线性微波化学气相沉积制备SiNx薄膜的微结构及光学性能研究

利用自主研发的线性微波化学气相沉积系统在不同微波功率、微波占空比、基片温度、特气比例条件下制备了SiN_x薄膜. 通过扫描电子显微镜、椭圆偏振仪等表征测量技术, 研究了不同工艺参数对SiN_x薄膜表面形貌、元素配比、折射率、沉积速度的影响, 并探讨了薄膜元素配比、折射率、沉积速度间的关系. 结果表明: 利用线性微波沉积技术, 不同工艺参数下制备的SiN_x薄膜组成元素分布均匀, 同时具有平整的表面状态; 特气比例和微波占空比是影响薄膜折射率的最主要因素, 薄膜折射率在1.92–2.33之间连续可调; 微波功率、微波占空比、沉积温度、特气比例都对SiN_x 薄膜沉积速度影响较大, 制备的SiN_x薄膜最大沉积速度为135 nm·min^-1.     

微波ECR磁控溅射制备SiNx薄膜的XPS结构研究

利用微波电子回旋共振等离子体增强非平衡磁控溅射法在不同N₂流量下制备无氢SiN_x薄膜.通过X光电子能谱、纳米硬度仪等表征技术,研究了不同N₂流量下制备的SiN_x薄膜的化学键结构、化学键含量、元素配比及各元素沿深度分布.研究结果表明,N₂流量是影响SiN_x薄膜化学键结构、元素配比、元素延深度分布等性质的主要因素.在N_{2关键词： x}')" href="#">SiN_x 磁控溅射 XPS 化学键结构     

基片温度对SiNx薄膜结晶状态及机械性能的影响

利用微波电子回旋共振增强磁控反应溅射法在不同基片温度下制备无氢SiNx薄膜.通过傅里叶变换红外光谱、透射电子显微镜、台阶仪、纳米硬度仪等表征技术,研究了基片温度对SiNx薄膜结晶状态、晶粒尺寸、晶体取向等结晶性能以及薄膜的生长速率、硬度等机械性能的影响,并探讨了薄膜结晶性能与机械性能之间的关系.研究结果表明,在基片温度低于300℃时制备的SiNx薄膜以非晶状态存在,硬度值仅为18 GPa左右;基片温度在320-620℃范围内,SiNx薄膜中出现纳米晶粒,且晶粒尺寸随沉积温度的增加而增加,在沉积温度为620℃时达到最大,为20±1.5 nm;当沉积温度为700℃时,SiN<,x>薄膜的晶粒尺寸突然减小,但由于此时晶粒密度为最大,因此薄膜硬度达到最大值(36.7 GPa).     

沉积参数对SiNx薄膜结构及阻透性能的影响

利用直流脉冲磁控溅射法在室温下制备无氢SiN_x薄膜.通过傅里叶变换红外光谱、台阶仪、紫外—可见分光光度计、接触角测量仪、透湿测试仪等表征技术,分析了N₂流量、Si靶溅射功率等实验参数对SiN_x薄膜成分、结构、及阻透性能、透光性能、接触角等性能的影响.研究结果表明,Si靶溅射功率固定时,在低N₂流量条件下,或N₂流量固定时,在高Si靶溅射功率条件下,制备的SiN _{关键词： x}')" href="#">SiN_x 磁控溅射 微观结构 阻透性能     

溅射压强对TiN/SiNx纳米多层膜微观结构及力学性能的影响

利用磁控溅射方法在不同溅射压强条件下制备了TiN/SiN_x纳米多层膜.多层膜的微观结构及力学性能分别用X射线衍射仪、原子力显微镜及纳米压痕仪来表征.结果表明随着溅射压强的增大,多层膜的界面变模糊,TiN层的择优取向由(200)晶面过渡到(111)晶面.与此同时,多层膜的表面粗糙度增大,硬度和弹性模量随溅射压强的增大而减小.多层膜力学性能的差异主要是由于薄膜的周期性结构及致密度存在差异所致. 关键词： x多层膜')" href="#">TiN/SiN_x多层膜 界面宽度 表面形貌     

基于Si-rich SiNx/N-rich SiNy多层膜结构的量子点构筑及发光特性

利用等离子体增强化学气相沉积法制备Si-rich SiN_x/N-rich SiN_y多层膜,分别使用热退火和激光辐照技术对多层膜进行退火,以构筑三维限制、尺寸可控、有序的硅纳米晶.实验结果表明,经退火后,纳米硅晶粒在Si-rich SiN_x子层内形成,其尺寸可由Si-rich SiN_x子层厚度调控.实验还发现,激光辐照技术相比于热退火能更有效地改善多层膜的微结构,提高多层膜的晶化率,以激光技术诱导晶化的Si-rich SiN_x/N-rich SiN_y多层膜作为有源层构建电致发光器件,在室温下观察到了增强的电致可见发光,并且发光效率较退火前提高了40%以上. 关键词： 氮化硅 多层膜 限制结晶 纳米晶硅     

