不同退火温度下ZnO薄膜表面形貌的演变及粗化机制

采用磁控溅射方法在Si(001)制备ZnO薄膜,利用原子力显微镜对不同退火温度的ZnO薄膜表面形貌进行表征.结果表明:薄膜的微观形貌、表面粗糙度和分形维数取决于退火温度的变化.在退火温度从室温上升到1000℃过程中,薄膜表面粗糙度逐渐降低,700℃降至最小,而后又迅速粗糙.探讨了不同退火温度下薄膜表面的粗糙机理.     

退火温度对制备ZnO薄膜光电学性质的影响

采用溶胶—凝胶法在ITO玻璃衬底上制备氧化锌（ZnO）薄膜,利用AFM和UV对不同退火温度的ZnO薄膜样品进行分析。经实验的表征结果分析,退火温度为500℃～700℃区间,透射率呈现先上升后下降的趋势,而禁带宽度基本保持不变。通过实验结果对比得出,当退火温度为550℃时,制备出的ZnO薄膜的结晶质量较好,表面较光滑,透射率约为90%,禁带宽度为3.25eV,     

退火对Al掺杂ZnO薄膜结构和磁性的影向

采用直流磁控溅射法制备了Al掺杂ZnO薄膜,并在不同的氛围和温度下进行了退火处理.利用X射线衍射仪(XRD)和物理性能测量仪(PPMS)对薄膜的结构和磁性进行了表征.采用了一种改进的磁性修正方法对磁测量结果进行了修正.结果表明,不同的退火温度和氛围对薄膜的微结构和磁特性有着较大的影响,与真空退火处理的薄膜相比,空气退火处理的薄膜样品呈现了明显的铁磁性,磁矩约增加了一个数量级.室温铁磁性可能与Al和ZnO基体之间发生的电荷转移以及在不同退火氛围下Al在ZnO晶格中的地位变化有关.     

溅射气压对ZnO薄膜生长、发光性能和结构的影响

沉积缺陷少、晶粒高度c轴择优生长的ZnO薄膜是制备短波发光器件和压电谐振传感器的关键问题之一.以ZnO为靶材,采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备纳米ZnO薄膜,实现了室温下强的紫外受激发射和弱的深能级发射.通过对薄膜表面形貌的观测, 以及对X射线衍射(XRD)谱和室温光致发光(PL)谱的分析,研究了不同溅射气压对ZnO薄膜生长、结构和发光性能的影响.结果显示溅射气压在1.9 Pa-3.5 Pa之间,晶粒直径先增大后减小,在2.6 Pa时晶粒生长到最大;在3.2 Pa时薄膜单一取向性最优,以此推断最佳的溅射气压在2.6 Pa-3.2 Pa之间.实验在玻璃衬底上制备出了XRD衍射峰半高宽仅为0.12°的、高度c轴择优生长的ZnO薄膜.     

掺杂对纳米ZnO薄膜结构的影响

采用真空蒸发法和热氧化制备纳米ZnO薄膜,分析掺杂对薄膜结构的影响。实验发现,掺入一定比例的In,可以得到沿c轴择优取向的纳米ZnO薄膜,薄膜结晶度有所下降,影响薄膜沿c轴的择优取向。掺Sb可以得到沿c轴择优取向的纳米ZnO薄膜掺。Bi可以改善结晶度,获得强烈沿c轴的择优取向的薄膜。实验发现随In含量的增加,薄膜晶粒尺寸逐渐减小,随Sb含量的增加,晶粒尺寸逐渐增加,而Bi含量的变化对晶粒尺寸基本没有影响。     

Mg掺杂ZnO薄膜的结构和光学性质

采用磁控溅射方法在硅和石英衬底上制备了纯ZnO和Mg0.04Zn0.96O薄膜.用XRD和AFM表征薄膜的晶化行为和显微结构,用透射谱和光致发光谱分析薄膜的光学性质.分析结果显示:两种薄膜均为六角纤锌矿结构,且沿c轴取向,薄膜表面光滑致密,晶粒分布均匀;薄膜在可见光范围内具有较高的透过率,Mg掺杂后透射谱吸收边向高能侧移动,相应的薄膜的带隙宽度从3.28 eV升至3.36 eV;用包络法计算出薄膜的光学常数表明,Mg掺杂没有明显改变薄膜的折射率,但使消光系数明显增大;薄膜的光致发光谱分析也发现,掺入Mg使带边发射峰蓝移.     

