退火温度对Ta_2O_5/SiO_2多层反射膜结构和应力特性的影响

介质膜反射镜是星载激光测高仪系统中不可缺少的薄膜元件,其面形质量直接影响探测系统测距的分辨率和精度.本文采用离子束辅助电子束蒸发工艺在石英基底上沉积Ta_2O_5/SiO_2多层反射膜,并在200—600℃的空气中做退火处理.通过X射线衍射、原子力显微镜、分光光度计及激光干涉仪等测试手段,系统研究了退火温度对Ta_2O_5/SiO_2多层反射膜结构、光学性能以及应力特性的影响.结果表明:Ta_2O_5/SiO_2多层反射膜退火后,膜层结构保持稳定,膜层表面粗糙度得到有效改善;反射膜在500—600℃退火后,残余应力由压应力向张应力转变;采用合适的退火温度可以有效释放Ta_2O_5/SiO_2薄膜的残余应力,使薄膜与基底构成的介质膜反射镜具有较好的面形精度.本文的实验结果对退火工艺在介质膜反射镜面形控制技术方面的应用具有重要意义.     

Au/SiO2纳米复合型材料的光吸收性质

在室温下用离子束溅射沉积工艺在石英基材上生成Au-SiO2复合薄膜。把生成薄膜从500~900℃(分别保温5 min)分五个不同温度进行退火处理。用X光衍射方法(XRD)对薄膜结构进行了测试,得到Au-SiO2纳米复合薄膜未退火(as-dep)和退火后的X射线衍射谱;透射电子显微镜(TEM)观察了经过700℃退火处理复合薄膜中Au粒子在薄膜中分布状态和颗粒大小。用分光计测试薄膜光吸收特性,吸收光谱范围为190~1000 nm,发现退火温度从500~700℃,光谱吸收峰有明显红移存在,而在更高温度吸收峰的位置和强度几乎都不变。这与X射线衍射检测吻合。并用德鲁特(Drude)模型给于理论解释。     

Zn离子注入和退火对ZnO薄膜光学性能的影响

 利用溶胶凝胶方法在石英玻璃衬底上制备了ZnO薄膜，将能量56 keV、剂量1×10¹⁷ cm^-2的Zn离子注入到薄膜中。离子注入后，薄膜在500~900 ℃的氩气中退火，利用X射线衍射谱、光致发光谱和光吸收谱研究了离子注入和退火对ZnO薄膜结构和光学性质的影响。结果显示：衍射峰在约700 ℃退火后得到恢复；当退火温度小于600 ℃时，吸收边随着退火温度的提高发生蓝移，超过600 ℃时，吸收边随着退火温度的提高发生红移；近带边激子发光和深能级缺陷发光都随退火温度的提高而增强。     

静高压下Al80Mn14Si6合金准晶相形成的研究

 本文首次研究了Al₈₀Mn₁₄Si₆合金在静高压下准晶相得形成。利用静高压熔态淬火方法，在压力2.8和3.1 GPa下得到淬火的Al-Mn-Si样品。电子和X射线衍射实验表明，高压淬火样品中含有准晶二十面体相和非晶相。X射线衍射实验还表明，高压淬火样品经350 ℃退火一小时基本上没有发生变化；而经过500 ℃退火一小时后，准晶相晶化为α-Al₇₃Si₁₀Mn₁₇相。另外，电子衍射实验表明，高压淬火后样品中还存在其它中间亚稳相。本文还讨论了静高压熔态淬火方法的适用性。     

CoFe/TiZr多层膜材料界面结构与性能的极化中子反射研究

利用极化中子反射技术较系统地研究了CoFe/TiZr复合多层膜材料界面结构，结果表明.1)从多层膜超镜传输特性角度考虑，等厚对层不如非等厚对层膜结构好.2)等厚对层的最佳退火温度约250℃，非等厚对层退火温度低于250℃影响不明显，等厚和非等厚对层经350℃退火后膜层变化严重.3)从布拉格峰位变化看，随着退火温度的升高，等厚对层膜的厚度先变小后变大；非等厚对层与之相反.     

