采用泵浦探测技术研究VO2薄膜相变特性

为研究纳秒激光作用下的VO₂薄膜的相变特性,采用泵浦-探测技术进行实验。首先,利用直流磁控溅射法制备VO₂薄膜,经X射线衍射（XRD）和原子力显微镜（AFM）分析表明样品质量较高。然后,测量VO₂薄膜在波长532 nm处的透过率随温度的变化情况,发现透过率随温度升高由32%上升到37%,与红外波段完全相反。在此基础上,选择1 064 nm泵浦光和532 nm探测光研究激光参数中能量密度和重频对VO₂薄膜相变特性的影响,同时结合ANSYS有限元软件对纳秒激光作用下VO₂薄膜的单脉冲温升情况进行分析。结果表明：VO₂薄膜在大于30 mJ/cm²的纳秒激光能量密度作用下,单脉冲温升可达相变温度,最小相变响应时间在14 ns左右。进一步提高纳秒激光能量密度,其相变响应时间略有增加但变化不大。在100 Hz以内改变纳秒激光重频对VO₂薄膜的相变响应基本无影响。VO₂薄膜的相变恢复时间随着纳秒激光能量密度的增大而呈自然指数增加,其变化过程与基底材料和纳秒激光参数密切相关。因此,可以通过优化VO₂薄膜基底材料参数提高其激光防护效果。     

VO$lt;sub$gt;2$lt;/sub$gt;/AZO复合薄膜的制备及其光电特性研究

采用直流磁控溅射和后退火氧化的方法在掺铝氧化锌(AZO)导电玻璃上制备了二氧化钒(VO₂)薄膜,研究了不同的退火温度、退火时间对VO₂/AZO复合薄膜制备的影响,并对复合薄膜的结构、组分、光电特性进行了测试与分析. 结果表明,导电玻璃上的AZO没有改变VO₂的取向生长,但明显改变了VO₂薄膜的表面形貌特征. 与用相同工艺和条件在普通玻璃基底上制备的VO₂薄膜相比,VO₂/AZO复合薄膜的相变温度降低约25 ℃,热滞回线宽度收窄至6 ℃,相变前后可见光透过率均在50%以上,1500 nm处红外透过率约为55%和21%,电阻率变化达3 个数量级. 该复合薄膜表面平滑致密,制备工艺简单,性能稳定,可应用于新型光电器件. 关键词： 2')" href="#">VO₂ AZO 热致相变 光电特性     

磁控溅射制备W掺杂VO2/FTO复合薄膜及其性能分析

为了获得相变温度低且热致变色性能优越的光学材料, 室温下在F:SnO₂ (FTO)导电玻璃基板表面沉积钨钒金属膜, 再经空气气氛下的热氧化处理, 制备了W掺杂VO₂/FTO复合薄膜, 利用X射线光电子能谱、X射线衍射和扫描电镜对薄膜的结构和表面形貌进行了分析. 结果表明: 高温热氧化处理过程中没有生成W, F, V混合氧化物, W以替换V原子的方式掺杂. 与采用相同工艺和条件制备的纯VO₂/FTO复合薄膜相比, W掺杂VO₂薄膜没有改变晶面取向, 仍具有(110)晶面择优取向, 相变温度下降到35 ℃左右, 热滞回线收窄到4 ℃, 高低温下的近红外光透过率变化量提高到28%. 薄膜的结晶程度明显提高, 表面变得平滑致密, 具有很好的一致性, 对光电薄膜器件的设计开发和工业化生产具有重要意义. 关键词： W掺杂 2')" href="#">VO₂ FTO导电玻璃 磁控溅射     

硅基VO2纳米薄膜光致绝缘体—金属相变的THz时域频谱研究

利用THz时域频谱技术(THz-TDS)研究了硅基二氧化钒(VO₂)纳米薄膜的光致绝缘体—金属相变特性.在连续光激发下前后,观察到了非常明显的THz透过率变化,并通过薄膜近似计算出了THz波段金属态VO₂薄膜的电导率.根据实验结果建立了金属态VO₂薄膜的等效Drude模型,得到了复电导率,复电容率以及复折射率等相关的基本参数,并通过基于时域有限积分法模拟了THz波穿透硅基金属态VO₂薄膜的过程,验证了所建立的模型的正确 关键词： 二氧化钒 光致相变 Drude模型 THz时域频谱技术     

