基片温度与氧分压对磁控溅射制备氧化钒薄膜的影响

采用磁控溅射工艺制备了V₂O₅薄膜.通过改变制备工艺中基片温度和氧分压两个条件，研究了薄膜的晶相组成、表观形貌以及氧化物中钒和氧元素的化合价态.当基片温度升高时，V₂O₅薄膜中颗粒结晶由细长针状转变为平行于基片的片状，V⁵⁺状态保持不变，但723 K时氧结合能向高键能态移动.氧分压较低时，薄膜表面有部分V⁴⁺态存在，但存在较多的高键能氧，此时薄膜中晶粒尺寸较小.随着氧分压的提 关键词： 氧化钒 磁控溅射 相变薄膜 X射线光电子能谱     

TiO薄膜的制备及电输运性质

利用磁控溅射技术,通过改变氧分压在MgO (001)单晶基片上外延生长了一系列TiO薄膜,并对薄膜的结构、价态和电输运性质进行了系统研究. X射线衍射结果表明,所制备的薄膜具有岩盐结构,沿[001]晶向外延生长. X射线光电子能谱结果表明,薄膜中Ti元素主要以二价形式存在.所有样品均具有负的电阻温度系数,高氧分压下制备的薄膜表现出绝缘体的导电性质,低温下电阻与温度的关系遵从变程跳跃导电规律.低氧分压下制备的薄膜具有金属导电性质,并具有超导电性,超导转变温度最高可达3.05 K.所有样品均具有较高的载流子浓度,随着氧分压的降低,薄膜的载流子类型由电子主导转变为空穴主导.氧含量的降低可能加强了TiO中Ti—Ti键的作用,从而使低氧分压下制备的样品显现出与金属Ti相似的电输运性质,薄膜超导转变温度的提升可能与晶体结构或电子结构突变相关联.     

氧空位对钴掺杂氧化锌半导体磁性能的影响

从实验和理论上阐述了氧空位对Co掺杂ZnO半导体磁性能的影响.采用磁控溅射法在不同的氧分压下制备了Zn_095Co_005O薄膜,研究了氧分压对薄膜磁性能的影响.实验结果表明,高真空条件下制备的Zn_095Co_005O薄膜具有室温铁磁性,提高氧分压后制备的薄膜铁磁性逐渐消失.第一性原理计算表明,在Co掺杂ZnO体系中引入氧空位有利于降低铁磁态的能量,铁磁态的稳定性与氧空位和Co之间的距离密切相关. 关键词： Co掺杂ZnO 稀磁半导体 第一性原理计算 氧空位缺陷     

非晶态WO3薄膜电致变色特性的研究

采用射频溅射三氧化钨粉末靶的技术，在不同的氧分压条件下沉积得到非晶态WO3电致变色薄膜，分析得知氧分压为1∶10的样品变色性能更好些.采用x射线衍射(XRD)，原子力显微镜(AFM)，伏安特性曲线和分光光度计分析所制备薄膜的特性.将薄膜在15mol/L的LiClO4的丙稀碳酸脂（PC）溶液进行电化学反应.发现氧分压在1∶10的情况下沉积得到的薄膜呈非晶态，薄膜有较多的孔隙，这有利于Li+的抽取，进而显示出很好的变色性能.x射线光电子能谱(XPS)成分分析表明WO3薄膜在原态中只有W和O两种原子电色反应后 关键词： 三氧化钨薄膜 非晶 射频溅射 电致变色     

镧氧薄膜表面均一性研究

利用脉冲激光沉积装置在钼筒上沉积镧氧膜,通过俄歇能谱仪确定其表面成分并进行定量分析,结合扫描电镜对薄膜进行形貌观察和能谱分析。实验结果表明,本方法制备的薄膜污染小,表面不同区域成分均匀分布,发射性能测量后薄膜均一性保持良好。综合实验证明激光沉积能够制备均一性良好的镧氧薄膜。     

