溶胶-凝胶法制备掺铋(Ba_(0.65)Sr_(0.35))TiO_3薄膜的结晶特性研究

采用改进的溶胶-凝胶(sol-gel)工艺制备了掺Bi(Ba0.65Sr0.35)Ti O3(简称BSTBi)薄膜.XRD研究结果表明,BST系列薄膜具有单一钙钛矿结构;AFM测试结果表明BST薄膜表面平整致密,无裂纹.表面均方根粗糙度约为3～6.5nm,晶粒大小分布均匀,直径约为50～75nm.随着热处理温度的提高,BST薄膜的晶粒变大,表面粗糙度变大.     

LaNiO_3缓冲层对Ba_(0.5)Sr_(0.5)TiO_3薄膜微结构和介电性能的影响

利用射频磁控溅射法,在Pt/Ti/SiO2/Si和LaNiO2/Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜.采用X-ray衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM),研究了两种衬底上BST薄膜样品的结晶性和表面形貌.结果表明:BST薄膜材料均为钙钛矿相,直接生长在硅衬底上的BST薄膜无择优取向,晶粒尺寸为20～30 nm,而LaNiO2缓冲层上生长的BST薄膜则为(100)择优取向,晶粒尺寸约为150～200 nm.室温下测试了薄膜的介电性能.研究结果表明,LNO缓冲层显著提高了BST薄膜的介电常数和介电可调率.     

射频磁控溅射Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3薄膜表层结构研究

用射频磁控溅射在Pt/Ti/Si O2/Si基体上,沉积了Ba0.6Sr0.4Ti O3(BST)薄膜,随后对其进行常规晶化和快速晶化,用XPS,GXRD和AFM研究了薄膜表层的结构特征.XPS表明,常规晶化的BST薄膜表层约3nm～5nm厚度内含有非钙钛矿结构的BST,随着温度的升高该厚度增加;而快速晶化时,该厚度减薄至1nm内,随着温度的升高没有明显增厚.元素的化学态表明非钙钛矿结构的BST并非来自薄膜表面吸附的含碳污染物(如CO2等),而与吸附的其他元素(如吸附氧等)对表层的影响有关.GXRD和AFM表明,致密的表面结构能有效地阻止吸附元素在BST膜体中的扩散,从而减薄含非钙钛矿结构层的厚度.     

溶胶-凝胶法制备Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜的微结构及介电性能研究

使用部分醋酸盐为原料,用改进的溶胶-凝胶法制备钛酸锶钡(Ba0.6Sr0.4TiO3,BST)薄膜.场发射扫描电镜(FESEM)分析发现,薄膜均匀致密,表面无空洞、无开裂,晶粒尺寸约为50 nm.用原子力显微镜(AFM)测量薄膜表面的方均根粗糙度为7.8 nm.用透射电镜(TEM)观察薄膜的断面结构,用阻抗分析仪测试了薄膜的介电性能,其介电常数和介电损耗分别为460和4%(1 kHz).     

高温制备非晶五氧化二钒薄膜的光学减反特性

采用超高真空磁控溅射在Al_2O_3/Si基底上制备非晶五氧化二钒(V_2O_5)薄膜,并研究了高温退火对其晶体结构、表面形貌和光学特性的影响.扫描电子显微镜观察表明样品表面平滑致密具有连续性.在可见光波范围内,制备态薄膜在波长497 nm处出现反射率的最小值(约18%).经15 min高温退火处理后,样品X射线衍射光谱中除基底衍射峰外无其他衍射峰出现,表明样品依旧为非晶态.高温退火后的样品反射率最小值可进一步降低至约6%.上述结果对于以V_2O_5薄膜为基础的高温光学器件制备和应用有一定借鉴价值.     