纳米ZnO晶须的分形维数及其特征

纳米ZnO晶须具有四根向空间拓展的针，此四针状晶须可用分形维数对其形貌进行表征。纳米ZnO晶须的针愈长，其维数愈大，其比表面积与分形维数成正比，呈指数关系。具有最大分维维数的纳米ZnO晶须有着良好的光吸收性能，将它们少量添加于黑化吸收剂中，可改善钢的激光淬火工艺。     

ZnO薄膜的光谱特性研究

目的 在NaCI衬底上制备ZnO薄膜，分析其红外吸收谱。方法 用透射电镜观察并拍摄了薄膜的微观结构，对电镜照片进行测试、分析。结果 表明样品有分形结构，在远红外区有反常吸收，即低频反常色散现象。结论 结果与分形结构反常电导理论取得一致。     

射频磁控溅射透明ZnO薄膜的退火性质分析

采用射频(RF)磁控溅射法在玻璃衬底上制备了c轴择优取向的ZnO薄膜。对所制备的ZnO薄膜在空气气氛中进行不同温度(350~600℃)的退火处理。利用XRD研究退火对ZnO薄膜晶体性能和应力状态的影响;用扫描电子显微镜(SEM)观察薄膜的表面形貌;用分光光谱仪测试薄膜的透光率。研究表明,随退火温度的升高,ZnO薄膜(002)衍射峰强度不断增强,半高宽逐渐减小;ZnO薄膜中沿c轴方向存在着的张应力在500℃退火时得到松弛;退火处理后薄膜的平均透光率变化不大,但透射光谱出现了“红移”现象。     

ZnO纳米线PL光谱性质改善的研究

采用CVD方法在管式炉中生长了ZnO纳米线, 并通过SEM、TEM和PL光谱仪表征了其形貌、结构及光谱性质。利用Au表面等离激元共振与材料的相互作用, 在ZnO纳米线表面镀上Au膜, 发现其对ZnO纳米线的PL光谱有明显的改善, 纳米线本征发光增强20倍左右, 缺陷发光有显著的减弱。通过高温退火, 结果显示ZnO纳米线的本征发光和缺陷发光之间存在很强的竞争, 在入射光功率一定的条件下, 高温退火后ZnO纳米线的本征发光明显地减弱, 缺陷发光显著地增强。对退火后的ZnO纳米线镀上Au膜, 发现其本征发光增强了30倍左右。这些结果比现有的报道有显著提高。     

The ultraviolet and blue luminescence properties of ZnO:Zn thin film

The ultraviolet (UV) and blue luminescence of Zn-rich zinc oxide thin film deposited by electron-beam evaporation have been investigated at room temperature (RT). We observed that the UV and blue electroluminescence (EL) emission band centered around 480 nm which is blue shifted in comparison with that of the ZnO thin film prepared by low pressure metal organic chemical vapor deposition (LP MOCVD). The UV emission is much stronger than blue emission in the photoluminescence (PL) spectra. The field-induced ionization of excited luminescent centers of ZnO:Zn thin film at high electric field and the difference between PL and EL are discussed. The experiments show that the ZnO:Zn thin film provides a hopeful new mechanism to obtain UV and blue emission.     

不同衬底生长ZnO薄膜的结构与发光特性研究

采用射频磁控溅射方法分别在蓝宝石(Al2O3)(0001)和硅(100)衬底上制备ZnO薄膜．通过X-光衍射测量与分析表明两者都沿C轴方向生长，在Al2O3衬底上的ZnO薄膜结晶质量优于在Si衬底上的薄膜样品．然而，由原子力显微镜观测发现在Al2O3衬底上的薄膜晶粒呈不规则形状，且有孔洞，致密性较差；而在Si衬底上的ZnO薄膜表面呈较规则的三维晶柱，致密性好．光致发光测量表明，不同衬底上生长的ZnO薄膜表现出明显不同的发光行为．     