甚高频等离子体增强化学气相沉积法沉积μc-Si∶H薄膜中氧污染的初步研究

对不同的本底真空条件下,采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术沉积的氢化微晶硅（μc_Si∶H）薄膜中的氧污染问题进行了比较研究.对不同氧污染条件下制备的薄膜样品的x射线光电子能谱与傅里叶变换红外吸收光谱测量结果表明：μc_Si∶H薄膜中,氧以Si—O，O—O和O—H三种不同的键合模式存在,不同的键合模式源自不同的物理机理.μc_Si∶H薄膜的Raman光谱、电导率与激活能的测量结果进一步显示：沉积过程中氧污染程度的不同,对μc_Si∶H薄膜的结构特性与电学特性产生显著影响；而不同氧污染对μc_Si∶H薄膜电学特性的影响不同于氢化非晶硅（a_Si:H）薄膜. 关键词： 氢化微晶硅薄膜 甚高频等离子体增强化学气相沉积 氧污染     

钙钛矿结构La0.7Ca0.3MnO3-δ外延薄膜中氧的扩散

利用脉冲激光淀积方法，我们制备了外延La0．7Ca0．3MnO3-δ薄膜．实验发现，在30Pa氧分压下制备的薄膜晶格中仅有少量氧空位．可以通过高真空条件下的热处理(热处理温度为780℃)减少样品晶格中的氧含量．室温x射线衍射分析表明，在780℃通过高真空热处理的La0．7Ca0．3MnO3-δ外延薄膜结构不发生改变．通过延长高真空热处理时间可以逐渐减少外延薄膜样品晶格中的氧含量，这反映在样品晶格常数有系统变化及样品绝缘体-金属(I-M)转变温度降低．对样品电阻率．温度曲线的拟合表明，样品晶格中的氧含量是均匀的，这与X射线衍射分析的结果是一致的．通过长时间高真空条件下的热处理可以使样品的I-M转变温度低于10K，而短时间氧气氛中的充氧热处理可以使转变温度回复．这说明样品晶格中的氧扩散出和充入是有区别的．在同一外延薄膜样品可以反复通过高真空条件下的高温脱氧热处理和充氧热处理来改变样品中氧含量，这将方便于将薄膜性能与氧含量的关系进行比较、分析和讨论．     

二氧化钒薄膜的低温制备及其性能研究

针对VO₂薄膜在微测辐射热计上的应用，采用射频反应溅射法，在室温下制备氧化钒薄膜；研究了氧分压对薄膜沉积速率、电学性质及成分的影响.通过调节氧分压，先获得成分接近VO₂的非晶化薄膜，再在400℃空气中氧化退火，便可制得高电阻温度系数，低电阻率的VO₂薄膜，电阻温度系数约为-4%/℃，薄膜方块电阻为R_□为100—300kΩ；薄膜在室温下沉积，400℃下退火的制备方法与微机电加工(micro electromechanic 关键词： 二氧化钒 电阻温度系数 氧分压 射频反应溅射法     

氧分压对ZrO2薄膜激光损伤阈值的影响

 在不同的氧分压下用电子束热蒸发的方法制备了ZrO₂薄膜。分别通过X射线衍射、光学光谱、热透镜技术、抗激光辐照等测试，对所制备样品的微结构、折射率、吸收率及激光损伤阈值进行了测量。实验结果表明，薄膜中晶粒主要是四方相为主的多晶结构，并且随着氧分压的增加，结晶度、折射率以及弱吸收均逐渐降低。薄膜的激光损伤阈值开始随着氧分压增加从18.5J/cm²逐渐增加，氧分压为9×10^-3Pa时达到最大，值为26.7 J/cm²，氧分压再增加时则又降低到17.5 J/cm²。由此可见，氧分压引起的薄膜微结构变化是ZrO₂薄膜激光损伤阈值变化的主要原因。     

氮化钛薄膜的光学性能分析

利用磁控溅射法，在不同的工艺条件下制备氮化钛薄膜。详细分析了不同工艺条件下薄膜的光谱选择特性以及相应的光学常数，通过俄歇电子能谱对薄膜的不同深度的元素成分进行了分析，由原子力显微镜测量并处理得到氮化钛薄膜的表面形貌图。结果表明，氮化钛薄膜的光学性能严格依赖于氮和钛原子数比，符合化学计量比的TiN薄膜具有良好的光谱选择性。基底加负偏压溅射可进一步改善薄膜的性能。     