用于红外激光防护的高开关率VO2薄膜

采用反应离子束溅射和后退火处理技术在石英玻璃基底上制备了具有纳米粒子的二氧化钒(VO₂)薄膜. 该薄膜具有半导体-金属相变特性,在3 μm处的开关率达到76.6%。 热致相变实验结果给出了准确的最佳退火温度为465 ℃. 仿真、热致相变和光致相变实验都显示VO₂薄膜在红外波段具有很高的光学开关特性. 光电池防护实验结果显示VO₂薄膜将硅光电池的抗干扰能力提升了2.6倍, 证明了VO₂在激光防护中的适用性. 采用连续可调节系统研究得到VO₂在室温条件下的相变阈值功率密度为4.35 W/cm², 损伤阈值功率密度为404 W/cm²。 低相变阈值和高损伤阈值都进一步证明VO₂薄膜适用于激光防护系统。本实验制备的VO₂薄膜在光开关、光电存储器、智能窗等方面也具有广泛的应用价值.     

超高温度系数V0.97W0.03 O2多晶薄膜的制备研究

将V₂O₅粉体与WO₃粉体均匀混合并压制成靶，用离子束增强沉积加后退火技术在SiO₂衬底上制备掺钨VO₂多晶薄膜.X射线衍射表明，薄膜取向单一，为VO₂结构的［002］相,晶格参数d比VO₂粉晶增大约0.34%；薄膜从半导体相向金属相转变的相变温度约28；室温(300 K)时的电阻-温度系数(TCR)可大于10%/K，是目前红外热成像薄膜TCR的四倍.W离子的半径大于V离子的半径，W的掺入在薄膜中引入了张应力,使薄膜相变温度降低到室温附近，是IBED V_0.97W_0.03O₂薄膜的室温电阻温度系数提高的原因. 关键词： 二氧化钒薄膜 薄膜掺杂 离子束增强沉积     

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     

基于FTO/VO2/FTO结构的VO2薄膜电压诱导相变光调制特性

采用直流磁控溅射和后退火工艺在掺氟的SnO₂(FTO)导电玻璃衬底上制备VO₂薄膜, 研究了不同退火时间和不同比例的氮氧气氛对VO₂薄膜性能的影响, 对VO₂薄膜的结晶取向、表面形貌、表面元素的相对含量和透过率随波长变化进行了测试分析, 结果表明在最佳工艺条件下制备得到了组分相对单一的VO₂薄膜. 基于FTO/VO₂/FTO结构在VO₂薄膜两侧的透明导电膜上施加电压并达到阈值电压时, 观察到了明显的电流突变. 当接触面积为3 mm×3 mm时, 阈值电压为1.7 V, 阈值电压随接触面积的增大而增大. 与不加电压的情况相比, FTO/VO₂/FTO结构在电压作用下高低温的红外透过率差值可达28%, 经反复施加电压, 该结构仍保持性能稳定, 具有较强的电致调控能力.     

金属Pt薄膜上二氧化钒的制备及其电致相变性能研究

通过引入SiO₂氧化物缓冲层, 在金属Pt电极上利用射频磁控溅射技术成功制备出高质量的VO₂薄膜. 详细研究了SiO₂厚度对VO₂薄膜的晶体结构、微观形貌和绝缘体–金属相变(MIT)性能的影响. 结果表明厚度0.2 μm以上的SiO₂缓冲层能够有效 消除VO₂薄膜与金属薄膜之间的巨大应力, 制备出具有明显相变特性的VO₂薄膜. 当缓冲层达到0.7 μm以上, 获得的薄膜具有明显的(011)晶面择优取向, 表面平整致密, 相变前后电阻率变化达到3个数量级以上. 基于该技术制备了Pt-SiO₂/VO₂-Au三明治结构, 通过在垂直膜面方向施加很小的驱动电压, 观察到明显的阶梯电流跳跃, 证实实现了电致绝缘体–金属相变过程. 该薄膜制备工艺简单, 性能稳定, 器件结构灵活可应用于集成式电控功能器件. 关键词： 二氧化钒薄膜 相变特性 电致相变 阈值电压     

