直流弧光放电等离子体化学气相法生长高品质金刚石薄膜

金刚石薄膜是高新技术特种功能材料。目前国内、国际上对其制备方法、应用开发竞争激烈。金刚石薄膜的研制成功将为金刚石独特的光学、声学、电学、热学及机械性能的应用开拓广阔的前景。现已有多种化学气相法合成金刚石薄膜。直流弧光放电等离子体化学气相法合成金刚石薄膜具有生长速度快,结晶质量好的优点,因此该方法的开发应用具有重要的意义。     

立方氮化硼薄膜的脉冲等离子体室温生长

立方氮化硼是一种具有仅次于金刚石的高硬度、高的热传导率、低的热膨胀系数、良好的红外光学性能和化学稳定性极强的新材料.其综合性能可以和金刚石相比拟.它在金属、半导体、电子和光学材料研究方面具有良好的应用前景.     

直流电弧等离子体射流法沉积金刚石薄膜

金刚石以其卓越的理化性能而受到人们普遍重视。近年来兴起的低压气相合成法,为金刚石在各领域中的更广泛应用提供了光明的前景。但诸多种低压合成法的不足之处在于金刚石的沉积速率还比较低,在某种程度上限制了它的应用范围。直到80年代末,才在日本出现了一种高速沉积金刚石薄膜的方法,就是直流电弧等离子体射流方法,其沉积速率比其它低压法要高几倍到几十倍。     

立方氮化硼薄膜的织构生长

立方氮化硼(C-BN)除了具有一系列类似于金刚石的优异的物理化学性质,如高硬度(仅次于金刚石),宽带隙(E_g≈6.6eV),高的电阻率和高的热导率外,还具有一些优于金刚石的性质,如比金刚石高的热稳定性和化学稳定性,容易实现p型和n型掺杂(而金刚石的n型掺杂国际上至今尚未实现),与Si,GaAs更接近的热膨胀系数.因此,C-BN在力学、光学、热学、电子学等方面有着极其广泛的应用前景.其中最为诱人的前景是在电子学方面,首先作为一种易于p型,n型掺杂的宽带隙半导体材料,它可以应用于高温、高频、大功率、抗辐射电子器     

双离子束溅射法生长MgO薄膜

氧化物薄膜近几年来受到了人们普遍的重视。MgO、SiO_2和ZrO_2等材料不仅可以用作各种电子器件中的绝缘层,还起到了隔离层的作用,可有效地阻止多层膜之间因互扩散造成的界面反应。迄今为止,实验已经证实许多材料都可作为很好的隔离层或多层膜中的绝缘层,包括 SrTIO_3、Y-ZrO_2、PrBa_2Cu_3O_7、Y_2O_3、CeO_2和MgO等。这些材料在不同的器件制备中具有不同的作用,可供选择。MgO是一种离子性很强的氧化物材料。属NaCl结构,溶点高达2800℃,介电常数为10,自由能最低的低指数解理面为{100}面,晶格常数     

金刚石薄膜的阴极荧光特性研究

自从Setaka等人利用CVD方法在硅等非金刚石衬底上合成出具有清晰结晶晶面的金刚石晶体及多晶金刚石薄膜以来,金刚石的合成技术在近几年取得了迅速的发展。同时,气相生长金刚石的材料性质研究及应用研究也取得了较大的进展。     

等离子体化学气相法沉积金刚石的进展

本文评述了化学相沉积法制备人造金刚石薄膜的进展情况。重点评述反应机理,发展历史,沉积方法,衬底材料,检测手段。讨论了有利于形成立方晶系金刚石材料的沉积条件。     

透明铁电薄膜的织构生长及薄膜铁电性研究

钛酸钡、钛酸铅、锆钛酸铅镧等铁电陶瓷已在压电、热释电器件中得到广泛的应用,其薄膜形式由于能集成化,可用于多种微电子器件,如非挥发性存储器(NVFRAM)、声表面波器件(SAW)、光开关、波导、调制器等,在微电子和光电子领域有巨大应用潜力。掺镧钛酸铅薄膜有较强的电光特性,铁电薄膜的制备方法常用的有磁控溅射、Sol-Gel和MOCVD,磁控溅射在精确控制薄膜的化学计量比上有困难,Sol-Gel和MOCVD工艺要求特殊的金属有机化合物;脉冲激光沉积(pulsed laser deposition)方法,简称PLD,用陶瓷作靶材可以保持靶、膜成分一致,能在大氧压下沉积高熔点材料,目前采用PLD技术已成功地制备出YBCO,PZT等多种薄膜。在硅衬底上以PLD法制备多晶(Pb,La)TiO~3薄膜已有报道。     

