微波ECR等离子体增强磁控溅射制备SiNx薄膜及其性能分析

利用微波ECR磁控反应溅射法在室温下制备无氢SiN_x薄膜.通过傅里叶红外光谱 、X射线电子谱、膜厚仪、纳米硬度仪、原子力显微镜等分析手段，分析了N₂流 量、Si靶溅射功率等实验参数对SiN_x薄膜结构、化学配比以及机械性质的影响. 结果表明，SiN_x薄膜中Si-N结构、化学配比及机械性质与等离子体中的Si元素 含量关系密切，随着N₂流量的增加或者Si靶溅射功率的降低，等离子体中的Si 元素含量降低，SiN_x薄膜结构、化学配比及硬度发生变化，红外光谱发生偏移 ，硬度下降，沉积速率降低. 关键词： x')" href="#">SiN_x 磁控溅射 傅里叶变换红外吸收光谱 X射线电子谱     

Au/SiO2纳米多层薄膜的制备及其性质表征

利用多靶磁控溅射技术制备了Au/SiO₂纳米颗粒分散氧化物多层复合薄膜.研究了在保持Au单层颗粒膜沉积时间一定时薄膜厚度一定、变化SiO₂的沉积时间及SiO₂的沉积时间一定而改变薄膜厚度时，多层薄膜在薄膜厚度方向的微观结构对吸收光谱的影响.研究结果表明：具有纳米层状结构的Au/SiO₂多层薄膜在560 nm波长附近有明显的表面等离子共振吸收峰，吸收峰的强度随Au颗粒的浓度增加而增强，在Au颗粒浓度相同的情况下，复合薄膜 关键词： 2纳米复合薄膜')" href="#">Au/SiO₂纳米复合薄膜 多靶磁控溅射 吸收光谱 有效介质理论     

低温氮化硅薄膜的介电性能研究

研究了微波电子回旋共振等离子体化学汽相沉积低温氮化硅薄膜在5—10⁶Hz频率范围内的介电性能．由于低温氮化硅薄膜为具有分形结构的纳米非晶薄膜，致使氮化硅薄膜的介电谱、损耗谱在低频区和高频区具有两种不同的分布规律．在低频区介电谱具有ε′∝ω^n－1₁的关系，ｎ₁在0.82—0.88之间，是电子跳跃导电的结果；在高频区介电谱具有ε′∝ω^n-1₂的关系，n₂在0 关键词：     

Au/SiO2纳米复合薄膜的微结构及光吸收特性研究

用多靶磁控溅射技术制备了Au/SiO₂纳米多层薄膜.利用透射电子显微镜以及吸 收光谱对Au/SiO₂复合薄膜的微观结构、表面形貌及光学性能进行了表征和测试 .研究结果表明：单层Au/SiO₂薄膜中Au沉积时间小于10s时，分散在SiO_{2< /sub>中的Au颗粒随Au的沉积时间的延长而增大；当沉积时间超过10s后，Au颗粒的尺寸几乎 不随沉积时间变化，但Au颗粒的形状由网络状结构变为薄膜状结构.［Au(t1关键词： 尺寸效应 纳米复合薄膜 吸收光谱 有效媒质理论}     

WO3/Pt复合薄膜的制备及其光电催化性能

导电玻璃作为基底水热法生长了WO₃纳米棒,通过电沉积法改变沉积Pt的时间(40 s,80 s,120 s),以WO₃纳米棒为基底沉积得到不同的WO₃/Pt复合薄膜样品。通过X射线衍射分析和扫描电子显微镜等测试手段将WO₃纳米棒薄膜和WO₃/Pt复合薄膜样品进行表征。结果表明成功制备了WO₃/Pt复合薄膜样品。漫反射结果显示WO₃/Pt复合薄膜与WO₃薄膜相比具有更强的光吸收。交流阻抗谱显示WO₃/Pt复合薄膜与WO₃纳米棒薄膜相比增强了电荷转移效率。利用光电流、光电催化对WO₃/Pt复合薄膜进行光电性能测试,结果表明WO₃/Pt复合薄膜相较于单一WO₃薄膜光电流活性更高和光电催化活性更强,并且沉积时间为80 s的WO₃/Pt复合薄膜显示最为优异的光电流和光电催化性能。同时,沉积时间为80 s的WO₃/Pt复合薄膜的光电催化性能优于其光催化和电催化性能。     