退火工艺对薄规格SPCC钢板组织和性能的影响

通过罩式退火模拟试验,研究退火温度和保温时间对0.3 mm厚的薄规格SPCC钢板组织及性能的影响,分析其织构随退火温度的变化规律.结果表明,经过680℃×13h退火,薄规格SPCC钢板的HV值为77.45,断后延伸率A50为45.6％;随着退火温度的升高,SPCC钢板的晶粒尺寸逐渐增大,硬度和延伸率逐渐降低;随着保温时间的延长,钢板的晶粒尺寸和延伸率略有增大,硬度有所降低,但变化幅度均较小,保温时间对薄规格SPCC钢板深冲性能的影响较小;680℃和700℃退火后,SPCC钢板的织构组分集中分布在γ取向线上,随着退火温度的升高,变形织构{112}<110>强度降低,有利织构{111}<112>强度提高.     

基于PL3105电力线载波的瓦斯现场数据传输系统

设计了一种基于PL3105电力线载波数据传输系统,主要完成了电力线传输的软、硬件设计.硬件方面包括主控电路、功率放大电路、接收电路、耦合电路并进行报警电路设计.软件方面,根据功能要求,设计了模块间的通信协议,实现了模块间的通信.     

基于PL3201的电力线扩频载波技术应用

设计了以PL3201为核心的载波通信功能模块,针对该芯片提出一种符合我国低压电力线载波信道传输特性的通信调制方法,采用QPSK调制等技术自制了一个低压电力线载波通信系统,其抗衰减和抗干扰的性能具有较大的优势,实验结果表明利用220V低压电力线进行数字信号的传输是切实可行的。     

退火处理对ZnO晶体材料光学性能的影响

采用热液法制备ZnO晶体材料,分别在空气、N2和水蒸气条件下进行退火处理。采用扫描电子显微镜(SEM)、X线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-vis)和荧光分光光度计(PL)考察不同退火处理对ZnO结构和光学性能的影响。结果表明:热液法制备的ZnO呈六角相棒状形貌,棒直径约为2μm,长度约为10μm。经3种退火方法处理的样品的形貌和尺寸没有明显变化,取向性和结晶度都有所改善,透光率升高,光致发光近带边发射峰强度增大。相比ZnO体材料的紫外吸收(380 nm),处理后样品出现了轻微蓝移现象。初步探讨了不同退火处理方法改善ZnO晶体材料光学性能的机制。     

High quality p-type ZnO film growth by a simple method and its properties

P-type ZnO：N films have been grown successfully by chemical vapor deposition （CVD） using Zn4（OH）2（O2CCH3）6·2H2O as the solid source material and ZnNO3 as the doping source material. XPS, Hall-effect measurement and PL spectra were employed to analyze the structural, electrical and optical properties and study the influence of substrate temperature on the film. Results showed that with a lower substrate temperature, the film exhibited p-type conduction and its resistivity decreased when the substrete temperature increased. When the substrates temperature was 400℃, p-type ZnO films were obtained with carrier concentration of ＋5.127×10^17 cm^-3, resistivity of 0.04706 Ω· cm and Hall mobility of 259 cm^2/（V·s）; they still exhibited p-type conduction after a month. When the substrate temperature was too high, the film was transformed from p-type to n-type conduction.     

基于PL系统的形态生成模型

采用人工生命的基本方法,综合考虑了自然环境中阳光和重力对树木形态的影响,结合树木自身的生长基因,提出了一个以ＰＬ系统为基础的树木生长模型．该模型通过改变模拟系统自身的替换规则,使得系统可以随环境因素的变化自动调整所迭代的分枝模型,从而实现自然环境下树木形态的计算机模拟．介绍了模拟系统及计算方法,并给出了模拟结果．     

Effect of oxygen content on the structural and optical properties of ZnO films grown by atmospheric pressure MOCVD

Atmospheric pressure MOCVD was used to deposit ZnO layers on sapphire and homoepitaxial template under different oxygen flow rates.Oxygen content affects the lattice constant value and texture coefficient of the films as evidenced by the θ-2θ peaks position and their intensity.Films deposited at lower oxygen flow rate possess higher value of strain and stresses.ZnO films deposited at high oxygen flow rates show intense UV emissions while samples prepared under oxygen deficient conditions exhibited defect related emission along with UV luminescence.The results are compared to the ZnO films deposited homoepitaxially on annealed ZnO samples.The data obtained suggest that ZnO stoichiometry is responsible for the structural and optical quality of ZnO films.