Ca掺杂对CuCrO_2薄膜形成和电学特性的影响

采用溶胶凝胶法制备CuCrCaO2薄膜,研究不同气氛、退火温度下,Ca掺杂量对薄膜的形成和电学特性的影响.在N2环境中1 100℃退火,制得CuCr1-xCaxO2(x=0、0.01、0.03、0.05、0.07)薄膜.测量CuCrCaO2薄膜的X射线衍射,在低浓度Ca掺杂时,薄膜结晶良好,晶格常数a、c和平均晶粒尺寸n随掺杂浓度上升而上升;高浓度Ca掺杂时,有杂相生成,a、c、n重新变小,和X射线衍射分析结果相吻合.另将3%Ca掺杂量,分层旋涂后的薄膜分别在空气和N2中以不同温度快速退火,X射线衍射表明在N2条件下,分层次的掺杂使CuCrCaO2结晶取向趋于单一,并且退火温度越高,择优取向越明显.用霍尔仪测量不同Ca掺杂量薄膜的电学特性,x=0.03时薄膜有最佳电导率1.22×10-1S/cm,比未掺杂的薄膜提高了三个数量级,说明适量Ca掺杂有助于提高薄膜电导率,对应的薄膜载流子迁移率为1.77×1018cm-3,正的霍尔系数表明该材料是P型结构.     

退火温度对新型有源层WZTO薄膜晶体管性能的影响

通过溶液法制备了新型有源层钨锌锡氧化物(WZTO)薄膜晶体管(TFT),研究了不同退火温度对WZTO薄膜和TFT器件性能的影响。XRD结果表明即使退火温度达到500℃,WZTO薄膜仍为非晶态结构。W掺杂显著降低了薄膜表面粗糙度,其粗糙度均从0. 9 nm降低到0. 5 nm以下;但不影响薄膜可见光透过率,其透过率均大于85%。同时XPS分析证实随退火温度升高,WZTO薄膜中对应氧空位的峰增加。制备的WZTO器件阈值电压由8. 04 V降至3. 48 V,载流子迁移率随着退火温度的升高而增大,开关电流比达到107。     

利用霍尔效应研究热退火对黑硅材料电学性质的影响

利用霍尔效应测量了不同温度热退火后的黑硅的霍尔系数、载流子浓度、载流子迁移率和电导率.随着热退火温度的升高,黑硅内载流子的浓度缓慢下降,载流子迁移率却同步增加,这说明黑硅内载流子散射的主要形式是电离杂质散射.     

Lu~(3+)掺杂对CdO陶瓷电、热输运性能的影响

利用传统固相烧结法制备了Cd1-xLuxO(x=0%,0.1%,0.5%,0.75%,1.0%,1.25%,1.5%,2%)陶瓷样品并研究了Lu3+掺杂对其电、热输运性能的影响.随着Lu3+掺杂浓度的增大,Cd1-xLuxO样品的室温载流子浓度持续增大而其迁移率表现出先增大后减小的趋势.在300—1000 K测试温度区间内,Cd1-xLuxO的电导率表现出金属电导行为且其电导率和热导率均随着Lu3+掺杂浓度的增大而升高;塞贝克系数在整个测试区间内均为负值,其随温度和载流子浓度的变化关系可用自由电子模型描述.     

生长温度对Ga掺杂ZnO薄膜光电性能的影响

在不同衬底温度(室温~750 ℃)条件下,采用脉冲激光沉积(PLD)方法在石英玻璃和单晶硅(111)衬底上制备了Ga掺杂ZnO(GZO)薄膜。结果显示:衬底温度的变化导致衬底表面吸附原子扩散速率和脱附速率的不同,从而导致合成薄膜结晶质量的差异,衬底温度450 ℃时制备的GZO薄膜具有最好的结晶特性;GZO薄膜中载流子浓度随衬底温度升高而单调减小的现象与GZO薄膜中的本征缺陷密切相关,晶界散射强度的变化导致迁移率出现先增大后减小的趋势,衬底温度450 ℃时制备的GZO薄膜具有最小的电阻率~0.02 Ω·cm;随着衬底温度的升高,薄膜载流子浓度的单调减小导致了薄膜光学带隙变窄,所有合成样品的平均可见光透过率均达到85%以上。采用PLD方法制备GZO薄膜,衬底温度的改变可以对薄膜的光电性能起到调制作用。     