镶嵌在氧化硅薄膜中纳米晶硅的可见光荧光谱与发光机制的研究

采用对非晶氧化硅薄膜退火处理方法，获得纳米晶硅与氧化硅的镶嵌结构．室温下观察到峰位为2.40eV光致发光．系统地研究了不同退火温度对薄膜的Raman谱、光荧光谱及光电子谱的影响．结果表明，荧光谱可分成两个不随温度变化的峰位为1.86和2.30eV的发光带．Si2p能级光电子谱表明与发光强度一样Si⁴⁺强度随退火温度增加而增加．Si平均晶粒大小为4.1—8.0nm，不能用量子限制模型解释蓝绿光的发射．纳米晶硅与SiO₂界面或SiO₂中与氧有关的缺陷可能是蓝绿光发射的主要原因 关键词：     

氮化硅薄膜中纳米非晶硅颗粒的键合结构及光致发光

采用螺旋波等离子体化学气相沉积技术以N₂/SiH₄/H₂为反应气体制备了镶嵌有纳米非晶硅颗粒的氢化氮化硅薄膜,通过改变N₂流量实现了薄膜从红到蓝绿的可调谐光致发光.傅里叶红外透射和紫外-可见光吸收特性分析表明,所生长薄膜具有较高的氢含量,N₂流量增加使氢的键合结构发生变化,非晶硅颗粒尺寸减小,所对应的薄膜的光学带隙逐渐增加和微观结构有序度减小.可调光致发光(PL)主要来源于纳米硅颗粒的量子限制效应发光,随N₂流量增加,PL的谱线展宽并逐渐增强. 关键词： 傅里叶红外透射谱 光吸收谱 纳米硅粒子镶嵌薄膜 光致发光     

纳米VO2/ZnO复合薄膜的热致变色特性研究

为提高VO₂薄膜的热致变色性能,采用纳米结构和复合结构二者相结合的方法,通过磁控溅射技术先在玻璃衬底上制备高(002)取向ZnO薄膜,再在ZnO层上室温沉积钒金属薄膜,最后经热氧化处理获得纳米结构VO₂/ZnO复合薄膜.利用变温拉曼光谱观察分析了VO₂/ZnO薄膜相变前后的晶格畸变和键态的演变过程,讨论了薄膜的结构与热致红外开关特性和相变温度的内在关系.结果显示,与相同条件获得的同厚度的单层VO₂薄膜相比,纳米VO关键词： ZnO 2')" href="#">VO₂ 纳米复合薄膜 热致变色 拉曼光谱     

Al2O3薄膜/纳米Ag颗粒复合结构的光吸收谱及增强Raman散射光谱研究

Al₂O₃介质薄膜与纳米Ag颗粒构成的复合结构,被应用于表面增强Raman散射探测实验中,其中Al₂O₃介质薄膜对纳米Ag颗粒的吸收谱及增强Raman散射光谱的影响被特别关注.该复合结构的光学特性表征出纳米Ag颗粒的偶极振荡特性.从光吸收谱中可以看到,其共振吸收谱随Al₂O₃介质薄膜厚度增加而在整个谱域上发生红移,表明纳米Ag颗粒的周围介电常数随Al₂O₃介质薄膜厚度的增加而增大.采用罗丹明6G作为探针原子,6个Raman特征峰的平均增益值作为表征表面增强Raman散射衬底增益程度的量度.实验结果表明,Al₂O₃介质薄膜层的引入提高了纳米Ag颗粒的衬底介电常数,并引起了散射共振的增强,从而使表面增强Raman散射强度提高. 关键词： 纳米Ag薄膜 共振吸收 表面增强Raman散射 介电常数     

金属纳米团簇复合薄膜Au/BaTiO3与Fe/BaTiO3的PLD制备及其光吸收特征

用脉冲激光沉积技术制备了掺杂纳米金属颗粒Au或Fe的BaTiO₃复合薄膜.用透射电子显微镜和x射线光电子能谱表征了金属颗粒的形态和化学态.330—800nm范围的吸收谱研究表明，掺Au颗粒的BaTiO₃薄膜在580nm附近有一个明显的共振吸收峰，而掺Fe颗粒的BaTiO₃薄膜没有这样的吸收峰.用Mie散射理论对结果进行了分析. 关键词： 复合薄膜 金属颗粒 脉冲激光沉积 吸收谱     

