生长温度对Ga掺杂ZnO薄膜光电性能的影响

在不同衬底温度(室温~750 ℃)条件下,采用脉冲激光沉积(PLD)方法在石英玻璃和单晶硅(111)衬底上制备了Ga掺杂ZnO(GZO)薄膜。结果显示:衬底温度的变化导致衬底表面吸附原子扩散速率和脱附速率的不同,从而导致合成薄膜结晶质量的差异,衬底温度450 ℃时制备的GZO薄膜具有最好的结晶特性;GZO薄膜中载流子浓度随衬底温度升高而单调减小的现象与GZO薄膜中的本征缺陷密切相关,晶界散射强度的变化导致迁移率出现先增大后减小的趋势,衬底温度450 ℃时制备的GZO薄膜具有最小的电阻率~0.02 Ω·cm;随着衬底温度的升高,薄膜载流子浓度的单调减小导致了薄膜光学带隙变窄,所有合成样品的平均可见光透过率均达到85%以上。采用PLD方法制备GZO薄膜,衬底温度的改变可以对薄膜的光电性能起到调制作用。     

氧压强对Ga掺杂ZnO薄膜光电性质的影响

本文采用脉冲激光沉积(PLD)法在单晶硅(111)和石英玻璃衬底上制备了Ga掺杂ZnO(GZO)纳米薄膜,研究了氧压强对薄膜质量和光电性质的影响.采用XRD和SEM对薄膜的晶体结构和表面形貌进行了表征,结果表明纳米薄膜的平均粒径尺寸可以通过调整氧压强来控制,当氧压强为0.01 Pa时,薄膜的结晶质量最好.PL谱分析结果...     

重掺杂AZO透明导电薄膜的光电特性

以Al质量分数为2%的ZnO陶瓷靶为靶材,在氧气气氛中,采用脉冲激光沉积方法(PLD)在石英衬底表面生长了重掺杂的ZnO:Al(AZO)薄膜.通过X射线衍射仪、紫外可见分光光度计、微区拉曼光谱仪、霍尔测量仪对合成薄膜材料的晶体结构、光学、电学性质等进行了研究.结果表明:所制备的AZO薄膜呈现具有高度c轴择优取向的ZnO...     

沉积温度对YBCO薄膜取向的影响

采用脉冲激光沉积技术(PLD)在SrTiO3(100)单晶衬底上制备YBCO薄膜,用X射线对薄膜的取向和织构进行表征,用扫描电子显微镜(SEM)对薄膜的表面形貌进行观察.实验主要研究了衬底温度对薄膜外延取向的影响,结果表明在770℃温度下制备的YBCO有较多的a轴晶粒生成,在800℃温度下制备的YBCO是纯的c轴取向,且平均面内φ扫描半高宽(FWHM)为1.2°,超导转变宽度(△Tc)为0.9K.     

溅射粒子能量对金属Mo薄膜表面特性的影响

利用原子力显微镜研究了不同溅射离子能量对Mo薄膜表面形貌的影响.利用特殊设计的夹具，在同一真空内完成所有薄膜样品的制备，减少了多次沉积过程对薄膜生长特性的影响 .对原子力显微镜测量得到的表面高度数据进行相关运算，从统计角度定量地研究了不同沉积能量下Mo薄膜表面特性.结果表明，薄膜表面具有典型的分形特征，在相关运算的基础上给出表面的分形维数、水平相关长度、界面宽度等参数.其中，屏栅电压为500V时制备 的薄膜样品与300和700?V时制备的薄膜样品表面的界面宽度及水平相关长度具有倍数差别，但三种溅射电压下薄 关键词： 离子束溅射 钼 薄膜 分形     

薄膜厚度对GZO透明导电膜及其LED器件性能的影响

采用射频磁控溅射的方法制备了GZO透明导电薄膜,通过原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、霍尔效应测试仪及紫外-可见光分光光度计等手段研究了厚度对于GZO薄膜性能的影响,并制备了相应的LED器件。实验结果表明:随着薄膜厚度增加,薄膜结晶质量提高,薄膜的电阻率也随之降低。当厚度为500 nm时,薄膜的电阻率最低为2.79×10^-4 Ω·cm,同时其在460 nm蓝光区域的光透过率高达97.9%。对所制备的以GZO薄膜为透明电极的LED器件进行了测试分析,发现GZO薄膜厚度对LED的正向电压影响不大,但对LED芯片的出光效率有较大影响。     

