液相外延(BiTm)3(FeGa)5O12石榴石单晶薄膜的X射线双晶衍射仪研究

本文用X射线双晶衍射仪和光学偏光显微镜对不同液相外延温度生长的(BiTm)₃(FeGa)₅O₁₂石榴石单晶薄膜进行了研究。发现随着生长温度的下降,薄膜的点阵常数增加,比法拉第旋转角θ_F增大。同时发现液相外延单晶石榴石薄膜是由点阵常数或取向略有差别的两层组成。当薄膜的晶格失配大于10^-3时薄膜将破裂。 关键词：     

晶格失配应力对单晶(BiTm)_3(GaFe)_5O_(12)膜磁畴结构的影响

利用液相外延工艺在钆镓石榴石衬底上制得了单晶(BiTm)_3(GaFe)_5O_(12)膜,研究了晶格失配应力对其磁畴结构的影响.研究发现,生长速率越快,膜的晶格常数越大;晶格失配应力可以在一定范围内调整膜的垂直各向异性;随着晶格失配应力由较大张应力逐渐转变为较大压应力,磁畴形状先由磁泡畴转变成迷宫畴,然后转变为过渡态部分弯曲的条状畴,最终转变为整齐排列的条状畴;失配应力同时对畴宽也有影响,膜受到的失配应力越大,畴宽越大.这一实验研究对基于控制晶格失配应力来调控单晶膜的各向异性和磁畴结构有指导意义.     

镉、锌硫系化合物的单晶薄膜生长与电学性质

本文研究了 CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe和 ZnTe薄膜的外延生长。这种生长是在10~(-4)—5×10~(-5)乇真空条件下进行的。在广阔的外延与蒸发温度范围内,在云母上可用凝集的方法制成单晶薄膜。单晶薄膜的蒸发温度T_(eV)和外延温度 T_(EP)之间的关系如下: 当 T_(EP)≤310℃时,T_(eV)=A_1+T_(EP) 当 T_(EP)≥320℃时,T_(eV)=A_2-2T_(EP) 同时得到了单晶薄膜生长的温度条件与硫系化合物分子量的关系。最完整的单晶薄膜生长的外延温度是300—320℃。并且研究了载流子迁移率和电阻率与单晶薄膜的生长温度条件之间的关系。获得的单晶薄膜具有多种性质。例如合成的CdSe单晶薄膜具有10~5欧姆厘米量级和10~1—10~2欧姆厘米量级的电阻率,并具有十分高的电子迁移率,20—32厘米~2/伏·秒。     

汞压对液相外延(Hg,Cd)Te的液相线及组份的影响

Hg_(1-x)Cd_xTe液相外延薄膜的质量与生长过程中的汞压有关。根据缔合溶液模型及相图理论,计算了汞压不平衡时液相点温度移动及组份的变化,并就液相外延的生长条件进行了分析。     

Si衬底上磁控溅射法生长MgO薄膜

我们用射频磁控溅射方法,在Si(100)单晶衬底上生长MgO薄膜,借助X射线衍射(XRD)分析发现,我们获得了两种不同晶体结构的MgO薄膜,分别是常规的晶格常数为0.421nm的MgO薄膜和晶格常数为0.812nm的新结构的MgO薄膜.我们研究了溅射气压、衬底温度等工艺参数对两种晶体结构择取的影响.实验表明,高的溅射气压和高的衬底温度有利于晶格常数为0.812nm的新结构的MgO相的形成.在高的气压和温度下,我们制备出了晶格常数为0.812nm,具有很好的4次对称性的MgO外延薄膜.利用原子力显微镜(AFM)研究了这种薄膜的表面形貌.     

温度对Si衬底上低压MOCVD外延生长ZnS薄膜质量的影响

用低压MOCVD系统在(111)Si衬底上,用两步生长方法(改变/流量比)在300～400℃时外延生长了ZnS单晶薄膜。随着衬底温度的降低,ZnS薄膜结晶质量提高,并在300℃生长时获得结晶完整性较好的(111)ZnS单晶薄膜。文中讨论了衬底温度对薄膜质量的影响。     

离轴生长的MgB_2超导薄膜的研究

通过混合物理化学沉积法(hybrid physical-chemical vapor deposition,简称为HPCVD),我们在多种单晶衬底上制备出了MgB2超导薄膜.经测量发现MgB2薄膜在6H-SiC、c-Al2O3、MgO(111)和YSZ(111)衬底上基本是沿c轴外延生长的,形成单晶薄膜;在MgO(211)、MgO(100)和钇稳定氧化锆(YSZ)(110)衬底上,MgB2晶粒的生长表现出明显的择优取向生长方式,并与晶格常数匹配关系所预言的结果一致。     

厚度依赖的La_(0.33)Pr_(0.34)Ca_(0.33)MnO_3的磁学性质北大核心CSCD

采用激光脉冲沉积(PLD)方法,在LaAlO3(001)衬底上外延生长了不同厚度的La0.33Pr0.34Ca0.33MnO3薄膜,并研究了薄膜晶格常数及居里温度随薄膜厚度的变化行为.XRD表征结果表明,随着薄膜厚度的增加,LPCMO的c轴长度逐渐减小,反映了衬底对薄膜的应力作用.薄膜磁矩随温度变化的测量结果说明,随着薄膜厚度的减小,TC及TB向低温移动,反映了薄膜厚度或者衬底应力作用对LPCMO磁性的直接影响.     