磷掺杂纳米硅薄膜的研制

用PECVD薄膜沉积方法,成功地制备了磷掺杂纳米硅(nc-Si:H(P))薄膜.用扫描隧道电镜(STM)、Raman散射、傅里叶变换红外吸收(FTIR)谱、电子自旋共振(ESR)、共振核反应(RNR)技术对掺磷纳米硅进行了结构分析,确认了样品的微结构为纳米相结构.掺磷后膜中纳米晶粒的平均尺寸d减小,一般在25—45nm之间,且排列更加有序.掺磷nc-Si:H膜具有较高的光吸收系数,光学带隙在173—178eV之间,和本征nc-Si:H相同.掺杂nc-Si:H薄膜电导率在10^-1关键词：     

一种纳米硅薄膜的传导机制

基于对实验和理论的分析，提出一种异质结量子点隧穿（HQD）模型，并导出了纳米硅薄膜电导率完整的表达式．其主要思想是，纳米硅薄膜中的微晶粒（几个纳米大小）具有量子点特征，在微晶粒与界面之间由于两者能隙的差异构成晶间势垒，这类似于多晶硅中经常使用的晶间势垒模型（GBT）．考虑到量子点中的单电子隧穿特征，认为纳米硅薄膜中的电传导是由微晶粒中电子弹道式输运与单电子越过势垒的隧穿构成的．这就是HQD模型的主要内容，理论结果与实验相符 关键词：     

a-Si ∶H/SiO2多量子阱材料制备及其光学性能和微结构研究

利用等离子体增强化学气相沉积技术制备了a-Si ∶H/SiO₂多量子阱结构材料.对a-Si ∶H/SiO₂多量子阱样品分别进行了3种不同的热处理,其中样品经1100 ℃高温退火可获得尺寸可控的nc-Si:H/SiO₂量子点超晶格结构,其尺寸与非晶硅子层厚度相当.比较了a-Si ∶H/SiO₂多量子阱材料与相同制备工艺条件下a-Si ∶H材料的吸收系数,在紫外/可见短波段前者的吸收系数明显增大,光学吸收边蓝移,说明该材料 关键词： 多量子阱 量子限制效应 光学吸收 能带结构     

FABRICATION AND CHARACTERIZATION OF THE SIZE-CONTROLLED AND PATTERNED nc-Si DOTS

A new method of phase-modulated excimer laser crystallization is adopted to fabricate the patterned nanometer-sized crystalline silicon (nc-Si) dots within the sandwiched structure (a-SiN_x:H/a-Si:H/a-SiN_x:H) films. The results of transmission electron microscopy, electron diffraction and Raman scattering show the ultra-thin and single-layer nc-Si films were patterned in the lateral direction and the size of crystallites is controlled by the thickness of as-deposited a-Si film in the longitudinal direction. The effects of the laser energy density on the structures of the samples and the crystallization mechanism are discussed.     

nc-Si/SiO2多层膜的制备及蓝光发射

在等离子体增强化学气相淀积(PECVD)系统中，采用a-Si∶H层淀积与原位等离子体氧化相结合的逐层生长的方法成功制备出a-Si∶H/SiO2多层膜 (ML)；利用限制性结晶原理通过两步退火处理使a-Si∶H层晶化获得尺寸可控的nc-Si/SiO2 ML，并观察到室温下的蓝光发射；结合Raman散射和剖面透射电子显微镜技术分析了nc-Si/SiO2 ML的结构特性；通过对晶化样品光致发光谱和紫外-可见光吸收谱的研究，探讨了蓝光发射的起源. 关键词： 纳米硅多层膜 等离子体氧化 蓝光发射 热退火     