Ni-Zn铁氧体薄膜的结构和磁性

采用交替溅射方法制备了Ni_Zn铁氧体薄膜，并研究了薄膜成分和制 备条件例如热处理温度、氧分压、膜厚、衬底层等因素对Ni_Zn铁氧体薄膜的影响.实验表明沉积态薄膜为非晶态，经大气中不同温度热处理后得到了尖晶石结构，其主峰为(311)峰 .另外，通过不同条件对Ni_Zn铁氧体薄膜的研究，找到了合适的Ni_Zn铁氧体薄膜的制备条件. 关键词： 薄膜 Ni_Zn铁氧体 交替溅射     

CeO2/Nb2O5界面效应对提高CeO2氧敏特性的XPS研究

用射频/直流磁控溅射法制备了CeO₂/Nb₂O₅双层氧敏薄膜，利用X射线光电子能谱(XPS)，描述并解释了单层CeO₂薄膜中氧随温度变化的动力学行为，以及CeO₂/Nb₂O₅薄膜界面对氧敏特性的影响.通过对Ce3d XPS谱的高斯拟合，计算了Ce³⁺浓度并给出了判定Ce⁴⁺还原的标志.结果表明，界面效应可以提高CeO₂/Nb₂O₅薄膜中Ce⁴⁺的还原能力，使之远远高于单层CeO₂薄膜，这对薄膜的氧敏特性是极为有利的. 关键词：     

磁控溅射制备纳米TiO2半导体薄膜的工艺研究与光谱分析

通过射频反应磁控溅射在玻璃基片上制备TiO2薄膜。采用X射线衍射仪和Raman光谱仪研究退火温度对薄膜晶体结构的影响;还探讨了磁控溅射氧分压对薄膜性能的影响。结果表明：磁控溅射制备的薄膜在不同温度下退火。300℃退火时薄膜没有结晶;400℃退火出现锐钛矿结构;500℃退火后薄膜锐钛矿结构更完善,（101）方向开始优先生长,是因为锐钛矿结构更完整。随着退火温度的升高晶粒长大拉曼光谱出现红移,拉曼光谱所反应的锐钛矿信息增强,500℃退火时197cm-1出现了Eg振动模式。和标准的单晶TiO2体材料相比,拉曼峰位置都略有红移是纳米量子尺寸效应造成的。氩氧比分别为9∶1、7∶3和6∶4溅射制备的薄膜通过400℃退火后的XRD衍射谱没有明显的区别,但拉曼光谱显示氩氧比为7∶3时结晶要完善些。     

氧分压对电子束蒸发SiO2薄膜机械性质和光学性质的影响

采用ZYGO MarkⅢ-GPI数字波面干涉仪、NamoScopeⅢa型原子力显微镜对不同氧分压下电子束蒸发方法制备的SiO₂薄膜中的残余应力及表面形貌进行了研究, 结果发现：随着氧分压的增大, 薄膜中的压应力值逐渐减小, 最后变为张应力状态; 同时薄膜的表面粗糙度也随着氧分压的增大而逐渐增大. 另外, 折射率对氧分压也非常敏感, 随着氧分压的增大呈现出了减小的趋势. 这些现象主要是由于氧分压的改变使得SiO₂薄膜结构发生了变化引起的.     

