富Si-SiO_2薄膜的制备、结构及光致发光特性的研究

利用双离子束溅射沉积共溅射方法制备了富Si SiO2 薄膜 ,研究了沉积参数、时间、工作气压PAr、基片温度等对沉积速率的影响 ,用TEM和XRD分析了样品的结构 ,当基片温度Ts <4 50℃时 ,所制备一系列样品均为非晶结构 ,当沉积基片温度较高时 (Ts ≥4 50℃ ) ,薄膜样品中才出现Si的颗粒 我们还分析了样品的室温光致发光现象 ,从PL谱中可以看出 ,样品有～ 32 0nm、～ 4 10nm、～ 560nm和～ 630nm四个PL峰 ,并对其发光机理进行初步探讨     

用IR及XPS研究Photo-CVD SiO2薄膜特性

在低温下采用以低压Xe气激发真空紫外光作光源,以SiH4和O2作为反应气体的直接光CVD技术在硅衬底上成功地淀积出SiO2薄膜.用红外光谱分析发现,薄膜中未出现与Si-H、Si-OH相应的红外吸收峰,Si-O伸缩振动所对应的吸收峰峰位在1 054～1 069 cm-1之间;通过高频C-V特性曲线计算出SiO2-Si系统中固定氧化物电荷密度在2×1010～3×10 11cm-2范围内;XPS分析表明,SiO2薄膜中Si的2p能级结合能为103.6 eV,界面处亚氧化硅的总含量为每平方厘米3.72×1015个原子.     

用不同靶材制备B-C-N薄膜及其红外表征

采用射频磁控溅射方法,分别利用六方氮化硼(h-BN)、硼(B)和石墨(C)靶,在氩气和氮气的氛围中,沉积B-C-N薄膜.傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析表明:在1200～1800cm-1和1000～1750cm-1处出现了较宽的吸收峰;在2200cm-1处出现了CN键的特征吸收峰.表明在沉积的薄膜中,C原子与N原子相结合.分别溅射C和h-BN靶,红外光谱分析表明,B—C键在1100cm-1处未产生吸收峰,即利用h-BN和C靶沉积的B-C-N薄膜倾向于相分离,利用B和C靶沉积的B-C-N薄膜中的原子实现了原子量级的化合.     

富Si—SiO2薄膜的制备、结构及光致发光特性的研究

利用双离子束溅射沉积共溅射方法制备了富Si-SiO2薄膜,研究了沉积参数、时间、工作气压PAr.基片温度等对沉积速率的影响,用TEM和XRD分析了样品的结构,当基片温度Ts＜450℃时,所制备一系列样品均为非晶结构,当沉积基片温度较高时(Ts≥450℃),薄膜样品中才出现Si的颗粒.我们还分析了样品的室温光致发光现象,从PL谱中可以看出,样品有～320nm、～410nm、～500nm和～630nm四个PL峰,并对其发光机理进行初步探讨.     

Si-SiO_2薄膜结构与光致发光的研究

采用射频磁控溅射复合靶技术制备了Si SiO2薄膜,并在各种温度下进行了退火处理.XRD分析表明Si SiO2薄膜为非晶结构,XPS分析表明样品主要是以SiO1.90的形式存在,它是富硅或者缺氧的结构.在室温下观察到了可见光致发光(PL)现象,探测到样品的峰位分别在370nm、410nm、470nm和510nm.结合激发谱对相应的激发与发光中心进行了讨论.另外,还研究了退火温度对其峰位与峰强的影响.     

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.     

射频溅射Si膜的微结构与光学性质研究

采用射频磁控溅射法,在300℃衬底温度下制备了不同厚度的Si薄膜,用X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计和原子力显微镜(AFM)分别对薄膜的微结构、光学性质及表面形貌进行了测试分析.结果表明:不同时间下制备的Si膜均呈多晶状态;在中红外波段内出现了很强的Si-Si吸收峰;在紫外可见光范围,随着膜厚的增加,Si膜的透过率减弱;AFM测出Si膜的颗粒平均直径在5.65~8.41 nm之间.     

含纳米硅粒SiO2薄膜的光致发光

采用RF磁控溅射技术制备含纳米硅的SiO2薄膜.通过对Si-SiO2复合靶的比分进行调节控制,并在不同的温度下进行高温退火得到不同粒径的纳米硅.利用XRD对样品进行分析得出纳米硅的平均粒径;对样品测量光致发光谱,其发光峰分别位于361 nm和430 nm,比较发现光致发光的峰位随比分的改变有微小的蓝移.文中对发光机理进行初步讨论.     