原子力显微镜在PLD法制备ZnO薄膜表征中的应用

利用脉冲激光沉积(PLD)法在氧压为16 Pa、衬底温度为400~700 ℃时,在单晶Si(100) 衬底上制备ZnO薄膜,并通过原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)谱和光致发光谱对制得的薄膜样品进行表面形貌、结构特性和发光性质研究。其中通过原子力显微镜对样品的二维、三维以及剖面线图进行了分析。结果表明衬底温度700 ℃时得到的薄膜样品表面较均匀致密,晶粒生长较充分,结晶质量较高,相对发光强度高。控制氧压为5.7 Pa,在衬底温度为600 ℃,沉积时间分别为10,20,45 min制备ZnO薄膜样品;利用原子力显微镜对样品进行表面形貌观察,得知只有沉积时间足够长才能使薄膜表面晶粒充分生长。     

ITO界面调制层对GZO电极LED器件性能的影响

采用磁控溅射制备GZO和具有ITO界面调控层的GZO(ITO/GZO)透明导电薄膜作为大功率LED的电流扩散层,对比研究界面调控层对LED器件性能的影响。研究结果表明,ITO/GZO薄膜的透过率在可见光区达80%以上,退火后的ITO/GZO薄膜有较低的电阻率(1.15×10^-3 Ω·cm)。ITO调控层的介入能够调制GZO表面粗糙度,有利于改善LED外量子效率,降低GZO/p-GaN界面的接触势垒,提高LED器件的光电性 能。通过ITO界面调控后,LED器件20 mA驱动电流下的工作电压从9.5 V降低为6.8 V,发光强度从245 mcd 升到297 mcd,提高了20%;驱动电流为35 mA时,其发光强度从340.5 mcd 升到511 mcd,提高了50%。     

双层锰氧化物薄膜的制备及其物理性质

用脉冲激光沉积(PLD)方法成功地制备了双层钙钛矿结构的La2-2xSr1+2xMn2O7(x=032)单相薄膜.这种薄膜生长在具有不同晶格参数的两种衬底上.测量发现，两种衬底上生长的La2-2xSr1+2xMn2O7(x=032)薄膜具有迥然不同的金属-绝缘体转变温度TM-I及其他物性.界面应力的研究表明这是衬底晶格常数不同引起膜内应变的结果.在衬底的压应力下，薄膜的电阻-温度曲线的峰值(TM-I)向高温移动且电阻率(ρ)下降；相反，对于衬底张应力下的薄膜，TM-I下降ρ上升.这些结果可以用双交换模型做很好的解释. 关键词： CMR 双层锰氧化物薄膜 PLD 应力     

薄膜光学 薄膜光学理论与膜系设计

O484.12006054374用PLD法在MgO(100)衬底上生长ZnO薄膜的结构和光学特性=Structural and optical properties of ZnOfil ms de-posited on MgO(100)substrates by PLD[刊,中]/苏凤莲(安徽大学物理与材料科学学院.安徽,合肥(230039)),汪洪…//安徽大学学报(自然科学版).—2006,30(2).—67-70用脉冲激光沉积法在MgO(100)衬底上沉积了ZnO薄膜,衬底温度分别为400℃、550℃和700℃。利用X射线衍射(XRD)和光致发光谱(PL)对薄膜的结构和光学性能进行研究。X射线衍射的结果表明,在400℃和550℃下生长的ZnO薄膜具有高度c-轴择优取向,但是…     

溅射过程中粒子能量对钛薄膜表面形貌影响

借助于原子力显微镜研究了离子束溅射沉积工艺中入射离子能量对制备的Ti薄膜表面形貌的影响。对薄膜表面高度数据进行相关运算，发现在此工艺条件下制备的薄膜具有典型的分形特征，利用分形表面高度—高度相关函数的唯象表达形式对不同能量下制备Ti薄膜表面的高度相关函数进行拟合。得到了薄膜表面的分形维数、水平相关长度、标准偏差粗糙度等参量。研究发现，入射Ar离子能量在300—700eV之间薄膜表面的粗糙度随着沉积粒子的能量增加而增大，分形维数随着入射离子能量的增加而减少。另外，在得到的分形维数基础上对不同溅射电压下Ti薄膜的生长机制进行了初步研究。     