Ge2Sb2Te5薄膜相变行为及其对光存储特性影响

采用射频磁控溅射方法,在石英玻璃基片上制备了Ge2Sb2Te5相变薄膜.X射线衍射分析表明:室温沉积的薄膜为非晶态;170℃真空退火后,薄膜转变为晶粒尺度约为17 nm的面心立方结构;250 ℃退火导致晶粒尺度约为40 nm的密排六方相出现.研究了室温至450℃下薄膜相变的热力学性能.差热分析显示:薄膜的非晶相向fcc相转变的相变活化能为(2.03±0.15)eV;fcc相向hex相转变的相变活化能为(1.58±0.24)eV.薄膜反射率测量表明:面心相与非晶相的反射率对比度随着波长从400 nm增加到1 000 nm在15%～30%变化,六方相与非晶相的反射率对比度在30%～40%.不同脉冲宽度的激光对非晶态薄膜的烧蚀结果显示:激光的能量密度对薄膜的记录效果有显著影响,在5 mW、50 ns的脉冲激光作用下,Ge2Sb2Te5薄膜具有最好的光存储效果.     

磁控反应溅射直接生长绒面H化Ga掺杂ZnO-TCO薄膜及其特性研究

采用直流磁控溅射技术,在玻璃衬底上直接生长出了具有绒面结构的H化Ga掺杂ZnO(HGZO)薄膜。研究了H2流量对薄膜结构、表面形貌及光电特性的影响。实验表明,在溅射过程中引入H2明显改善HGZO薄膜电学性能,并且能够直接获得具有绒面结构的薄膜。在H2流量为2.0sccm时,所制备的HGZO薄膜具有特征尺寸约200nm的类金字塔状表面形貌,同时薄膜方阻为4.8Ω,电阻率达到8.77×10-4Ω.cm。H2的引入可以明显改善薄膜短波区域的光学透过,生长获得的HGZO薄膜可见光区域平均透过率优于85%,近红外区域波长到1 100nm时仍可达80%。为了进一步提高薄膜光散射能力和光学透过率,根据不同H2流量下HGZO薄膜性能的优点,提出了梯度H2技术生长HGZO薄膜;采用梯度H2工艺生长获得的HGZO薄膜长波区域透过率有了一定的提高,薄膜具有弹坑状表面形貌,并且其光散射能力有了明显提高。     

增强可见光透过的铈掺杂ATO透明薄膜研究

采用溶胶-凝胶法与浸渍提拉技术在普通玻璃片上制备出纳米铈掺杂的ATO (Ce/ATO)透明薄膜. 利用XRD、SEM、UV-Vis和FL等测试方法对薄膜的结构与性能进行了表征. 结果表明:Ce/ATO薄膜仍保持四方金红石晶相结构,且铈成功地掺杂到ATO中;薄膜表面光滑平整、结构致密,膜层晶粒分布均匀,晶粒尺寸分布为8-12 nm;与ATO薄膜相比, Ce/ATO薄膜在可见光区的透过率有明显增强, 当Ce掺杂量为1 mol%时,薄膜在440 nm-680 nm的透过率超过了空白玻璃;当Ce掺杂量为3 mol%时,薄膜在440 nm-600 nm的平均透过率达到92%以上.     

纳米铈-铝共掺杂氧化锌透明薄膜的光学性能研究

用溶胶-凝胶浸渍提拉法在普通玻璃片上制备了纳米Ce-Al共掺杂ZnO(Ce-AZO)透明薄膜,并研究了Ce-AZO薄膜的光学性能.结果表明:Ce-AZO薄膜在可见光区的平均透过率均在85%以上;Al和Ce掺杂摩尔分数分别为4%和2%、pH 7.1、退火温度450℃时,Ce-AZO薄膜在可见光区500～700 nm的透过率达到92%,在紫外区300～350 nm平均透过率只有2%.     

纳米4H-SiC薄膜的光学性质研究

SiC薄膜具有结构不易控制,透明性较差的特点,采用PECVD方法淀积的纳米SiC薄膜经光学透过率测试表明,在637nm和795nm处高的光透过率,并且当薄膜的厚度增大时,仍然具有高透过率的特性,这一结果表明,PECVD技术具有制备结构均匀,透明的纳米SiC薄膜的优势,同时,在与非晶SiC薄膜进行对比中发现非晶SiC薄膜的透过率不如纳米SiC薄膜。