沉积温度和快速退火对磁控溅射法制备的AZO薄膜性能的影响

探究了不同衬底温度下由磁控溅射法制备的氧化锌掺铝(AZO)薄膜的结构、光学和电学性能,以及快速退火处理对样品电学性能的改善作用.实验结果表明:随着衬底温度的升高,薄膜样品的载流子浓度、霍尔迁移率和电导率提高,并在400℃附近达到较好水平,但高温的衬底沉积出的样品薄膜的XRD图谱半高全宽相对于低温衬底并没有明显变小.测量退火处理后的样品薄膜的电学性质,发现短时间的真空退火能改善低温沉积的AZO薄膜的电导率,与提高衬底温度有类似的改善效果,700℃的退火温度能达到最好效果.     

有机半导体的物理掺杂理论

基于最低未被占据分子轨道（LUMO）和最高被占据分子轨道（HOMO）的高斯态密度分布与载流子在允许量子态中的费米-狄拉克（Fermi-Dirac）分布,提出有机半导体中物理掺杂的理论模型;研究了掺杂浓度、温度和禁带宽度对载流子浓度的影响,并与一些报道的实验结果做了比较.研究发现无论是否掺杂,温度升高时,有机半导体中的载流子浓度都会增大,并且随温度倒数的线性减小而指数增大;对于本征有机半导体,载流子浓度随禁带宽度的增大而指数下降,随高斯分布宽度的平方指数增加;对杂质和主体不同能级关系的掺杂情形下掺杂浓度对载 关键词： 有机半导体 掺杂 高斯态密度 载流子浓度     

退火温度对Cr掺杂ZnO薄膜的微结构与机械性能的影响研究

本研究利用射频磁控溅镀法在玻璃基板上制备3 at.%的Cr掺杂ZnO薄膜,再以300℃～500℃温度退火处理25 mins,并探讨了退火温度对Al掺杂ZnO薄膜的微观结构与机械性能的影响.微观结构分析结果表明Cr掺杂ZnO薄膜的结晶方向为(002),且沿(002)方向的成长随退火温度升高而越加明显,但薄膜的表面却随退火温度升高而变得越来越粗糙.机械性能分析结果揭示晶粒尺寸随退火温度升高而增大,导致差排原子的动能随之降低,致使Cr掺杂ZnO薄膜的硬度随退火温度升高而增大,但对其对杨氏模量却没有太大的影响;此外,Cr掺杂ZnO薄膜的耐磨性与韧性均随退火温度升高而增强,表明退火处理对该薄膜的抗塑性形变能力有很大帮助.     

退火温度对Cr掺杂ZnO薄膜的微结构与机械性能的影响研究

本研究利用射频磁控溅镀法在玻璃基板上制备3 at.%的Cr掺杂ZnO薄膜,再以300℃～500℃温度退火处理25 mins,并探讨了退火温度对Al掺杂ZnO薄膜的微观结构与机械性能的影响.微观结构分析结果表明Cr掺杂ZnO薄膜的结晶方向为(002),且沿(002)方向的成长随退火温度升高而越加明显,但薄膜的表面却随退火温度升高而变得越来越粗糙.机械性能分析结果揭示晶粒尺寸随退火温度升高而增大,导致差排原子的动能随之降低,致使Cr掺杂ZnO薄膜的硬度随退火温度升高而增大,但对其对杨氏模量却没有太大的影响;此外,Cr掺杂ZnO薄膜的耐磨性与韧性均随退火温度升高而增强,表明退火处理对该薄膜的抗塑性形变能力有很大帮助.     