溅射功率及退火处理对Ga2O3薄膜特性的影响

采用JGP-300型超高真空磁控溅射镀膜设备在蓝宝石衬底上制备了Ga2 O3薄膜,研究了溅射功率和退火工艺对薄膜晶体结构、表面形貌和光学特性的影响.研究结果表明:当溅射功率为90 W时,Ga2 O3薄膜的(-402)衍射峰最强,薄膜结晶质量最好.退火后Ga2 O3薄膜的结晶度均有所加强.随着溅射功率的增加,Ga2 O3薄膜变得均匀致密,但溅射功率过高反而影响成膜质量.Ga2 O3薄膜吸收边在250 nm附近,在Ga2 O3可见光区域透过率可达85％以上,且在450～500 nm处接近100％.退火处理可以进一步提高薄膜的透过率.Ga2 O3薄膜的禁带宽度随溅射功率的提高而减小,分布在4.8～5.0 eV,且退火后禁带宽度整体减小.这表明退火处理使得大部分Ga2 O3转化为最稳定的 β相.     

Microstructures and optical properties of sol-gel derived TiO2 anatase thin films

TiO₂ anatase thin films on quartz substrates were prepared with sol-gel method. The dry gel films, made by spin coating 10 times, were calcined at various temperatures. From X-ray diffraction analyses, it is found that the anatase to rutile phase transformation temperature of the films is higher than 850°C, the films are preferentially oriented on (0 0 1) plane, i. e.c-axis oriented. The thickness, refractive indexes, absorption coefficients and extinction coefficients of the films were determined from UV-Vis transmission spectra of the films using a UV-Vis spectrophotometer. The thickness of the films is about 570 nm. The refractive indexes, absorption coefficients and the extinction coefficients of the present films are larger than the values of anatase films prepared by sputtering. This indicates that the films made with sol-gel method are very dense. Biography: LIU Zhong-chi(1967-), male, Master candidate. Research direction: non-linear optical materials.     

AZO薄膜的光学性质研究

采用直流反应磁控溅射法,用Zn(99.99%)掺 Al(1.5%)靶制备出高质量的Al掺杂的ZnO(AZO)薄膜,用紫外可见、红外分光光度计等测试手段对沉积的薄膜进行了表征和分析,并对AZO薄膜的折射率和厚度进行了理论分析.薄膜的光谱分析结果表明:薄膜样品的可见光透射率平均值均在80%以上.AZO薄膜在紫外有很强的吸收峰,在红外区域,其反射率可达70%.通过理论计算得出了AZO薄膜样品的厚度为101 nm,与台阶仪测量的结果基本相符.     

电晕极化偶氮化合物薄膜倍频弛豫特性研究

把主体材料聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和客体偶氮化合物,用溶胶-凝胶法制成溶胶,旋涂成膜,测量了其紫外-可见吸收光谱和厚度。用电晕极化的方法对薄膜进行极化,然后实时监测了不同温度和不同厚度下薄膜的二次谐波产生（SHG）强度随时间退极化的特性。利用双指数函数拟合其驰豫曲线,结果表明,对于厚度相同的偶氮薄膜,随温度的升高其平均驰豫时间变短;而相同温度下不同厚度的薄膜,平均弛豫时间随厚度增加而增加。     

一种新型有机薄膜的制备和光电性质的研究

用热蒸发法成功地在玻璃、硅和铝等衬底上沉积新型四羧基合铜化合物ＣｕＢ（Ｂ为有机配体甜菜碱）薄膜．通过对比薄膜与粉末原料的红外吸收光谱图,确认薄膜物质成分与结构未发生变化;电子探针分析结果表明薄膜的元素空间分布均匀．用金相显微镜、扫描电镜对薄膜的表面形貌进行了研究;并测量了膜的电导温度特性、紫外可见吸收光谱和荧光光谱．结果表明,所制备的薄膜是具有很宽禁带宽度（Ｅｇ＞６ｅＶ）的绝缘体,带隙中具有３个能级,测得荧光发射的特征波长为４０９ｎｍ．     

zr掺杂对Ti02光学性质的影响

利用电子束沉积方法在玻璃基底上制备了TiO2薄膜及zr掺杂TiOz薄膜．采用拉曼光谱仪和分光光度计对膜的结构和吸收光谱进行了表征;研究结果表明：退火温度为773K时,沉积得到的Ti02薄膜为锐钛矿结构的薄膜;Zr掺杂锐钛矿型TiO2,导致带隙减小,掺杂后在350—450nm附近的光吸收系数增大,TiO2的吸收带产生红移,增强了TiO2的光催化活性;1％掺杂量对光的吸收系数于大5％的掺杂量．     

