值上存在差异;对于不同厚度的Cu膜样品,从晶粒尺寸、致密度和缺陷等方面分析了光学常数随厚度变化的原因;通过分析比较得知,经过拟合计算得到的P型Si(111)晶片和Cu膜样品的光学常数具有很高的准确性。     

基于透射光谱确定硅碳氧薄膜的光学常数

硅碳氧薄膜是一种含有Si、C和O三种元素的玻璃状化合物材料,同时拥有碳化硅薄膜及氧化硅薄膜多种优异的特性,如热稳定性好、能带宽、折射率大、硬度高和热导率高等,是一种具有潜在应用价值的新颖光学薄膜.基于硅碳氧薄膜的紫外/可见/近红外透射光谱,采用Swanepoel极值包络线法,结合WDD色散模型,建立了一套精确、方便并适合于计算硅碳氧薄膜光学常数的方法.方便地获得了硅碳氧薄膜折射率、厚度等光学常数.并将厚度计算结果与实际测量值进行了比较.结果表明,试验中研究硅碳氧薄膜光学常数所采用的方法是合理的,能够准确地获得硅碳氧薄膜的折射率及厚度等光学常数.     

高透明紫外阻断ZnO凝胶膜的制备及性能表征

以醋酸锌和二乙醇胺为原料,在异丙醇体系中成功合成ZnO稳定溶胶,采用提拉法在石英基底上沉积ZnO薄膜,经450℃热处理后得到晶化ZnO薄膜。采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射谱和紫外-可见透射光谱对ZnO薄膜的结构组成和光学性能进行表征。利用Cody-Lorentz模型分析薄膜的透射光谱,获得膜层的厚度和光学常数。研究发现,ZnO薄膜在紫外光区和可见光区的平均透射率分别为2.13%和89.39%。为了评价溶胶的稳定性,同一提拉速度下每隔5 d进行一次薄膜镀制。结果表明,溶胶陈化25 d,ZnO薄膜厚度由354.2 nm增至389.0 nm,紫外线屏蔽性能逐渐增强,并能维持可见光区平均透射率高于86%。     

Al2O3或TiO2掺杂的ScSZ固体电解质纳米晶薄膜的制备及表征

利用溶胶-凝胶旋涂法,在单晶硅基片(100)上分别制得了厚度约为0.31μm的(Al₂O₃)_0.10(Sc₂O₃)_0.08(ZrO2)_0.82和0.36μm的(Sc₂O₃)_0.125(TiO₂)_0.175(ZrO₂)_0.70固体电解质纳米晶薄膜。烧结实验结果表明,两种薄膜均在650℃以上开始晶化,温度越高,晶化越完全,在800℃可完全晶化;所得纳米晶颗粒呈纯的萤石结构立方相;铝和钛掺杂的纳米晶颗粒的平均大小分别为47和51nm。铝掺杂的薄膜非常均匀致密,然而,钛掺杂的薄膜存在少量微气孔。     

热阴极鞍场离子源及其在光学薄膜技术中的应用

论述了离子束辅助蒸发光学薄膜技术对离子源的要求，给出热阴极鞍场离子源的 特性及其用于辅助蒸发光学薄膜的实验研究结果。从ＺｒＯ２薄膜的光谱特性及折射率的 测量；膜层剖面的透射电子显微镜和膜层结构的Ｘ衍射分析证实了离子束辅助蒸发对 光学薄膜特性改善的效果。     

高介电栅介质ZrO2薄膜的物理电学性能

采用脉冲激光沉积方法在Si衬底上沉积了ZrO2栅介质薄膜,X射线衍射分析表明该薄膜经过450℃退火后低介电界面层得到抑制,仍然保持非晶状态;电学测试显示10 am厚ZrO2薄膜的等效厚度为3.15 nm,介电常数12.38,满足新型高介电栅介质的要求,在-1 V偏压下Al/ZrO2/Si/Al电容器的漏电流密度为1.1×10-4A/cm2.     

掺杂与应力对ZrO2薄膜电子结构和光学性质的影响

利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法系统地研究了掺杂和应力对ZrO_2薄膜的电子结构与光学性质的影响.本文首先研究了Hf原子替代掺杂对ZrO_2薄膜物性的影响,研究结果表明,Hf原子掺杂减小了ZrO_2薄膜的带隙和态密度大小,可在一定程度上降低其表面缺陷电荷和漏电流.掺杂Hf原子后介电峰和吸收峰的值明显下降,同时介电峰和吸收峰的波形均出现了窄化现象,半高宽显著减小.本文也着重研究了不同应力下四方晶相ZrO_2薄膜物理性质变化及规律.研究发现压应力显著调控了ZrO_2薄膜的带隙以及价带顶和导带底附近的能带结构.施加应力后吸收峰的吸收范围和强度均显著增大,峰值对应的光子能量蓝移则表明对紫外光的吸收随着应力的增加有所增强.在低能量红外和可见光区域,施加压应力后ZrO_2薄膜的折射率变大,但在紫外线区域,压应力使ZrO_2薄膜的折射率呈现出先增大后减小的波动特性.上述研究结果为ZrO_2薄膜材料的设计与应用提供了理论依据.     