脉冲激光沉积制备的Co80Cr20/Ti90Cr10薄膜的结构与磁性

用脉冲激光沉积(PLD)的方法在硅单晶基片上制备了Ti90Cr10和Co80Cr20/Ti90Cr10薄膜,用XRD研究了Ti90Cr10薄膜的晶体结构与制备温度的关系,结果表明随着温度升高,薄膜从非晶态逐步向晶态转化,并且计算了Ti90Cr10薄膜的晶粒大小以及晶格常数.利用透射电镜对Ti90Cr10薄膜进行了表面和截面形貌的表征.采用纳米压痕仪对Ti90Cr10薄膜的硬度和膜基界面结合力进行了分析,表明薄膜的硬度和膜基结合力随制备条件改变有所变化,制备温度增加,薄膜的硬度和膜基结合力随之增加.利用Ti90Cr10薄膜作为中间层,用PLD制备了Co80Cr20磁性层,获得了很好的垂直磁化性质,膜厚减小,矫顽力和矩形比有所增加,600℃真空条件下制备的Co80Cr20(8 nm)/Ti90Cr10(14 nm)薄膜的矫顽力为65.25 kA/m,矩形比为0.86,并且讨论了Co80Cr20/Ti90Cr10薄膜的磁化性质.     

高温超导氧化物YBCO掺锆酸钡薄膜的制备及其结构分析

本文用脉冲激光溅射沉积法(PLD)在LaAlO3(100)基片上外延生长YB%Cu307-δ掺锆酸钡(BZO)薄膜.用X射线衍射、透射电镜对薄膜结构进行分析.探索PLD沉积的最佳实验参数,最佳沉积温度为800℃,最佳氧分压为25 Pa,最佳沉积频率为3 Hz.     

氧分压对PLD制备ZnO薄膜结构和发光性质的影响

采用脉冲激光沉积(PLD)技术,在Si(100)衬底上制备出高度c轴取向的ZnO薄膜。通过X射线衍射(XRD)谱,扫描电镜(SEM)和室温光致发光(PL)光谱的测量,研究了生长气氛压强的改变对薄膜结构和光致发光的影响。实验结果表明,当氧压从10Pa升高到100Pa时ZnO(002)衍射峰的半峰全宽(FWHM)增大。可以认为这是由于较高的氧压下,到达衬底表面的离子动能减小。这样部分离子没有足够的能量迁移到生长较快的(002)面,c轴取向变差,导致(002)衍射峰的强度降低,半峰全宽增大。随着氧压增大,紫外发光强度增强。这可能是氧压变大,薄膜的化学配比升高,说明化学配比对UV发光的影响要大于薄膜微结构的影响。改变氧气压强对薄膜的表面形貌也有较大的影响。     

PLD法制备钴掺杂的氧化锌薄膜及其生长形貌和光学性能

用脉冲激光沉积(PLD)方法,在蓝宝石(0001)衬底上,制备了高度c轴取向的Zn1-xCoxO(x=0,0.02,0.05,0.07,0.1)薄膜。X射线衍射(XRD)分析表明,当钴掺杂量≤10mol%时没有出现其他杂峰,即没有出现分相。XPS分析显示Co离子在薄膜中以+2价的形式存在。进一步验证Co2+离子进入ZnO的晶格,对掺钴浓度不同的样品进行了UV-Vis吸收光谱测量。从UV-Vis吸收光谱可以看出随着掺杂浓度的增加,带隙逐渐变窄,证明Co2+取代了Zn2+而进入了ZnO晶格中。从原子力显微镜(AFM)形貌表征可以看出,随着钴掺杂量的提高,ZnO薄膜的表面起伏度有所减小,而且生长晶粒细化,从生长动力学的角度对生长形貌的改善进行了解释。     

氮等离子体辅助脉冲激光沉积生长p型ZnO:N薄膜的光学和电学性质

通过氮气等离子体辅助脉冲激光沉积(PLD)技术制备了氮掺杂氧化锌(ZnO:N)薄膜.经过低温快速热退火(RTA)处理后,ZnO:N薄膜呈现p型导电特性.利用X射线光电子能谱(XPS)、光致发光(PL)和霍尔测量对ZnO:N薄膜中N的化学状态及其光学和电学性质进行了系列的研究.结果表明:所制得的p型ZnO:N薄膜为高度补...     