高温氢退火还原V2O5制备二氧化钒薄膜及其性能的研究

过渡金属氧化物二氧化钒(VO₂)在温度340 K附近会发生金属绝缘体的转变(metal-insulator transition, MIT). 基于金属绝缘体的转变性质, VO₂薄膜材料具有很好的应用前景. 本文首先采用脉冲激光沉积制备了高质量的V₂O₅薄膜, 再通过高温氢退火还原V₂O₅薄膜制备出VO₂多晶薄膜. 研究了不同的退火温度、退火时间、退火气氛对VO₂薄膜制备的影响, 采用X射线衍射、X射线光电子能谱、变温电阻特性测量等手段对样品进行分析, 发现在H₂(5%)/Ar退火气氛下, 在一定的退火温度范围内(500–525 ℃), 退火 3 h, 得到了B相和M相共存的VO₂薄膜, 具有M相的VO₂的MIT特性, 而相同退火温度下退火时间达到4.5 h, 薄膜完全变成B相的VO₂. 通过纯Ar气氛下对B相VO₂再退火, 得到了转变温度为350 K, 电阻突变接近4个数量级的M相的VO₂薄膜. 实现了VO₂的B相和M相的相互转变. 关键词： 2薄膜')" href="#">VO₂薄膜 金属绝缘体转变 氢退火     

InP/SiO2纳米复合膜的微观结构和光学性质

应用射频磁控共溅射方法在石英玻璃和抛光硅片上制备了InP/SiO₂复合薄膜,并在几种条件下对这些薄膜进行退火.X射线光电子能谱和卢瑟福背散射实验结果表明,复合薄膜中InP和SiO₂的化学组分都大体上符合化学计量配比.X射线衍射和激光喇曼谱实验结果都证实了复合薄膜中形成了InP纳米晶粒.磷气氛保护下的高温(520℃)退火可以消除复合薄膜中残存的In和In₂O₃并得到了纯InP/SiO₂纳米复合薄膜.实验观察到了室温下纳米复合薄膜的明显的光学吸收边蓝移现象和光学非线性的极大增强 关键词： InP 纳米晶粒 微观结构 光学性质     

非晶态多层膜和单层膜的低角X射线衍射研究

本文对a-Si:H/(a-SiN_x:H)非晶态周期多层膜和单层膜进行了低角X射线衍射研究。在周期数较少的多层膜衍射的布喇格衍射峰的低角侧发现了一系列次级衍射峰;在单层膜样品的低角衍射中也发现了一系列小峰。对此,我们提出了一个用于计算非晶多层膜和单层膜衍射强度的简单公式,使实验结果得到解释,并提出了一种测量膜厚的方法。 关键词：     

SUPERCONDUCTING PROPERTIES AND STRUCTURAL PERFECTION OF EPITAXIAL YBa2Cu3O7-x THIN FILMS

High quality epitaxial YBa₂Cu₃O_7-x thin films have been succcessfully prepared by dc magnetron sputtering deposition, on (100) and (110) aligned SrTiO₃, LaAlO₃ and yttria-stabilized zirconia (YSZ) substrates. The films showed zero resistance around 90 K and had a J_c (at 77 K, H=0) over 10⁶A/cm². It was found that superconducting properties and structures of the films were strongly dependent on oxygen pressure and substrate temperature. The epitaxial structure of the films have been studied by X-ray diffraction. Rutherford backscattering and channeling spectroscopy, X-ray double-crystal diffraction and transmission election microscopy. The experimental results demonstrated that the epitaxial YBa₂Cu₃O_7-x films had excellent superconducting properties and quite perfect structure.     

多层溅射制备Wsix/Si薄膜的电阻率特性研究

利用多层溅射技术制备了ＷＳｉ_x／Ｓｉ薄膜，然后测量其平面电阻的退火行为，发现平面电阻在６００－７００℃之间退火后有陡降，这对应于非晶ＷＳｉ_x薄膜中Ｗ₅Ｓｉ₃四角相的形成。ｘ射线衍射和慢正电子湮没测量也证实了这一点。认为薄膜电阻率的突变反映了导电机制的变化，它和薄膜结构的变化有很好的对应关系。 关键词：     

DOPING BEHAVIOR AND ELECTRICAL ACTIVATION OF CARBON IN GaAs

Heavily C-doped GaAs films, grown by metalorganic chemical vapor deposition with CCl₄ as external carbon source, have been studied by Hall-effect measurements, high-resolution double-crystal X-ray diffraction, and secondary-ion-mass spectroscopy (SIMS). Comparison among X-ray diffraction and Hall-effect measurements and SIMS results indicates that carbon is preferentially incorporated as acceptor on As lattice sites and electrical activation rate achieves 100%. There is no evidence of carbon incorporated on Ga sites as donors and incorporated on interstitial lattice sites.     