(n)nc-Si：H/(p)c-Si异质结中载流子输运性质的研究

采用常规等离子体增强化学气相沉积工艺,以高H₂稀释的SiH₄作为反应气体源和PH₃作为磷原子的掺杂剂,在p型(100)单晶硅((p)c-Si)衬底上, 成功地生长了施主掺杂型纳米硅膜((n)nc-Si:H),进而制备了(n)nc-Si:H/(p)c-Si异质结,并在230—420Ｋ温度范围内实验研究了该异质结的Ｉ-Ｖ特性.结果表明,(n)nc-Si:H/(p)c- Si异质结为一典型的突变异质结构,具有良好的温度稳定性和整流特性.正向偏压下 关键词： (n)nc-Si:H/(p)c-Si异质结 能带模型 电流输运机构 温度特性     

Influence of deposition pressure on structural, optical and electrical properties of nc-Si:H films deposited by HW-CVD

Hydrogenated nanocrystalline silicon (nc-Si:H) thin films were deposited using HW-CVD technique at various deposition pressures. Characterisation of these films from Raman spectroscopy revealed that nc-Si:H thin films consist of a mixture of two phases, crystalline phase and amorphous phase containing small Si crystals embedded therein. We observed increase in crystallinity in the films with increase in deposition pressure whereas the size of Si nanocrystals was found ∼2 nm over the entire range of deposition pressure studied. The FTIR spectroscopic analysis showed that with increasing deposition pressure the predominant hydrogen bonding in the films shifts from, Si-H to Si-H₂ and (Si-H₂)_n complexes and the hydrogen content in the films was found in the range 6.2-9.3 at% over the entire range of deposition pressure studied. The photo and dark conductivities results also indicate that the films deposited with increasing deposition pressure get structurally modified. It has been found that the optical energy gap range was between 1.72 and 2.1 eV with static refractive index between 2.85 and 3.24. From the present study it has been concluded that the deposition pressure is a key process parameter to induce the crystallinity in the Si:H thin films using HW-CVD.     

纳米硅薄膜的生长动力学与计算机模拟

氢化纳米硅(nc-Si:H)薄膜由于其具有奇异的结构和独特的性质,而引起广泛的关注.本文在等离子体增强化学气相淀积(PECVD)系统中,以高纯H₂高度稀释SiH₄为反应气体源,在射频和直流双重功率源的激励下制备成功具有纳米结构的nc-Si:H薄膜.利用高分辨率电子显微镜(HREM)、Raman散射谱(RSS)、扫描隧道电子显微镜(STM)等实验技术对nc-Si:H薄膜样品作了研究.基于对薄膜制备过程的动力学分析,提出nc-Si:H薄膜的分形生长模型:扩散与反应限 关键词：     

不同CHF3/CH4流量比下沉积a-C∶F∶H薄膜键结构的红外分析

通过微波电子回旋共振等离子体化学气相沉积方法使用CH₄/CHF₃源气体制备a-C∶F∶H薄膜.红外结果表明,a-C∶F∶H薄膜随着流量比R=[CHF₃]/[CHF₃]+[CH₄])的变化存在结构上的演变,R<64%时,薄膜主要是以类金刚石(DLC)特征的结构为主;当R>64%时,薄膜表现为一个类聚四氟乙烯(PTFE)的结构,结构单体主要为CF₂.同时这种结构上的变化影响着薄膜 关键词： a-C∶F∶H薄膜 傅里叶变换红外光谱 紫外可见光谱     

Modulating microstructure and optical properties of hydrogenated nanocrystalline silicon photovoltaic materials prepared under hydrogen diluted silane PECVD by various DC bias

Hydrogenated nanocrystalline silicon (nc-Si:H) thin films were fabricated by plasma enhanced chemical vapor deposition under the various negative substrate bias voltages with hydrogen as a diluent of silane. The microstructure and optical properties of nc-Si:H thin films were studied by Raman scattering spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy, and optical transmission spectroscopy. Raman spectra and XRD pattern reveal that applying negative bias voltages at the moderate level favors the enhancement of crystalline volume fraction, increase of crystallite sizes and decrease of residual stress. We also demonstrated that the negative direct current bias can be used to modulate the volume fraction of voids, refractive index, absorption coefficient, compactness and ordered degree of nc-Si:H films. It is found that the film deposited at −80 V shows not only high crystallinity, size of crystallite, and static index n₀ but also low residual stress and volume fraction of voids. Furthermore, the microstructural evolution mechanism of nc-Si:H thin films prepared at different bias voltages is tentatively explored.