Ti离子注入和退火对ZnS薄膜结构和光学性质的影响

利用真空蒸发法在石英玻璃衬底上制备了ZnS薄膜,将能量80 keV,剂量1×10¹⁷ cm^-2的Ti离子注入到薄膜中,并将注入后的ZnS薄膜进行退火处理,退火温度500—700 ℃.利用X射线衍射（XRD）研究了薄膜结构的变化,利用光致发光（PL）和光吸收研究了薄膜光学性质的变化.XRD结果显示,衍射峰在500 ℃退火1 h后有一定程度的恢复;光吸收结果显示,离子注入后光吸收增强,随着退火温度的上升,光吸收逐渐降低,吸收边随着退火温度的提高发生蓝移;PL显示,薄 关键词： ZnS薄膜 离子注入 X射线衍射 光致发光     

掺Mo对NiSi薄膜热稳定性的改善

报导了在镍薄膜中掺入少量Mo提高了镍硅化物的热稳定性.结果表明，经650— 800℃快速热 退火形成的Ni(Mo)Si硅化物薄膜电阻值较低，约为2．4(Ω／□).XRD分析表明薄膜中只存在 NiSi相，而没有NiSi₂生成.由吉布斯自由能理论分析表明在Ni薄膜中掺人5．9 ％Mo对改善 Ni硅化物热稳定性起到至关重要的作用.经650—800℃快速热退火后的 Ni(Mo)Si／Si肖特基 二极管电学特性良好，势垒高度Φ_B为0．64—0．66eV，理想因子接近于1，更 进一步证明掺少量的Mo能够改善NiSi薄膜的热稳定性. 关键词： 镍硅化物 快速热退火 x射线衍射分析 卢瑟福背散射     

纳米Cu固体材料的X射线衍射与正电子湮没研究

 采用自悬浮-冷压法，在不同压力下制得纳米Cu固体材料并对其在不同温度和保温时间下进行退火，利用X射线衍射(XRD)和正电子湮没寿命谱(PAS)分析对材料的结构和微观缺陷进行了表征。XRD分析表明，压制而得的样品晶粒度为20 nm，低于300 ℃退火3 h后并未发现晶粒显著长大；PAS分析表明，压制后的样品缺陷主要为单空位和空位团，大空隙很少，随着退火温度的升高和退火时间的延长，单空位通过扩散结合成空位团，大空隙也在温度较高时分解为空位团，导致空位团的含量增加，而单空位和大空隙的含量降低。     

高压下ZnO超快极性扩散过程研究

 利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等手段，研究了在5 GPa 压力下六方ZnO粉末的结晶过程。系统考查了温度与保温时间对ZnO扩散与结晶过程的影响。结果发现，在高压下ZnO固体的扩散速度大大增加，400 ℃保温0.5 h即可获得理论密度达99%以上的单相、致密的六方相ZnO陶瓷，所有样品均沿晶界开裂，并导致500 ℃以上只能获得单晶与多晶混合的粉末样品；850 ℃保温5 min可制备出平均尺寸超过100 μm、最大尺寸超过350 μm的浅黄色单晶。对实验结果的分析表明：ZnO固体在高压下可能存在一种超快极性扩散机制，这一效应使高压下的ZnO晶粒沿择优方向迅速生长，晶界快速迁移，相邻晶粒生长融合，最后形成单晶；而晶粒在生长过程中沿其它方向发生收缩，促使样品沿晶界开裂。     