高温超导YBa2Cu3O7-δ-Y2O3多层薄膜的制备及性能表征

采用脉冲激光沉积技术(PLD)在LaAlO3(100)单晶衬底上外延生长YBa2Cu3O7-δ-Y2O3多层薄膜,用X射线衍射技术(XRD)分析薄膜的物相结构和外延特性,通过原子力显微镜(AFM)观察薄膜的表面形貌.本文主要研究了最佳工艺参数下交替生长多层YBCO-Y2O3膜的超导性能.结果表明,YBa2Cu3O7-δ-Y2O3薄膜为纯c轴取向外延生长,临界电流密度Jc(H=0或H//C)均高于纯YBCO薄膜,纳米Y2O3起到磁通钉扎中心作用.     

薄膜系列实验的教学研究

从薄膜制备、生长过程动态分析以及形貌表征3方面设计了薄膜系列实验.用离子束溅射制备金属薄膜,研究了制备条件对溅射速率的影响,测量了薄膜生长过程中电阻的变化,用扫描隧道显微镜或原子力显微镜观测薄膜的表面形貌,并分析不同制备条件得到的薄膜的表面形貌特征.     

高质量镍基超晶格薄膜的制备及表征

自发现镍基超导薄膜之后, 镍基材料体系已成为当前人们的研究热点. 而在相关报道中, 普遍认为高质量的镍基超导前驱体薄膜的制备对其拓扑还原后超导电性的实现具有重要影响. 前期研究表明高质量的前驱体薄膜只生长在SrTiO3 衬底附近, 这与我们的实验结果一致. 为了可控制备高质量的镍基超导前驱体薄膜, 本文利用脉冲激光沉积(PLD) 技术在SrTiO3 (001) 衬底上生长不同厚度的可层选择性还原的[SrTiO3 ]m/[ Nd0 .8Sr0 .2 NiO3 ]n[(STO)m/(NSNO)n ]超晶格薄膜. 采用反射高能电子衍射仪(RHEED) 及透射电子显微镜(STEM) 和 X 射线衍射(XRD) 技术对超晶格薄膜的结构进行原位检测及结构表征, 然后利用综合物性测量系统(PPMS) 测试薄膜的电磁输运性质. 结果表明, 超晶格薄膜的结构质量良好, 超晶格薄膜和高质量单层前驱体薄膜表现出类似的电阻和磁阻现象. 该研究为后续镍基超导薄膜的可重复制备提供了重要的参考.     

Pulsed Laser Deposition ZnS Buffer Layers for CIGS Solar Cells

采用脉冲激光沉积(PLD)技术,在20、200、400和600 oC下制备出了高质量的ZnS薄膜．XRD分析结果表明,PLD法制备的ZnS多晶薄膜为立方闪锌矿结构而并非Murali报道的六方的纤锌矿结构,并沿(111)方向择优取向生长．Raman光谱进一步证明了在350 cm-1出现了立方相ZnS薄膜的A1振动模式．通过ZnS薄膜的SEM平面和断面图可观察到采用PLD技术生长出了非常密实、光滑、均匀的薄膜．PLD生长的ZnS薄膜的颗粒远小于化学浴沉积的CdS颗粒,这也是影响其电池效率的主要原因．XRF化学组成分析结果表明ZnS薄膜符合化学计量比,但略微富S．最后通过光吸收谱测得不同温度下的ZnS薄膜的光学带隙在3.2～3.7 eV,并随薄膜沉积温度的升高,光学带隙反而增加．采用宽带隙的ZnS缓冲层材料,与CdS(2.4 eV)相比,可以增加电池蓝波段的响应．