TiO2/SnO2复合氧化物的制备和光谱特性

为了研究TiO2/SnO2复合氧化物的光学特性,用胶体化学方法制备了以SnO2为内核的TiO2/SnO2复合氧化物,并且用紫外-可见光吸收光谱、X射线衍射和红外光谱对TiO2/SnO2复合氧化物的特性进行了分析.结果显示TiO2和TiO2/SnO2的能带宽度分别为4.13和3.86 eV,表现出量子尺寸效应;TiO2/SnO2在紫外区域具有宽的强吸收带.X射线衍射中TiO2的(110)衍射峰的位置移动了1.6°,强度也发生了变化;与TiO2红外光谱相比,TiO2/SnO2中Ti-O键的伸缩振动由500cm-1移到了656 cm-1,并有560 cm-1的肩峰,与吸附水相应的1650 cm-1附近的吸收峰和3420 cm-1的吸收峰均有所增加.     

菱面片层氧化镁的制备及晶格畸变与反常红外特性

以低品位白云石为原料采用二次酸浸、EDTA-氨水沉淀法制备前驱体Mg(OH)2,经煅烧得到菱面片层状多空隙结构的纳米MgO晶体.通过X射线衍射(XRD)、高分辨率扫描电镜(HRSEM) 及傅立叶红外光谱(FT-IR)等测试手段对所得产物的物相和形貌等进行了表征.分析表明:氧化镁为结晶良好、立方晶系,厚度约10～20 nm,最大面积可达1μm2左右的菱形纳米片层结构;XRD数据表明纳米氧化镁的微结构存在晶格畸变并导致XRD相位差发生变化;红外光谱表明,Mg-O键伸缩特征吸收峰向高波数方向移动(蓝移)了约84.82 cm-1,而弯曲特征吸收峰向低波数方向移动(红移)了约31.88 cm-1,并导致红外吸收光谱的宽频化.结合XRD数据分析结果和界面效应等物理现象讨论了反常红外吸收机理.     

快速退火对PLD法制备SnS薄膜结构和光学性质的影响

利用脉冲激光沉积(PLD)法在玻璃基片上室温生长SnS薄膜,并在Ar气保护下分别在200,300,400,500,600℃对薄膜进行快速退火处理。利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、原子力显微镜(AFM)、场发射扫描电子显微镜( FE-SEM)、紫外-可见-近红外分光光度计( UV-Vis-NIR)、Keithley 4200-SCS半导体参数分析仪研究了快速退火温度对SnS薄膜的晶体结构、表面形貌以及有关光学性质和电学性能的影响。所制备的SnS薄膜样品沿(111)晶面择优取向生长,退火温度为400℃时的薄膜结晶质量最好。薄膜均具有SnS特征拉曼峰。随着退火温度的升高,薄膜厚度逐渐减小,而平均颗粒尺寸逐渐增大。不同退火温度下的SnS薄膜在可见光范围内的吸收系数均为105 cm-1量级,400℃时退火薄膜的直接带隙为1.92 eV。随着退火温度从300℃升高到500℃,电阻率由1.85×104Ω·cm下降到14.97Ω·cm。     

非晶SiO_xN_y薄膜的红外吸收光谱研究

通过改变O和N含量研究了SiOxNy 薄膜中从 6 0 0到 16 0 0cm- 1 范围内的红外吸收谱特征。结果表明 ,起源于单一Si—O、Si—N键的吸收峰在 110 5和 86 5cm- 1 处 ;而随着薄膜中O或N含量的升高 ,位于单一键吸收峰的两侧出现因O—Si—O、N—Si—N的对称和反对称键吸收的左右肩 ;对O—Si—N ,其特征吸收峰位于 10 36和 85 6cm- 1 处。     