退火对磁控溅射HfSi_xO_y薄膜光学性质的影响

采用射频反应磁控溅射方法在硅衬底制备了HfSixOy薄膜,用X射线光电子能谱(XPS)分析了HfSixOy薄膜的成分,用X射线衍射(XRD)检测了薄膜的结构,并用椭圆偏振光谱仪研究了退火处理对薄膜光学性质的影响。XRD谱显示,HfSixOy薄膜经700℃高温退火处理后仍为非晶态,而在900℃高温退火处理后出现晶化。采用Tauc-Lorentz(TL)色散模型对测试得到的曲线进行拟合并分析得出薄膜的光学常数,结果表明,薄膜的折射率随退火温度的升高而增加,而消光系数随退火温度的升高呈降低趋势。薄膜的光学带隙随着退火温度的升高增加,采用外推法得到薄膜沉积态和经500℃,700℃,900℃退火后的带隙分别为5.62,5.65,5.68,5.98eV。     

退火温度对ZnO薄膜结构和发光特性的影响

采用反应射频磁控溅射法在 Si(100)基片上制备了高c轴择优取向的ZnO薄膜，研究了退火温度对ZnO薄膜的晶粒尺度、应力状态、成分和发光光谱的影响，探讨了ZnO薄膜的紫外发光光谱和可见发光光谱与薄膜的微观状态之间的关系.研究结果显示,在600—1000℃退火温度范围内，退火对薄膜的织构取向的影响较小，但薄膜的应力状态和成分有比较明显的变化.室温下光致发光光谱分析发现，薄膜的近紫外光谱特征与薄膜的晶粒尺度和缺陷状态之间存在着明显的对应关系；而近紫外光谱随退火温度升高所呈现的整体峰位红移是各激子峰相对比例变 关键词： ZnO薄膜 退火 光致发光 射频反应磁控溅射 可见光发射     

退火温度对旋涂法制备SnO_2薄膜性能的影响

采用旋涂法在玻璃基底上制备SnO_2薄膜,通过原子力显微镜(AFM)、X射线反射(XRR)、傅氏转换红外线光谱仪(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见分光光度计、四探针、开尔文探针系统对薄膜的表面形貌、结构及光学特性、电学特性进行分析,探讨了退火温度对薄膜质量的影响及作用机制。研究发现:随着退火温度升高,薄膜厚度和有机成分杂质减小,薄膜密度递增,但薄膜表面粗糙度有所上升;当退火温度升高至500℃时,薄膜结构由非晶转变为结晶,其主要晶面为氧化锡的(110)、(101)和(211)晶面。旋涂法制备的氧化锡薄膜在可见光区域的平均透光率在90%以上,随着退火温度上升,薄膜在400～800 nm波段的透光率先减小后增大,薄膜的带隙宽度分别为3. 840 eV(沉积态薄膜)、3. 792 eV(100℃)、3. 690 eV(300℃)和3. 768eV(500℃);薄膜的电导率也随着退火温度升高而增加,在500℃时电导率高达916 S/m;薄膜的功函数先增大后减小,分别为(4. 61±0. 005) eV(沉积态薄膜)、(4. 64±0. 005) eV(100℃)、(4. 82±0. 025) eV(300℃)、(4. 78±0. 065) eV(500℃)。     

低相变温度垂直取向的CoPtCu/Ag纳米复合膜

采用磁控溅射(Ag/Cu/CoPt)_n多层膜先驱体结合真空退火的方法制备了一系列CoPtCu/Ag纳米复合薄膜，通过优化薄膜中Ag以及Cu的含量，成功制备出了低相变温度垂直取向的CoPtCu/Ag纳米复合膜，该膜在450℃退火即可发生相变，该温度比目前所报导的CoPtAg纳米复合膜的相变温度降低了150℃. 实验结果表明，薄膜中一定含量的Ag元素能够有效诱导薄膜的(001)取向，Cu元素的加入能有效降低薄膜的有序化温度. 对于特定组分为Co₄₀Pt₃₆Cu₈Ag₁₆的薄膜，经500℃退火后已经显示了明显的(001)取向，垂直于膜面方向上的矫顽力为5.0×10⁵A/m，并且薄膜中晶粒尺寸仅为4—5nm，为将来CoPt-L1₀有序相合金薄膜用于超高密度垂直磁记录介质打下了基础. 关键词： 磁记录材料 CoPt 纳米复合膜     