Fe3O4/MgO(100)薄膜外场诱导电阻变化特性

采用激光分子束外延（L-MBE）方法,以MgO(100)为基底生长了Fe3O4单晶薄膜, 研究了Fe3O4/MgO(100)薄膜外场（温度、磁和激光场）诱导电阻变化特性。X射线衍射(XRD)分析表明Fe3O4薄膜是沿MgO(200)晶面外延生长的单晶薄膜;反射高能电子衍射（RHEED）强度振荡曲线分析表明Fe3O4薄膜表面平整,而且生长模式为2维层状生长;原子力显微镜（AFM）分析表明Fe3O4薄膜表面粗糙度为0.201 nm,说明薄膜表面达到原子级平整度。外场作用下Fe3O4薄膜的电阻测试表明:薄膜样品的电阻在120 K(Verwey转变温度)出现一峰值,略微下降后继续增大, 展现出半导体型的导电特性; 在激光作用下,整个测量温度范围内薄膜样品的电阻减小,样品展示出瞬间光电导的特性;从降温曲线可以看出, Verwey转变温度由无激光作用时的120 K上升到有激光作用时的140 K; 光致电阻变化率随着温度的降低而增大,这主要是由于激光作用导致电荷有序态的退局域化。     

GaAs(100)衬底上ZnSe薄膜的热壁束外延生长

介绍热壁束外延法生长ZnSe/GaAs异质结工作。低能电子衍射和俄歇电子能谱对样品的原位检测表明,用此方法可以在GaAs(100)衬底上外延得到单晶的ZnSe(100)薄膜。当外延生长速率大时,Znse薄膜质量下降,样品的Raman谱中出现TO模。X射线衍射实验结果表明,这种外延膜质量的退化主要是由于在ZnSe(100)薄膜体内存在〈111〉方向的晶核。 关键词：     

异质外延生长钙钛矿结构氧化物薄膜

影响直接外延生长氧化物薄膜的因素有很多,最主要的是保证氧化物薄膜的正确成相和在单晶衬底上成核．直接外延生长时,衬底温度影响到薄膜的成相．衬底温度还影响薄膜的生长动力学,并因此影响薄膜的外延生长取向．由于薄膜是首先在衬底表面成核、成相并生长的,因此衬底材料晶格的影响是不容忽视的．衬底材料（或异质外延材料）与薄膜的相互作用是影响外延生长的最直接因素,而晶格常数失配会造成薄膜样品中存在应力并影响样品性质．利用脉冲激光淀积法,我们成功地外延生长了ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７超导薄膜、Ｓｒ０．５Ｂａ０．５ＴｉＯ３铁电介电薄膜、Ｌａ０．７Ｃａ０．３ＭｎＯ３铁磁巨磁电阻薄膜、Ｌａ０．５Ｓｒ０．５ＣｏＯ３导电薄膜等多种具有钙钛矿结构的氧化物功能薄膜．以这些钙钛矿结构氧化物薄膜的外延生长为例,本文讨论影响氧化物薄膜异质外延生长的因素     

显微拉曼研究外延生长的BaTiO_(3-x)薄膜的结构相变与结构动力学(英文)

我们用显微拉曼、卢瑟福背散射谱、X射线散射和非对称摇摆等实验手段研究了在1 0 - 2 到1 0 - 5帕氧气压下用激光分子束外延技术生长的BaTiO3-x薄膜的结构动力学特性。测量结果表明生长氧压越低,晶格常数c和c/a越大,晶格常数a稍微减小,晶胞体积变大。随着生长氧压的减小,薄膜中氧含量减小。在3 0×1 0 - 5帕氧气压下生长的薄膜中氧缺陷可达0 48,但是样品的四方相结构可以很好的维持。显微拉曼研究进一步确定了样品都是四方相结构。另外,在BaTiO2 52 薄膜的拉曼光谱中发现高频段有两个新峰,其可能是由于氧缺陷导致的二级拉曼散射引起的。随着生长氧压的减小,拉曼峰向低频移动,表明薄膜中的应力减小。同时,拉曼峰变宽,这可能是由于氧缺陷导致的结构畸变引起的。由于在薄膜中存在二维张应力,BaTiO3单晶样品中的结构相变特征在我们的样品中从78到5 5 0K的温度范围内不存在。     