膜层厚度对蓝宝石衬底上生长的ITO薄膜性质的影响

采用磁控溅射的方法在蓝宝石衬底上制备了氧化铟锡(ITO)透明氧化物薄膜;研究了不同厚度薄膜的结构、光学和电学特性。经X射线衍射(XRD)测量,发现在蓝宝石衬底上生长的ITO薄膜呈现了较高的(222)择优取向;随着膜层厚度的增加,该衍射峰对应的2θ衍射角逐渐向大角度方向移动,同时该衍射峰的半峰全宽逐渐减小,平均晶粒尺寸增大。 经光学透射光谱测量,发现随着膜层厚度的增加,光学透过率逐渐减小。膜层厚度为0.2 μm时,可见光透过率超过80%,当膜层厚度为0.8 μm时,可见光透过率下降到60%。电学测量结果表明,随着膜层厚度的增加,薄膜电阻率逐渐减小。膜层厚度为0.2 μm时,电阻率为9×10^-4 Ω·cm, 膜层厚度为0.8 μm时,电阻率为5.5×10^-4 Ω·cm。     

寿山水坑石的透明度影响因素

采用红外光谱(IR)、X射线粉晶衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和差热分析(DTA)等测试,分别从地开石的有序度。矿物微形貌特征以及地开石中水的存在形式对水坑石透明度的影响因素进行了深入研究。红外光谱和XRD测试结果显示样品主要矿物组成为地开石。红外光谱中高频区3 704和3 621 cm-1两吸收峰的分裂程度和XRD图谱中2θ为19°~24°之间的衍射峰的分裂程度可表示地开石有序度,分别计算样品红外光谱中3 704和3 621 cm-1两吸收峰的强度比值(OI)及XRD图谱中(111)晶面衍射峰和(111)晶面衍射峰的分裂程度指数(DHI);计算结果表明这两个表征有序度的参数与透明度并无密切关系。扫描电镜测试结果显示地开石矿物晶体颗粒整体发育越均匀,晶体颗粒形态越相近、粒径大小越均一时,样品透明度越高,但晶体颗粒自身的结晶度、自形程度和粒径的绝对大小与透明度并无关系。差热分析测试结果表明水坑石的透明度与地开石晶体结构中结构水和吸附水的含量有关,结构水含量越接近理论值,样品晶体结构越完整,透明度越高;结构水的含量降低时,部分羟基缺失导致晶体结构完整性下降,结构单元层内部的电荷平衡被破坏,层间域中吸附更多水分子,吸附水在层间域中作为杂质分子存在,使样品的透明度下降。     

Sb_2Te_3热电薄膜的离子束溅射制备与表征

采用离子束溅射技术交替沉积Sb-Te-Sb多层薄膜后进行高真空热处理,直接制备Sb2Te3薄膜.利用X射线衍射(XRD)仪、霍尔系数测试仪、薄膜Seebeck系数测量系统对所制备的薄膜特性进行表征.XRD测量结果显示,薄膜的主要衍射峰与Sb2Te3标准衍射峰相同,在[101]/[012]晶向取向明显,存在较多的Te杂质峰;霍尔系数测试结果表明,薄膜为p型半导体薄膜,薄膜电阻率较低,其电导率接近于金属电导率,载流子浓度量级为1023cm-3,具有良好的电学性能;Seebeck系数测量结果显示,薄膜具有良好的热电性能,在不同条件下制备的薄膜的Seebeck系数在7.8—62μV/K范围;在所制备的薄膜中,退火时间为6h、退火温度为200℃的薄膜其Seebeck系数达到最大,约为62μV/K,且电阻率最小.     

氮气含量对硅基AlN薄膜结构及性能的影响

研究了直流磁控溅射法沉积AlN薄膜过程中氮气含量对AlN薄膜结构及性能的影响.实验结果表明:当真空腔的氩气含量较低时,薄膜呈非晶态,在红外波段的傅里叶变换光谱中没有明显的吸收峰,当氮气流量为75%时薄膜中出现明显的六方AlN(100)和AlN(110)衍射峰,在波数为670～700cm-1处有强烈的吸收峰;增加氮气含量,薄膜又呈现出非晶状态.薄膜的表面粗糙度和颗粒大小都随氮气含量的增加先增大后减小..     