氮化硼薄膜的厚度对场发射特性的影响

利用射频磁控溅射方法, 在n型（100）Si基底上沉积了不同厚度（54~124 nm）的纳米氮化硼（BN）薄膜. 红外光谱分析表明, BN薄膜结构为六角BN（h-BN）相(1 380 cm^-1和780 cm^-1)结构. 在超高真空系统中测量了不 同膜厚的场发射特性, 发现阈值电压随着厚度的增加而增大. 厚度为54 nm的BN薄膜样品阈 值电场为10 V/μm, 当外加电场为23 V/μm时, 最高发射电流为240 μA/cm². BN薄膜场发射F-N曲线表明, 在外加电场作用下, 电子隧穿了BN薄膜表面势垒发射到真空.     

5-[4-(2,3-环氧丙氧基)苯基]-10,15,20-三苯基卟啉的合成与表征

以丙酸和硝基苯为混合溶剂,苯甲醛、对羟基苯甲醛和吡咯为原料合成了5-对羟基苯基-10,15,20-三苯基卟啉(HPTPP).然后以HPTPP和环氧氯丙烷为原料,在NaOH催化条件下合成了5-[4-(2,3-环氧丙氧基)苯基]-10,15,20-三苯基卟啉(EPPTPP).利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、核磁共振波谱仪(NMR)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)和荧光分光光度计分别对HPTPP和EPPTPP的化学结构和光学性质进行了表征与测试.结果表明:FTIR谱图中,1 347cm-1和917cm-1处为EPPTPP卟啉环中C N键伸缩振动吸收峰和环氧化物环的(C—OC键)不对称伸缩振动吸收峰.EPPTPP的1 H NMR谱图中,在δ2.94～4.56内5个位移峰峰面积比为1∶1∶1∶1∶1,与EPPTPP中环氧基团的不同氢原子数比完全一致.UV-Vis谱图中,具有与卟啉结构相符合的吸收峰,表明成功合成了EPPTPP.通过荧光光谱分析了HPTPP和EPPTPP的荧光性质,并计算得到了二者的荧光量子产率分别为0.140和0.143.     

Nd掺杂BST薄膜的微结构与光学特性研究

用改进的溶胶-凝胶技术,在硅和石英衬底上制备了不同浓度的Nd掺杂Ba0.80Sr0.20TiO3薄膜,应用XRD和SEM表征了薄膜的晶化行为和微观形貌.测试发现700℃退火后,薄膜晶化情况良好,具有典型的多晶钙钛矿结构,表面致密,无裂纹和孔洞,晶粒生长均匀,随着Nd掺杂量的增加,晶粒尺寸逐渐减小.在200~1 000 nm的波长范围内测试了薄膜的透射谱,用"包络法"计算了薄膜的折射率,薄膜折射率与波长呈现典型的电子带间跃迁的色散关系,波长为400 nm时,1%Nd(按物质的量计算百分比)掺杂的BST薄膜的折射率为2.06,小于纯BST薄膜的折射率2.10,这是由于Nd掺杂引起薄膜内部应力变化造成薄膜折射率降低.由吸收谱和Tauc关系确定了Nd掺杂对薄膜的光学带隙的影响.     

PECVD氮化硅薄膜的沉积和退火特性

利用等离子增强化学气相沉积(PECVD)方法沉积了氮化硅薄膜,反应气体为氨气和硅烷.这些薄膜在不同条件(温度、时间和气氛)下进行了炉温或快速退火.对太阳电池而言,氮化硅薄膜不仅是有效的减反射层而且也有表面钝化和体钝化作用.利用椭圆偏振光谱、反射谱、红外吸收谱和准稳态光电导(QSSPC)分析了氮化硅薄膜的特性.实验发现随着退火温度的增加,氮化硅薄膜的厚度下降而折射率增加,可以归因于在退火过程中,薄膜愈加致密.红外吸收谱的研究发现,氮化硅中氢的含量在退火过程中有明显的下降,而QSSPC测量的样品寿命有同样的变化.这些结果显示氮化硅的钝化作用与其中的氢含量有关.