OMVPE硒化锌薄膜的生长与激光特性

本文叙述了在GaAs衬底上用有机金属气相外延(OMVPE)法生长单晶ZnSe薄膜的方法。研究了生长温度,硒锌比对外延膜光电性能的影响。发现生长温度在285℃可以得到表面光亮、结晶性好、低阻、高迁移率、深中心浓度低的外延层。以光泵浦作激发研究了OMVPE ZnSe薄膜的受激发射性质并测量其光学增益。利用ZnSe/GaAs的自然解理面形成的光反馈腔制成了激光器。该激光器的工作温度可以延续到150K。     

用微波ECR等离子体溅射法在蓝宝石(0112)晶面上生长ZnO薄膜的研究

蓝宝石上外延生长ZnO薄膜在表面波和声光器件中有重要的应用．用微波电子回旋共振(ECR)等离子体溅射法在蓝宝石(0112)晶面上外延生长了ZnO薄膜,膜无色透明,并且表面光滑,基片温度为380℃,为探索沉积工艺参数对薄膜结构的影响,用XRD对不同基片温度和沉积速率生长的ZnO薄膜进行了研究．     

用微波ECR等离子体溅射法在蓝宝石(0112)晶面上生长ZnO薄膜的研究

蓝宝石上外延生长ZnO薄膜在表面波和声光器件中有重要的应用．用微波电子回旋共振(ECR)等离子体溅射法在蓝宝石(0112)晶面上外延生长了ZnO薄膜,膜无色透明,并且表面光滑,基片温度为380℃,为探索沉积工艺参数对薄膜结构的影响,用XRD对不同基片温度和沉积速率生长的ZnO薄膜进行了研究．     

气相外延ZnSe单晶薄膜的蓝色电致发光

本文在300℃—700℃温度范围内,在GaAs衬底上气相外延生长了ZnSe单晶薄膜。讨论了衬底温度对外延层电学性质及光学特性的影响。ZnSe外延层经Zn气氛热处理后,发光特性大为改善。用处理后的ZnSe外延膜做成MIS发光二极管,首次得到了室温下气相外延ZnSe单晶薄膜的蓝色电致发光。     

La1-xPrxMnO3(x=0.1,0.2)薄膜庞磁电阻性质的研究

一种新的庞磁电阻氧化物薄膜La1-xPrxMnO3(x=0.1,0.2)薄膜用脉冲激光沉积(PLD)方法生长在(100)SrTiO3单晶基底上.XRD结果显示薄膜具有很好的外延单晶取向.电输运和磁性质的研究表明薄膜具有显著的庞磁电阻效应(CMR)效应,其中磁电阻比率达95%(在5T的磁场下).X射线光电子能谱(XPS)的结果表明薄膜体系中Pr离子的价态为+4价,因此该薄膜很可能是电子掺杂的庞磁电阻体系.     

沉积温度、膜厚对Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(2-δ)薄膜的微结构和电导率影响

采用脉冲激光沉积法在MgO(100)单晶衬底上制备了Ce0.8Gd0.2O2-δ(CGO)系列薄膜,沉积温度与膜厚对CGO/MgO薄膜的微结构及离子电导率的影响分别被研究.X-ray衍射(2θ-ω线扫描,ω-摇摆曲线,(-扫描)测量显示,随着沉积温度的升高,CGO薄膜的微结构由多晶薄膜演变到外延膜.对沉积在730℃的CGO薄膜(510nm)中较大的离子电导归因于薄膜中较小的晶界密度.对高质外延的CGO薄膜(沉积730℃),随着膜厚的减小,其快速减小的激活能及增大的离子电导可解释为CGO/MgO界面平面的应变态和氧空位的无序分布所致.我们的结果表明,为获得高离子电导的CGO薄膜,最佳的沉积温度和膜厚是需要考虑的.     

纳米FePt颗粒:MgO多层复合薄膜的外延生长、微观结构与磁性研究

采用脉冲激光沉积法,在MgO(100)面上外延生长了FePt:MgO多层纳米复合薄膜,FePt成分为Fe48Pt52.FePt纳米颗粒周期性嵌埋于单晶MgO外延层中.原位反射式高能电子衍射分析结果表明,MgO外延层呈层状生长,而FePt纳米颗粒呈岛状生长.在整个FePt:MgO纳米复合薄膜的生长过程中,成功实现了层状-岛状生长模式的交替控制.高分辨透射电子显微镜分析结果表明,退火热处理后,结晶完整的L10-FePt纳米颗粒粒径约为5 nm,呈扁平六角形状,在MgO基底上形成逐层排列的纳米点阵.磁滞回线结果表明,退火后薄膜矫顽力增大,有序度提高,磁性增强.     

磷化镓单晶外延工艺及其自支撑薄膜的制作

采用Ga—PCI_3—H_2系统开管式汽相外延的方法,在GaAs衬底上生长掺Zn的GaP单晶。经化学腐蚀去掉GaAs衬底得到自支撑GaP单晶薄膜。 研究了在P型GaAs衬底上外延P—型GaP的生长条件,生长速度与温度的关系,生长速度与输运气体中的PCI_3浓度的关系,以及晶向偏差,清洁条件等对外延层质薄的(井彡)响。