磁控溅射法沉积SiN_x非晶薄膜的生长机制及结构分析

利用磁控溅射技术在单晶Si衬底上沉积了Six非晶薄膜.样品的傅里叶变换红外吸收光谱(FTIR)显示,SNx非晶薄膜在812～892 cm-1范围内存在一个较强的吸收谱带.该吸收谱带对应于Si-N-Si键的伸缩振动吸收(stretching vibration mode),其吸收峰峰位随着溅射功率的增大明显红移;但退火后,该吸收峰又逐渐蓝移.结合中心力模型和自由结合模型,分析了磁控溅射过程中Six非晶薄膜的生长机制和内部结构.研究认为,随着溅射功率的提高,薄膜中先后形成Si-N4四面体,Si-N-Si3,Si-N2-S2及Si-N3-Si等结构,这几种结构分别对应着Si-N-Si键的不同模式的振动吸收.随着退火温度的升高,分子热运动逐渐加剧,非晶SiNx薄膜发生相分离,生成Si3N4和Si纳米晶颗粒,因此,S-N-Si键的吸收峰逐渐向Si3N4的特征振动吸收峰位870 cm-1靠近.     

梧桐树叶吸附铜离子前后红外光谱分析比较

本文对吸附Cu2 前后梧桐树叶的红外光谱进行了分析比较.梧桐树叶的红外吸收光谱图主要由碳水化合物如木质素、纤维素等吸收带组成.1735cm-1和1615cm-1处的吸收峰是由C=O的伸缩振动引起的;1515cm-1的吸收峰是苯环的骨架振动峰,1243cm-1处是苯羟基中C-O的伸缩振动峰.1447cm-1处的吸收峰为CH3和CH2的不对称弯曲振动峰,1370cm-1处是甲基的弯曲振动峰.吸附Cu2 后,羧基的羰基峰(1735cm-1附近)向低波数移动1-2cm-1,酮羰基峰(1616cm-1附近)向高波数移动2-8cm-1;天然树叶1242cm-1处的吸收峰红移至1238cm-1处.红外光谱比较分析的结果表明吸附Cu2 后树叶的结构仍保持完整.     

铕掺杂类水滑石的发光性质及其选择性红外吸收

采用共沉淀法水热合成了稀土Eu掺杂的镁铝类水滑石层状化合物(MgAlEuCO₃-HTlcs)。探讨了溶液pH值、组分配比、陈化时间和温度对水滑石晶体结构的影响。利用XRD、FT-IR和荧光光谱对样品的组成和性质进行表征。XRD、FT-IR结果表明:当n(M²⁺):n(M³⁺)=3,n(Eu³⁺):[n(Al³⁺)+n(Eu³⁺)]=5%~50%,pH=10±0.1条件下进行多种离子共沉淀,并经100℃、12h水热处理后均可得到结晶好、纯度高的镁铝铕类水滑石;MgAlEuCO₃-HTlcs保持了水滑石的层状结构,在600~900cm^-1、1250~1350cm^-1和3420~3480cm^-1有红外吸收;荧光光谱测试发现掺杂稀土Eu³⁺离子的MgAlEuCO₃-HTlcs具有Eu³⁺的⁵D₀→⁷F_J特征光谱。稀土Eu³⁺成功地插层组装进入HTlcs层板,MgAlEuCO₃-HTlcs化合物是一种具有选择性红外吸收和红色发光性质的双功能材料。     

Optoelectronic properties of SnO_2 thin films sprayed at different deposition times