脉冲偏压电弧离子镀CNx薄膜研究

用脉冲偏压电弧离子镀通过控制不同的氮流量在(100)单晶Si基片上制备了不同成分的CN_x薄膜.用光学显微镜,XPS,XRD,激光Raman和Nanoindenter等方法研究了薄膜的形貌、成分、结构和性能.结果表明,薄膜表面平整致密、氮含量随着氮流量的降低而降低、结构为非晶且为类金刚石薄膜;随着氮含量从18.9%降低到5.3%(摩尔百分比,全文同),薄膜的硬度和弹性模量单调增加而且增幅较大,其中硬度从15.0 GPa成倍增加到30.0 GPa;通过氮流量的调整能够敏感地改变薄膜中的sp³键的含量,是CN_x薄膜的硬度和弹性模量获得大幅度调整的本质原因. 关键词： x薄膜')" href="#">CN_x薄膜 脉冲偏压 电弧离子镀 硬度     

(La0.7Sr0.3MnO3 )m(BiFeO3)n 超晶格结构的导电机理

利用射频磁控溅射的方法在SrTiO₃(001) 基片上制备了(La_0.7Sr_0.3MnO₃)_m(BiFeO₃)_n超晶格结构.对所制备的超晶格结构进行了50—150℃温度范围内的电流-电压测试分析.结果表明,随着BiFeO₃薄膜的厚度减小,温度的升高,(La_0.7Sr_0.3MnO₃)_m(BiFeO₃)_n超晶格结构的电流变大.进一步根据介质导电模型对(La_0.7Sr_0.3MnO₃)_m(BiFeO₃)_n超晶格结构的导电特性做了分析.在温度较低或者电场较弱时,所制备的(La_0.7Sr_0.3MnO₃)_m(BiFeO₃)_n超晶格结构表现为欧姆导电,而在高温,高电场的情况下,其导电行为由空间电荷限制电流机理主导. 关键词： 超晶格薄膜 多铁 空间电荷限制电流     

磁控共溅射法制备的Zn2GeO4多晶薄膜结构及其光致发光研究

用射频磁控共溅射方法在不同温度的单晶硅基片上生长薄膜,然后在800℃真空环境下对薄膜进行退火处理,成功获得了结晶状态良好的Zn₂GeO₄多晶薄膜.利用X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)对薄膜进行了结构、成分和形貌分析,研究了基片温度对三者的影响. 结果显示,当基片温度升高到400℃以上时,薄膜中的Zn₂GeO₄晶粒在(220)方向上显示出了明显的择优取向. 当基片温度在500—600℃范围内,有利于GeO₂结晶相的形成. XPS显示薄膜中存在着Zn₂GeO₄,GeO₂,GeO,ZnO四种化合态. 同时,随着基片温度的升高,晶粒尺寸增大且薄膜表面趋于平整. 薄膜的光致发光在绿光带存在中心波长为530和550nm两个峰,应该归因于主体材料Zn₂GeO₄中两个不同的Ge²⁺的发光中心. 关键词： 射频磁控溅射 2GeO₄')" href="#">Zn₂GeO₄ 荧光体     

脉冲偏压电弧离子镀TiO2薄膜的力学与光学性能

用脉冲偏压电弧离子镀技术在玻璃基片上制备均匀透明的TiO₂薄膜.利用X射线衍射仪、原子力显微镜、扫描电子显微镜、紫外-可见透射光谱仪和纳米压痕仪等手段,对不同脉冲负偏压下合成薄膜的相结构、微观结构、表面形貌、力学和光学性能进行表征.结果表明，沉积态薄膜为非晶态.脉冲负偏压对薄膜性能有明显的影响.随偏压的增加，薄膜厚度、硬度和弹性模量均先增大后减小，前者峰值出现在100—200 V负偏压范围，后两者则在250—350V范围.300 V负偏压时薄膜硬度最高，薄膜达到原子级表面光滑度，均方 关键词： 2薄膜')" href="#">TiO₂薄膜 脉冲偏压电弧离子镀 硬度 折射率     

Influence of deposition temperature on the structural and morphological properties of Be3N2 thin films grown by reactive laser ablation

Be₃N₂ thin films have been grown on Si(1 1 1) substrates using the pulsed laser deposition method at different substrate temperatures: room temperature (RT), 200 °C, 400 °C, 600 °C and 700 °C. Additionally, two samples were deposited at RT and were annealed after deposition in situ at 600 °C and 700 °C. In order to obtain the stoichiometry of the samples, they have been characterized in situ by X-ray photoelectron (XPS) and reflection electron energy loss spectroscopy (REELS). The influence of the substrate temperature on the morphological and structural properties of the films was investigated using scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM) and X-ray diffraction (XRD). The results show that all prepared films presented the Be₃N₂ stoichiometry. Formation of whiskers with diameters of 100-200 nm appears at the surface of the films prepared with a substrate temperature of 600 °C or 700 °C. However, the samples grown at RT and annealed at 600 °C or 700 °C do not show whiskers on the surface. The average root mean square (RMS) roughness and the average grain size of the samples grown with respect the substrate temperature is presented. The films grown with a substrate temperature between the room temperature to 400 °C, and the sample annealed in situ at 600 °C were amorphous; while the αBe₃N₂ phase was presented on the samples with a substrate temperature of 600 °C, 700 °C and that deposited with the substrate at RT and annealed in situ at 700 °C.     

