磁控溅射参数和锂添加对LiPON薄膜离子电导率的影响

锂磷氧氮化合物(LiPON)是一种广泛应用于全固态薄膜电池体系的固态电解质。本文采用射频磁控溅射工艺制备LiPON薄膜,研究了溅射工艺参数和烧结锂片添锂对LiPON薄膜离子电导率的影响。结果表明,在溅射功率为120 W时,随着N₂/Ar流量比由3∶7升高至7∶3,薄膜离子电导率由1.31×10^-6 S/cm增至2.24×10^-6 S/cm;当N₂/Ar流量比为7∶3时,随着溅射功率由160 W降至120 W,薄膜离子电导率由2.09×10^-6 S/cm增至2.24×10^-6 S/cm。分析认为,高氮气比例和低溅射功率有助于双配位和三配位氮结构含量的提升,从而提高LiPON薄膜的离子电导率。此外,烧结锂片添锂法能有效实现靶材添锂,相同溅射参数下,所制薄膜的离子电导率提升了21.4%。     

调制周期数对Mo/AZO成分调制多层膜透光、反光特性以及电性能的影响

采用射频(RF)和单极中频脉冲直流(UMFPDC)磁控溅射技术,在300℃下制备了Mo/AZO成分调制多层膜。测试结果表明,Mo/AZO成分调制多层膜以(002)为取向的六方纤锌矿型ZnO结构为主;薄膜中Mo的化学态随薄膜厚度而变化,当薄膜厚度为1.67 nm时,Mo除单质态外,还存在部分+4和+5的离子价态,当薄膜厚度降至0.83 nm时,已无单质态Mo;调制周期数对成分调制多层膜的透光、反光特性以及电性能影响显著,当调制周期数为3时,Mo/AZO成分调制多层膜的综合性能达到最佳,电阻率、霍尔迁移率和载流子浓度分别为8.64×10^-4Ω·cm、8.78 cm²/(V·s)和8.23×10²⁰ cm^-3。在保持金属层、半导体层总厚度不变的情况下,通过改变调制周期数可以增加薄膜的光学透过率并可在较宽范围内调节多层膜的综合性能,这为制备综合性能优异的金属/半导体型透光导电薄膜提供了一条切实可行的途径。     

MoS2薄膜厚度与光学性能的相关性研究

采用低功率射频磁控溅射方法分别在玻璃和Si衬底表面沉积不同厚度的MoS₂薄膜,经硫化退火处理后,利用Raman光谱、AFM、UV-Vis光谱和45°镜面反射光谱,对MoS₂薄膜结构及光谱性质进行表征。结果表明,两种衬底上沉积的MoS₂薄膜经退火处理后均在670、615及400～500 nm处出现分别对应A、B、C激子的明显吸收峰和反射峰,表明所制MoS₂薄膜已结晶。A、B、C激子峰均随着薄膜层数增加而红移,表明MoS₂薄膜的能带结构随层数发生改变。另外,A、B激子峰位置不受光谱检测方式的影响,而45°镜面反射光谱中C激子峰则相对于UV-Vis光谱有一定红移,因此,可依据A、B特征激子峰的有无及峰位判定MoS₂薄膜的结晶度及层数,其中45°镜面反射光谱可用于非透明材料衬底上MoS₂薄膜厚度(或层数)的判定。