Effects of rapid thermal annealing on the morphology and optical properity of ultrathin InSb film deposited on SiO2/Si substrate

Ultrathin InSb thin films on SiO₂/Si substrates are prepared by radio frequency (RF) magnetron sputtering and rapid thermal annealing (RTA) at 300, 400, and 500℃, respectively. X-ray diffraction (XRD) indicates that InSb film treated by RTA at 500℃, which is higher than its melting temperature (about 485℃), shows a monocrystalline-like feature. High-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) micrograph shows that melt recrystallization of InSb film on SiO₂/Si(111) substrate is along the (111) planes. The transmittances of InSb films decrease and the optical band gaps redshift from 0.24 eV to 0.19 eV with annealing temperature increasing from 300℃ to 500℃, which is indicated by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) measurement. The observed changes demonstrate that RAT is a viable technique for improving characteristics of InSb films, especially the melt-recrystallized film treated by RTA at 500℃.     

NiTi合金薄膜厚度对相变温度影响的X射线光电子能谱分析

采用X射线衍射和X射线光电子能谱实验手段对不同厚度的NiTi薄膜相变温度的变化进行了分析.结果表明在相同衬底温度和退火条件下,3?μm厚度的薄膜晶化温度高于18?μm厚度的薄膜.衬底温度越高,薄膜越易晶化,退火后薄膜奥氏体相转变温度As越低.薄膜的表面有TiO₂氧化层形成,氧化层阻止了Ni原子渗出;膜与基片的界面存在Ti₂O₃和NiO.由于表面和界面氧化层的存在,不同厚度的薄膜内层的厚度也不同,因而薄膜越薄,Ni原子的含量就越高.Ni原子的含量的不同会影响薄膜的相变温度. 关键词： NiTi合金薄膜 X射线衍射 相变 X射线光电子能谱     

退火对Ge诱导晶化多晶Si薄膜结晶特性的影响

本文采用磁控溅射法, 衬底温度500 ℃下在硅衬底上分别制备具有Ge填埋层的a-Si/Ge 薄膜和a-Si薄膜, 并进行后续退火, 采用Raman光谱、X射线衍射、原子力显微镜及场发射扫描电镜等对所制薄膜样品进行结构表征. 结果表明, Ge有诱导非晶硅晶化的作用, 并得出以下重要结论: 衬底温度为500 ℃时生长的a-Si/Ge薄膜, 经600 ℃退火5 h Ge诱导非晶硅薄膜的晶化率为44%, 在相同的退火时间下退火温度提高到700 ℃, 晶化率达54%. 相同条件下, 无Ge填埋层的a-Si薄膜经800 ℃退火5 h薄膜实现晶化, 晶化率为46%. 通过Ge填埋层诱导晶化可使在相同的条件下生长的非晶硅晶薄膜的晶化温度降低约200 ℃. Ge诱导晶化多晶Si薄膜在Si(200)方向具有高度择优取向, 且在此方向对应的晶粒尺寸约为76 nm. 通过Ge诱导晶化制备多晶Si薄膜有望成为制备高质量多晶Si薄膜的一条有效途径.     

退火对ZnO薄膜晶体结构和ZnO/p-Si异质结光电性质的影响

采用脉冲激光沉积方法在p-Si(100)衬底卜牛长ZnO薄膜,分别在500℃、600℃和700℃下真空退火,采用X射线衍射仪研究了退火对ZnO薄膜品体结构的影响,并测量了ZnO的面电阻和ZnO/p-Si异质结的、I-V特性曲线.研究表明,随着退火温度的升高,ZnO的(002)衍射峰强度逐渐增大,半峰全宽不断减小,同时薄膜内应力减小,ZnO晶粒尺寸变大.表明高温退火有助于ZnO薄膜结晶质量的提高.在没有光照的条件下,异质结的漏电流随退火温度的增加而增大;用650 nm光照射样品时,600℃退火的样品表现出最明显的光电效应,而过高的退火温度会破坏ZnO/p-Si异质结的界面结构,使其光电流变小.所以,要得到性能良好的光电器件,应选取适当的退火温度.     