制备工艺对Zn1-xMgxO薄膜结构及光学性能的影响

采用脉冲激光沉积（PLD）方法在单晶Si（100）衬底上沿c轴方向生长单晶Zn_1-xMg_xO薄膜,通过X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、扫描电镜（SEM）和荧光光谱（PL）研究了膜厚、Mg含量、退火温度及氧气氛等制备工艺对Zn_1-xMg_xO薄膜的结构、形貌和光学性质的影响.实验结果表明,Mg含量x≤0.15时, Zn_{关键词： 1-x}Mg_xO薄膜')" href="#">Zn_1-xMg_xO薄膜 制备工艺 结构 光学性质     

蓝宝石衬底上Gd2O3掺杂CeO2氧离子导体电解质薄膜的生长及电学性能

采用反应磁控溅射方法,在(0001)蓝宝石单晶衬底上,制备了纳米多晶Gd₂O₃掺杂CeO₂(GDC)氧离子导体电解质薄膜,采用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)对薄膜物相、结构、粗糙度、表面形貌等生长特性进行了表征,利用交流阻抗谱仪测试了GDC薄膜不同温度下的电学性能;实验结果表明,GDC薄膜为面心立方结构,在所研究的衬底温度范围内,均呈强(111)织构生长;薄膜表面形貌随衬底温度发生阶段性变化：衬底温度由室温升高到300℃时, 关键词： 2O₃掺杂CeO₂电解质薄膜')" href="#">Gd₂O₃掺杂CeO₂电解质薄膜 反应磁控溅射 生长特性 电学性能     

利用FePt/Au多层膜结构制备垂直磁记录L10-FePt薄膜

利用磁控溅射方法在100℃的MgO单晶基片上制备了［FePt/Au］₁₀多层膜,并研究了采用FePt/Au多层膜结构对FePt薄膜的有序化温度、矫顽力（H_C）、垂直磁各向异性、晶粒尺寸以及颗粒间磁交换耦合作用的影响.磁性测试结果表明：FePt/Au多层膜在退火后具有较高的H_C、良好的垂直磁各向异性、较小的晶粒尺寸且无磁交换耦合作用.截面高分辨电镜分析表明：Au可以缓解MgO和FePt之间较大的晶格错配,从而促进薄 关键词： 0-FePt薄膜')" href="#">L1₀-FePt薄膜 有序化温度 垂直磁各向异性 磁交换耦合作用     

Effect of microstructure on thermoelectric properties of CSD-grown Bi2Sr2Co2Oy thin films

Three Bi₂Sr₂Co₂O_y thin films with different microstructures have been prepared by chemical solution deposition on LaAlO₃(001) through varying the annealing temperature. With the decrease in the annealing temperature, both the size and c-axis alignment degree of grains in the film decrease as well, leading to an increase in the film resistivity. In addition, the decrease in the annealing temperature also results in a slight increase in the seebeck coefficient due to the enhanced energy filtering effect of small-grain film. The nanostructured Bi₂Sr₂Co₂O_y film with the average grain size of about 100 nm shows a power factor comparable to that of the films with larger grains. Since the thermal conductivity of the nanostrcutured films can be depressed due to the enhanced phonon scattering by grain boundary, a higher figure of merit is expected in Bi₂Sr₂Co₂O_y thin film with grains in nanometer size.     

原位氧化Zn3N2制备p型ZnO薄膜的性能研究

采用射频反应溅射法在玻璃衬底上制备Zn₃N₂薄膜，然后向真空室中通入纯氧气进行热氧化制备ZnO薄膜.利用X射线衍射、扫描电子显微镜、霍尔效应测量、透射光谱和光致发光光谱等表征技术，研究了氧化温度和氧化时间对ZnO薄膜的结晶质量、电学性质和光学性能的影响.研究结果显示，450 ℃ 下氧化2 h后的样品中除含有ZnO外，还有Zn₃N₂成分，500 ℃下氧化2 h可以制备出电阻率为0.7 Ωcm，空穴载流子浓度为10^{关键词： p型ZnO薄膜 3N₂薄膜')" href="#">Zn₃N₂薄膜 射频溅射 原位氧化}     

Annealing effects on the structure and electrical characteristics of amorphous Er2O3 films

Amorphous Er 2 O 3 films are deposited on Si (001) substrates by using reactive evaporation.This paper reports the evolution of the structure,morphology and electrical characteristics with annealing temperatures in an oxygen ambience.X-ray diffraction and high resolution transimission electron microscopy measurement show that the films remain amorphous even after annealing at 700 C.The capacitance in the accumulation region of Er 2 O 3 films annealed at 450 C is higher than that of as-deposited films and films annealed at other temperatures.An Er 2 O 3 /ErO x /SiO x /Si structure model is proposed to explain the results.The annealed films also exhibit a low leakage current density (around 1.38 × 10 4 A/cm 2 at a bias of 1 V) due to the evolution of morphology and composition of the films after they are annealed.