空气隙型格兰泰勒棱镜斜面减反射膜的设计

为了提高空气隙型格兰泰勒棱镜的透射率,改善其使用性能,针对空气隙型格兰泰勒棱镜出射偏振光的特点,利用合适的光学薄膜材料,借助于薄膜设计软件,设计了棱镜斜面增透膜,633nm处单面的剩余反射率由3．365662％降低到0．000009％,并且在579-686nm范围内剩余反射率均小于0．009％．采用Al2O3做过渡层,既增加了薄膜和晶体的附着性能又使目标波长处的光谱更加平坦．讨论了入射角度和薄膜的光学厚度对剩余反射率的影响;薄膜的厚度误差控制在±8％以内,剩余反射率小于0．05％     

Determination of hydration film thickness using atomic force microscopy

Surface forces between particles control phenomenasuch as dispersion, agglomeration, coatings, adhesion,wetting, friction, and polishing, which play a crucial rolein materials processing. The importance of surface forcesis more appreciated especially in colloidal processing,while materials in a colloidal state are frequently preferredin industrial processing operations (e.g., printing inks,toners, paints, skin creams, blood substitutes, gels used asdrug-delivery systems, etc.) because their lar…     

集成电路钝化层薄膜的纳米力学性质研究

利用等离子体增强化学气相淀积工艺在P型单晶硅（111）衬底上制备了厚度为70、150、450nm的SiO2薄膜和100、170、220nm的Si3N4薄膜,并使用纳米压入仪对薄膜进行了纳米力学测试与分析．薄膜在不同载荷下的硬度和弹性模量计算采用Oliver-Pharr方法．在测量两种薄膜的硬度时没有发现压痕尺寸效应．SiO2薄膜的弹性模量与压入深度的依赖关系不明显,但与薄膜厚度的依赖关系较明显,薄膜厚度的增加将导致弹性模量显著减小,而Si3N4的弹性模量与薄膜厚度的依赖关系不明显,但与压入深度的依赖关系较明显,会随着压入深度的增加而逐渐增加到某一定值．     

Magnetoresistance of the thin film ferromagnetic nanoconstrictions

The magnetoresistance and I-V characteristics at different temperatures of the thin film ferromagnetic nanoconstrictions of variable width (from 20 to 250 nm) and 10 nm thicknesses, fabricated by electron beam lithography and vacuum thin film deposition are compared. The magnetoresistance and resistance of the thin film ferromagnetic nanoconstrictions are not related to the width of the nanoconstrictions. Instead the resistance of the local nano-region in the middle of the thin film ferromagnetic nanoconstriction has only a minor role compared to that of the two microscale thin film ferromagnetic electrodes, which contribute the majority of the measured resistance. The magnetoresistances of the thin film ferromagnetic nanoconstrictions and a 0.2 cm × 0.8 cm thin ferromagnetic film deposited under the same conditions were also compared; the thin film ferromagnetic nanoconstrictions have higher magnetoresistances than the thin ferromagnetic film, which implies that the measured magnetoresistance of the thin film ferromagnetic nanoconstrictions comes mainly from the local nano-region in their centers. In conclusion, the measured magnetoresistance of the whole sample is similar to the anisotropic magnetoresistance, because the resistance of the two microscale thin film ferromagnetic electrodes is much higher than that of the local nano-region in the middle of the samples. Comparing the experimental results for the thin film ferromagnetic nanoconstrictions and the thin ferromagnetic film reveals that the magnetoresistance of the local nano-region in the middle of the sample is much higher than that of the two microscale thin film ferromagnetic electrodes attached to it.     

薄膜厚度对玻璃纤维表面SnO2薄膜透光导电性能的影响

 以SnCl₄·5H₂O为原料,乙醇为溶剂,配制SnO₂溶胶,并采用溶胶-凝胶法在玻璃纤维表面生成一层均匀的涂膜,通过控制反应物初始浓度和玻璃纤维提拉次数在玻璃纤维表面制备具有不同厚度的SnO₂薄膜.研究了薄膜厚度对薄膜的物相结构、透光率和电阻率的影响及原因.结果表明:随着薄膜厚度的增加,薄膜的晶化程度提高,晶粒尺寸增大,导电性能提高,而透光率呈现逐渐减小的趋势.当薄膜厚度为557 nm时,薄膜的电阻率最小,为0.16 Ω·m.薄膜厚度在56~340 nm之间时,薄膜的透光率在76%以上,而当薄膜厚度继续增加时,透光率下降到低于62%.