二次离子质谱深度剖面分析氢化微晶硅薄膜中的氧污染

运用二次离子质谱研究了甚高频等离子体增强化学气相沉积制备的不同硅烷浓度和功率条件下薄膜中的氧污染情况.结果发现：薄膜中的氧含量随硅烷浓度和功率的变化而改变.制备的微晶硅薄膜，晶化程度越高薄膜中的氧含量相对越多.另外，不同本底真空中的氧污染实验结果表明：微晶硅材料中的氧含量与本底真空有很大的关系，因此要制备高质量的微晶硅材料，高的本底真空是必要条件. 关键词： 甚高频等离子体增强化学气相沉积 二次离子质谱 氧污染     

氧化钙薄膜中缺陷诱导的高居里温度铁磁性研究

通过脉冲激光沉积在(111) 取向钇稳定的氧化锆(YSZ) 衬底上制备了氧化钙(CaO) 薄膜. 室温下磁滞回线的实验观测数据表明 CaO 薄膜具有明显的铁磁性. X 射线衍射和 X 射线光电子能谱分析表明,CaO 薄膜为(111) 取向, 没有杂质相. 在高真空条件下生长和退火的 CaO 薄膜都表现出铁磁性磁化行为, 而在相应的 CaO 靶材上没有检测到这种铁磁性. 结果表明, 氧空位浓度与氧化钙薄膜的磁化强度之间存在一定的相关性, 后退火对 CaO 薄膜磁性的影响说明, 氧空位浓度与氧化钙薄膜的铁磁性是相关的.     

氧分压对溅射制备氧化镓薄膜结构及光学带隙的影响

在不同氧分压η(η=O2/[Ar+O2])实验条件下,通过直流反应溅射制备了氧化镓薄膜,然后在真空环境下进行高温再结晶热处理.用紫外-可见分光光度计(UV-Vis)研究了氧分压η对光学带隙Eg的影响.X射线衍射(XRD)和共聚焦拉曼散射光谱(Raman Scattering)分析显示:经900℃高温热处理后,薄膜呈结晶β相氧化镓,且晶粒尺寸随着氧分压的逐渐增加而变大.室温下由UV-Vis测试薄膜透过率并利用Tauc公式计算得到样品的光学带隙Eg在4.68—4.85 eV之间,且随氧分压η的逐渐增加而变大.     

氢、氧终端掺硼金刚石薄膜的电子结构

利用氢微波等离子体溅射和浓酸中沸煮方法分别制备了氢、氧终端掺硼金刚石薄膜.借助X射线光电子能谱及接触角检测对两种终端薄膜表面进行了分析，通过扫描探针显微镜研究了针尖和样品间的扫描隧道谱.结果表明，氢终端掺硼金刚石表面能带向上弯曲，在高于价带顶位置存在浅受主能级；氧终端表面能带向下弯曲，带隙较宽，带隙中不存在表面态.对两种终端金刚石薄膜的导电机理进行了讨论.     

PLD方法制备的超硬非晶碳薄膜研究

 用脉冲激光沉积在不同条件下制备非晶碳超硬薄膜，研究了非晶碳超硬薄膜的表面形貌、结构、应力、硬度以及能谱等。原子力显微镜和扫描电镜图像显示，薄膜表面平整、致密且光滑,均方根粗糙度最大为0.877 nm。在高激光重复频率、高激光通量条件下，薄膜有很大的应力，致使膜层褶皱甚至破裂，小角X射线衍射表明薄膜为非晶态且最大残余应力达30 GPa以上,但300 ℃温度的原位退火可以有效降低残余应力；纳米压痕测试表明薄膜硬度大于20 GPa，弹性模量大于200 GPa；X射线光电子能谱表明薄膜中sp3的含量在39%~53%之间变化，并且与激光通量成正比。     

氧化钙薄膜中缺陷诱导的高居里温度铁磁性研究（英文）

通过脉冲激光沉积在(111)取向钇稳定的氧化锆(YSZ)衬底上制备了氧化钙(CaO)薄膜.室温下磁滞回线的实验观测数据表明CaO薄膜具有明显的铁磁性.X射线衍射和X射线光电子能谱分析表明,CaO薄膜为(111)取向,没有杂质相.在高真空条件下生长和退火的CaO薄膜都表现出铁磁性磁化行为,而在相应的CaO靶材上没有检测到这种铁磁性.结果表明,氧空位浓度与氧化钙薄膜的磁化强度之间存在一定的相关性,后退火对CaO薄膜磁性的影响说明,氧空位浓度与氧化钙薄膜的铁磁性是相关的.