金刚石薄膜生长过程中反应基团的空间分布研究

在众多金刚石薄膜生长的方法中,热灯丝法是其中重要的一种。为了研究其生长机理,人们使用了多种原位测量反应基团的方法,如质量谱、红外吸收、紫外吸收等,对基团的种类、作用及气相如何转变为固相进行了研究,并得到一些重要的结果。但是所有这些方法都没有能给出有关反应基团的空间分布的信息。由于在反应区域中存在三场,即质量场、流量场和温度场,因此反应基团在空间上的分布是极不均匀的。为了弄清反应基团的作用,必须进一步研究反应基团的空间分布,特别是衬底表面附近的分布。本文将原位光发射谱方法应用于电子增强的热丝法生长金刚石薄膜的生长过程,并实现了空间分辨探测,给出有关反应基团在空间分布上的信息,发现衬底表面附近的基团分布与其他区域是截然不同的。     

在450—550℃下原位激光制备高T_c超导薄膜

然而,实用的制备超导薄膜的方法是被称之为低温制备法,或原位低温制备法,这种方法是指在相对低的温度下就可制取性能优良的高T。超导薄膜,而且薄膜与基片间的反应被大大减小,所以,只要能够制取优质的超导薄膜,在制备过程中所需温度越低,这种制备技术的适用性就越大,到目前为止,在较低的温度下(600—780℃)制取性能较优的高T_c超     

低压气相CVD制备六方金刚石薄膜及其鉴定

六方金刚石的存在是由Ergun和Alexander在1962年预言的。他们指出,象立方金刚石中那样与四个等距碳原子成键的碳原子,可能有另外一种堆积方式——六方晶体结构。六方金刚石中碳原子的键长及键角与立方金刚石完全相同,所以,二者有相同的密度及相近的物理、化学性质,但二者可以由X射线衍射加以区分。后来,人们分别用静压法、爆炸法合成了六方金刚石,并在陨石中发现了六方金刚石,陨石是天然六方金刚石的唯一来源。     

Si和Mo基片上气相生长金刚石薄膜的界面状态研究

在低压气相生长金刚石薄膜中,金刚石薄膜与基片间的界面状态是一个十分重要的问题,它不仅与金刚石在异质基片上的成核、生长机理有密切关系,而且在很大程度上决定着金刚石薄膜与基片的粘附性能.近几年来,人们首先较多地研究了单晶Si基片生长金刚石薄膜中的界面状态,认为在金刚石薄膜与Si基片之间存在着一个界面层或过渡层,其主要成分是β-SiC.但也有人认为不存在界面层,金刚石是在Si表面直接生长的.其它基片上生长金刚石薄膜的界面状态也曾见报道.     

低压气相金刚石中杂质氢的红外光谱研究

在直流弧光放电等离子体化学气相法生长的薄膜金刚石上观察到 2 85 2 .4,2 92 4.3,2 96 3.0和 30 34 .9cm-1的红外吸收谱峰 ,前 3条波峰为sp3 结构的C—H振动吸收 ,30 34 .9cm-1为sp2 结构的C—H振动吸收 .研究了CH4浓度和H2 流量对C—H振动吸收的影响 .电子顺磁共振研究表明 ,在低压气相薄膜金刚石中存在相当浓度的缺陷     

生长压力对GaN薄膜生长速率和结构特性的影响

研究了生长压力对金属有机物化学气相淀积技术在蓝宝石衬底上生长的GaN薄膜的生长速率、表面形貌和结晶质量的影响. 研究结果表明, 随着反应室压力由2500 Pa增加到20000 Pa, GaN薄膜表面逐渐粗化, 生长速率逐渐下降. 粗糙的表面形貌与初始高温GaN成核岛的特征密切相关. 初始高温GaN生长阶段采用高压条件, 因低的吸附原子表面扩散率而容易形成低密度、大尺寸的GaN岛. 这些GaN岛推迟了二维生长过程的出现, 降低了薄膜的生长速率. 同时, 这些低密度、大尺寸的GaN岛在此后生长合并过程中产生较少的线位错, 从而降低了GaN薄膜X射线摇摆曲线的半高宽.     