Lattice Compatibility Theory LCT investigations on physical and optical constants of antimony processed antimonite nano-films

Antimonite (Sb₂S₃) thin films have been synthesized through an annealing process in sulfur vapors at 300 °C of Sb thermal evaporated films. Deposited films have been characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and UV–vis–NIR spectroscopy. X-ray diagrams of these films have confirms that they were well crystallized in orthorhombic structure and some parameters such as the lattice parameter, crystallite size, microstrain and degree of preferred orientation have been reported and correlated with the effect of crystallite size. Optical properties of Sb₂S₃ films have been characterized by solid-state UV–visible absorption spectroscopy, and the band gap E_g was between 1.75 and 2.23 eV. Moreover, additional opto-thermal investigation and analyses within the framework of the Lattice Compatibility Theory provided plausible explanation for thickness-dependent incorporation of sulfur element inside antimony elaborated matrices.     

Pd2Si的生成对Pd/Si多层膜衍射性能的影响

本文研究了Pd₂Si的生成对周期性Pd/Si多层膜X射线衍射性能的影响。X射线衍射强度的测量数据表明Pd₂Si的生成对长周期多层膜的衍射强度影响不大,但对短周期多层膜衍射强度的影响较大。在引入折射率修正后,我们不仅用单个峰的位置计算了多层膜的周期,而且还用了以两个峰的位置联立消去折射率修正的方法计算了多层膜的周期,前者的误差大于后者。模拟计算的结果说明:均匀Pd₂Si层的生成不足以解释Pd/Si多层膜衍射强度随退火温度的变化,界面的平整化或粗糙化是影响衍射强度的另一个要素。 关键词：     

用X射线能谱同时测定薄膜成分及厚度

本文提出一个直接利用薄膜和衬底的X射线能谱来同时测定薄膜的成分和厚度的新方法,利用薄膜发出的各元素的标识X射线强度比确定其成分,利用NaCl衬底的Nak_α和Clk_α标识X射线的强度随膜厚增大而衰减的定量关系确定膜厚,本方法不需要纯元素的块状标样,对在NaCl衬底上沉积的Cu-Si合金薄膜的成分和厚度,在各种实验条件下进行了测定,得到了较为满意的结果。 关键词：     

Effect of in situ post-deposition annealing on the formation of α-In2Se3 thin films grown by elemental evaporation

Stoichiometric polycrystalline In₂Se₃ thin films have been grown by elemental evaporation on both glass and quartz substrates. The compositions are examined by DAN fluorimetry and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Structure of the films are characterized by X-ray diffraction. The structure of this -form of thin films have been determined to be hexagonal. Optimization of the preparative conditions employed for elemental evaporation, helped in preparing monophasic films by the suppression of other phases to a very minor extent. Influence of annealing conditions on the stoichiometry of the films are investigated in detail.     

Influence of substrate temperature and ion-beam energy on the syntheses of aluminium nitride thin films by nitrogen-ion-assisted pulsed-laser deposition

Aluminium nitride (AlN) thin films have been grown on Si(100), Si(111) and Sapphire Al₂O₃(001) substrates by pulsed KrF excimer laser (wavelength 248 nm, duration 30 ns) ablation of an AlN target with the assistance of nitrogen-ion-beam bombardment. The influence of process parameters such as substrate temperature and ion-beam energy has been investigated in order to obtain high-quality AlN films. The AlN films deposited by pulsed-laser deposition (PLD) have been characterized by X-ray diffraction (XRD) to determine the crystalline quality, grain size and growth orientation with respect to the substrate. The XRD spectra of AlN films on Si(100), Si(111) and Sapphire substrates yield full-width-half-maximum (FWHM) values of approximately 1.6. The bonding characteristics in the films have been evaluated by Raman spectroscopy. The chemical composition of the films has been characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The surface morphology of the films has been measured by atomic force microscopy (AFM). At a substrate temperature of at least 600 °C, polycrystalline AlN films with orientations of AlN(100) and AlN(101) have been synthesized. PACS 68.55.-a; 81.15.Fg; 77.84.Bw