退火温度对溅射铝膜结构与电性能的影响

 采用直流磁控溅射方法成功地制备了Al膜,研究了退火温度对Al膜表面形貌、晶体结构、应力、择优取向及反射率的影响。研究表明：不同退火温度的薄膜晶粒排布致密而光滑,均方根粗糙度小。XRD测试表明：不同温度退火的铝膜均成多晶状态,晶体结构为面心立方,退火温度升高到400 ℃时,Al膜的应力最小达0.78 GPa,薄膜平均晶粒尺寸由18.3 nm增加到25.9 nm;随着退火温度的升高,(200)晶面择优取向特性变好。薄膜紫外-红外反射率随着退火温度的升高而增大。     

退火温度对硼掺杂纳米金刚石薄膜微结构和p型导电性能的影响

采用热丝化学气相沉积法制备硼掺杂纳米金刚石 (BDND) 薄膜, 并对薄膜进行真空退火处理, 系统研究退火温度对BDND薄膜微结构和电学性能的影响. Hall效应测试结果表明掺B浓度为5000 ppm (NHB) 的样品的电阻率较掺B浓度为500 ppm (NLB) 的样品的低, 载流子浓度高, Hall迁移率下降. 1000 ℃退火后, NLB和NHB 样品的迁移率分别为53.3和39.3 cm²·V^-1·s^-1, 薄膜的迁移率较未退火样品提高, 电阻率降低. 高分辨透射电镜、紫外和可见光拉曼光谱测试结果表明, NLB样品的金刚石相含量较NHB样品高, 高的硼掺杂浓度使薄膜中的金刚石晶粒产生较大的晶格畸变. 经1000 ℃退火后, NLB和NHB薄膜中纳米金刚石相含量较未退火时增大, 说明薄膜中部分非晶碳转变为金刚石相, 为晶界上B扩散到纳米金刚石晶粒中提供了机会, 使得纳米金刚石晶粒中B浓度提高, 增强纳米金刚石晶粒的导电能力, 提高薄膜电学性能. 1000 ℃退火能够恢复纳米金刚石晶粒的晶格完整性, 减小由掺杂引起的内应力, 从而提高薄膜的电学性能. 可见光Raman光谱测试结果表明, 1000℃退火后, Raman谱图中反式聚乙炔 (TPA) 的1140 cm^-1峰消失, 此时薄膜电学性能较好, 说明TPA减少有利于提高薄膜的电学性能. 退火后金刚石相含量的增大、金刚石晶粒的完整性提高及TPA含量的大量减少有利于提高薄膜的电学性能. 关键词： 硼掺杂纳米金刚石薄膜 退火 微结构 电学性能     

真空磁场热处理温度对不同厚度的Ni88Cu12薄膜畴结构及磁性的影响

利用射频磁控共溅射方法,在Si衬底上制备了Ni88Cu12薄膜,并且研究了膜厚以及真空磁场热处理温度对畴结构和磁性的影响. X射线衍射结果表明热处理后的薄膜晶粒长大,扫描电子显微镜结果发现不同热处理温度下薄膜表现出不同的形貌特征.热处理前后的薄膜面内归一化磁滞回线结果显示,经过热处理的Ni88Cu12薄膜条纹畴形成的临界厚度降低,未热处理的Ni88Cu12薄膜在膜厚为210 nm时出现条纹畴结构,而经过300℃热处理的Ni88Cu12薄膜在膜厚为105 nm就出现了条纹畴结构.高频磁谱的结果表明,随着热处理温度的增加, Ni88Cu12薄膜的共振峰会有小范围的移动.