This article presents the elaboration of tin oxide(SnO_2) thin films on glass substrates by using a home-made spray pyrolysis system. Effects of film thickness on the structural, optical, and electrical film properties are investigated. The films are characterized by several techniques such as x-ray diffraction(XRD), atomic force microscopy(AFM), ultravioletvisible(UV–Vis) transmission, and four-probe point measurements, and the results suggest that the prepared films are uniform and well adherent to the substrates. X-ray diffraction(XRD) patterns show that SnO_2 film is of polycrystal with cassiterite tetragonal crystal structure and a preferential orientation along the(110) plane. The calculated grain sizes are in a range from 32.93 nm to 56.88 nm. Optical transmittance spectra of the films show that their high transparency average transmittances are greater than 65% in the visible region. The optical gaps of SnO_2 thin films are found to be in a range of 3.64 e V–3.94 e V. Figures of merit for SnO_2 thin films reveal that their maximum value is about 1.15 × 10-4-1?atλ = 550 nm. Moreover, the measured electrical resistivity at room temperature is on the order of 10-2?·cm.     

激光辐照对热退火金属/掺氟二氧化锡透明导电薄膜光电性能的影响

采用532 nm纳秒脉冲激光对热退火的铝(Al)/掺氟二氧化锡(FTO)、铜(Cu)/FTO和银(Ag)/FTO三种双层复合薄膜表面分别进行处理, 结果显示薄膜样品的光电性能都得到提高.其中, 热退火Ag/FTO薄膜的平均透光率(400–800 nm)增幅最大, 从72.6%提高到80.5%, 主要是由于其表面产生了具有减反增透作用的光栅结构.激光辐照后热退火Ag/FTO薄膜的导电性也略有提高, 其方块电阻从5.6 Ω/sq下降到5.3 Ω/sq, 原因主要是激光辐照的热效应造成的退火作用使薄膜的晶粒尺寸增大, 减少了晶界散射而使载流子迁移率提高.计算结果显示, 激光辐照后热退火Ag/FTO薄膜的品质因子从0.73×10^-2Ω^-1增大为2.16×10^-2Ω^-1, 表明其综合光电性能得到显著提高.激光辐照可同步实现薄膜表面光栅结构的制备和附加退火作用, 这为金属层复合透明导电薄膜光电性能的综合优化提供了新的思路.     

衬底温度对ZnO薄膜的结构和光学特性的影响

利用等离子体辅助分子束外延(P-MBE)设备在蓝宝石衬底上通过改变生长温度,制备了不同的ZnO样品.研究了衬底温度对ZnO的结构、光学和电学性质的影响.样品的晶体结构利用X射线衍射谱进行表征.X射线衍射谱表明,所有的ZnO样品都是(002)取向的六角纤锌矿结构.随着生长温度的升高,X射线的(002)衍射峰的半峰全宽逐渐...     

铟锡氧化物薄膜表面等离子体损耗降低的研究

本文采用直流磁控溅射方法在普通浮法玻璃基底上制备了立方多晶铁锰矿结构的铟锡氧化物(indium tin oxide, ITO)薄膜,并对其进行了结晶性、表面粗糙度、紫外-可见吸收光谱、折射率、介电常数及霍尔效应的测试.研究了溅射时基底温度的改变对于ITO薄膜的光电、表面等离子体性质的影响.随着基底温度由100?C升高至500?C,其光学带隙(3.64—3.97eV)展宽,减少了电子带间跃迁的概率,有效降低了ITO薄膜的光学损耗.与此同时,对应ITO薄膜的载流子浓度(4.1×10~(20)-—2.48×10~(21)cm~(-3))与迁移率(24.6—32.2 cm~2·V~(-1)·s~(-1))得到提高,电学损耗明显降低.     

新型透明导电薄膜ErF3掺杂In2 O3的研制

利用电子束沉积技术首次制备了氟化铒 (ErF₃) 掺杂的氧化铟(In₂O₃)透明导电薄膜(IEFO),研究了薄膜的晶体结构、光学特性和电学特性。利用原子力显微镜测试了不同厚度薄膜的形貌,初步研究了薄膜的生长过程。研究发现:IEFO薄膜为多晶结构,Er原子的掺入改变了薄膜的优势生长方向,使薄膜在(211)、(222)、(444)3个方向上的生长趋势基本相同。 薄膜电阻率为1.265×10^-3 Ω·cm,电子迁移率为45.76 cm²·V^-1·s^-1,电子浓度为1.197×10²⁰ cm^-3,在380~780 nm范围内的可见光平均透过率为81%。     