在超微金刚石涂层上化学气相沉积金刚石薄膜的研究

爆轰法合成的超微金刚石在化学气相沉积金刚石薄膜的过程中可以起到类似“晶籽”的促进成核的作用,在直流电弧等离子体喷射装置上进行了实验结果显示,在有ＵＦＤ涂层的衬底上进行沉积可以使成核率提高了２－３倍,薄膜的形貌也与正常工艺得到的薄膜有所不同。较高的衬底温度可能会使部分ＵＦＤ发生氧化或无定形化。进一步的研究应着眼于改善ＵＦＤ的性质和降低基底温度。     

室温基底溅射沉积c轴取向ZnO薄膜

c轴取向氧化锌(ZnO)薄膜具有较强的压电和压光效应,常常用于声电、声光装置。在体声波(BAW)方面,如用于超声显微镜和薄膜谐振器等;在声表面波(SAW)方面,作为一种传输和相干材枓,它用作滤波器、卷积器、放大器、图象扫描以及谐振器;在导向光波(GOW)中,ZnO薄膜也广泛应用于声光和电光装置和二次谐波发生器等。     

用高能量密度等离子体在室温下制备氮化钛薄膜

氮化钛薄膜具有很多优异的性质,如高硬度,耐磨性,耐腐蚀性以及漂亮的金黄色.它是唯一在工业上被广泛运用的镀膜材料.然而目前主要沉积氮化钛膜的技术,如化学气相沉积(CVD),物理气相沉积(PVD)和近几年发展起来的离子束技术(IBM,IBAD)都有其自身难以克服的缺点,它们限制了氮化钛薄膜沉积技术的应用范围.这些缺点是:反应温度太高,镀膜与基底结合不牢,以及沉积速率太低.     

金刚石薄膜的气相生长

金刚石不仅是最好的超硬耐磨材料,而且是一种新型的功能薄膜材料,具有优异的电学,光学、热学和力学性质。 1976年Derjaguin等用化学输运反应方法在非金刚石基板上首先合成出金刚石,1982年Matsumoto等用热灯丝化学气相沉积法(CVD),1983年Kamo等用微波等离子体化学气相沉积方法在硅等基板上制备出金刚石薄膜。近年来,金刚石薄膜的研究得到迅速发展,建立了各种制备方法和制备技术,在各种基板材料上合成出大面积均匀的金刚石膜,而且在应用研究方面取得了有意义的结果。     

低压金刚石生长的非平衡定态三元投影相图

自从1980年以来,激活的低压化学汽相淀积(CVD)金刚石生长已成为一个研究热点.但是过去十多年中,不少热力学的解释是不能令人满意的.Bachmann等把文献中的许多实验数据进行总结,并归纳为一个低压CVD金刚石气相生长的经验性三元碳-氢-氧(C-H-O)体系相图.此后虽然也有不少文章专门讨论这一相图,但至今尚无满意的解释.基于我们的非平衡热力学耦合模型,本文计算得到了一个三元C-H-O体系的非平衡定态投影相图,理论与实验结果相符.     

利用离子束技术原位制备高温超导薄膜

超导薄膜是高温超导材料弱电应用的关键技术。目前磁控溅射(包括直流和射频)和激光淀积方法已被广泛应用获得高温超导薄膜。相比这两种常用制膜方法,离子束溅射(IBS)具有独特优势。IBS工作气压很低,靶与衬底间不存在外加电场,减少了薄膜中杂质,消除了普通等离子体溅射方法中负离子反溅射有害效应。同时也不存在激光淀积薄膜均匀性差、薄膜中颗粒较大等缺点,是一种很有发展前途的制膜手段。利用离子束技术后退火制备性能较好的