氦氢离子协同注入对锆膜形貌及物相结构的影响

 采用磁控溅射法制备了Zr-Mo膜，随后在低能静电加速器上分别采用剂量为2.80×10¹⁷~1.12 ×10¹⁸ions·cm^-2的He⁺、H⁺离子辐照Zr-Mo膜，利用光学透镜、扫描电镜、原子力显微镜和X射线衍射研究He⁺、H⁺离子协同注入效应对Zr-Mo膜微观结构的影响。实验结果表明：原始Zr-Mo膜表层晶粒清晰可见，尺寸约为200nm；辐照效应可导致Zr-Mo膜表层产生微观损伤区域，在注He⁺基础上注H⁺导致Zr-Mo膜出现更为严重的损伤现象；离子注入的表面溅射效应可使膜面晶粒边界逐渐刻蚀退让，导致膜面更加光滑、细致；He⁺、H⁺ 离子协同注入可使Zr-Mo膜晶格发生畸变，注入期间未使Zr-Mo膜发生吸H相变生成氢化物。     

MgO(111)衬底MgB2 超薄膜的制备和性质研究

利用混合物理化学气相沉积法(HPCVD)在MgO(111)衬底上制备了干净的MgB₂超导超薄膜. 在背景气体压强, 载气氢气流量以及沉积时间一定的情况下, 改变B₂H₆的流量, 制备得到不同厚度系列的MgB₂超导薄膜样品, 并测量了其超导转变温度 T_c, 临界电流密度J_c等临界参量. 该系列超导薄膜沿c轴外延生长, 表面具有良好的连接性, 且有很高的超导转变温度T_c(0) ≈ 35-38 K和很小的剩余电阻率ρ(42 K) ≈ 1.8-20.3 μΩ·cm^-1. 随着膜厚的减小而减小, 临界温度变低, 而剩余电阻率变大. 其中20 nm的样品在零磁场, 5K时的临界电流密度J_c ≈ 2.3×10⁷ A/cm². 表明了利用HPCVD在MgO(111)衬底上制备的MgB₂超薄膜有很好的性能, 预示了其在超导电子器件中广阔的应用前景. 关键词： MgO(111)衬底 2超薄膜')" href="#">MgB₂超薄膜 混合物理化学气相沉积     

膜厚对射频磁控溅射法制备的SnS薄膜结构和光学性质的影响

利用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备SnS薄膜,用X射线衍射(XRD)、能谱仪(EDS)、原子力显微镜(AFM)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)分别对所制备的薄膜晶体结构、组分、表面形貌、厚度、反射率和透过率进行表征分析。研究结果表明:薄膜厚度的增加有利于改善薄膜的结晶质量和组分配比,晶粒尺寸和颗粒尺寸随着厚度的增加而变大。样品的折射率在1 500~2 500 nm波长范围内随着薄膜厚度的增加而增大。样品在可见光区域吸收强烈,吸收系数达10⁵ cm^-1量级。禁带宽度在薄膜厚度增加到1 042 nm时为1.57 eV,接近于太阳电池材料的的最佳光学带隙(1.5 eV)。     

C+注入a-SiNx：H薄膜的微结构及光发射的研究

常温下对低压化学气相沉积制备的纳米硅镶嵌结构的a-SiN_x:H薄膜进行低能量高剂量的C⁺注入后,在800~1200℃高温进行常规退火处理。X射线光电子能谱(XPS)及X射线光电子衍射(XRD)等实验结果表明,当退火温度由800℃升高到1200℃后,薄膜部分结构由SiC_xN_y转变成SiN_x和SiC的混合结构。低温下利用真空紫外光激发,获得分别来自于SiN_x、SiC_xN_y、SiC的,位于2.95,2.58,2.29 eV的光致发光光谱。随着退火温度的升高,薄膜的结构发生了变化,发光光谱也有相应的改变。