退火温度对Cr掺杂ZnO薄膜的微结构与机械性能的影响研究

本研究利用射频磁控溅镀法在玻璃基板上制备3 at.%的Cr掺杂ZnO薄膜,再以300℃～500℃温度退火处理25 mins,并探讨了退火温度对Al掺杂ZnO薄膜的微观结构与机械性能的影响.微观结构分析结果表明Cr掺杂ZnO薄膜的结晶方向为(002),且沿(002)方向的成长随退火温度升高而越加明显,但薄膜的表面却随退火温度升高而变得越来越粗糙.机械性能分析结果揭示晶粒尺寸随退火温度升高而增大,导致差排原子的动能随之降低,致使Cr掺杂ZnO薄膜的硬度随退火温度升高而增大,但对其对杨氏模量却没有太大的影响;此外,Cr掺杂ZnO薄膜的耐磨性与韧性均随退火温度升高而增强,表明退火处理对该薄膜的抗塑性形变能力有很大帮助.     

Al掺杂原子分数及退火温度对ZnO薄膜光学特性的影响

 采用溶胶凝胶法在（0001）Al₂O₃衬底上制备了不同掺杂原子分数的ZnO:Al薄膜，在Ar气氛中进行了600～950 ℃不同温度的退火处理，研究了掺杂原子分数和退火温度对薄膜光致发光、光吸收和透射的影响。结果显示，薄膜的紫外峰强度随掺杂原子分数和退火温度的提高而增强，与缺陷相关的绿光强度却随着掺杂原子分数和退火温度的提高而降低；薄膜光学带隙随掺杂原子分数的提高从3.21 eV增大到3.25 eV；光吸收在可见光区随着退火温度的升高而增大，在紫外区却随着退火温度的升高而减小，透射与吸收的变化规律相反；薄膜吸收边随退火温度的升高出现轻微的红移。     

退火温度对硼掺杂纳米金刚石薄膜微结构和p型导电性能的影响

采用热丝化学气相沉积法制备硼掺杂纳米金刚石 (BDND) 薄膜, 并对薄膜进行真空退火处理, 系统研究退火温度对BDND薄膜微结构和电学性能的影响. Hall效应测试结果表明掺B浓度为5000 ppm (NHB) 的样品的电阻率较掺B浓度为500 ppm (NLB) 的样品的低, 载流子浓度高, Hall迁移率下降. 1000 ℃退火后, NLB和NHB 样品的迁移率分别为53.3和39.3 cm²·V^-1·s^-1, 薄膜的迁移率较未退火样品提高, 电阻率降低. 高分辨透射电镜、紫外和可见光拉曼光谱测试结果表明, NLB样品的金刚石相含量较NHB样品高, 高的硼掺杂浓度使薄膜中的金刚石晶粒产生较大的晶格畸变. 经1000 ℃退火后, NLB和NHB薄膜中纳米金刚石相含量较未退火时增大, 说明薄膜中部分非晶碳转变为金刚石相, 为晶界上B扩散到纳米金刚石晶粒中提供了机会, 使得纳米金刚石晶粒中B浓度提高, 增强纳米金刚石晶粒的导电能力, 提高薄膜电学性能. 1000 ℃退火能够恢复纳米金刚石晶粒的晶格完整性, 减小由掺杂引起的内应力, 从而提高薄膜的电学性能. 可见光Raman光谱测试结果表明, 1000℃退火后, Raman谱图中反式聚乙炔 (TPA) 的1140 cm^-1峰消失, 此时薄膜电学性能较好, 说明TPA减少有利于提高薄膜的电学性能. 退火后金刚石相含量的增大、金刚石晶粒的完整性提高及TPA含量的大量减少有利于提高薄膜的电学性能. 关键词： 硼掺杂纳米金刚石薄膜 退火 微结构 电学性能     

Al高掺杂浓度对ZnO导电性能影响的第一性原理研究

采用密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,在同等环境条件下,建立了未掺杂和三种不同浓度的Al原子取代Zn原子的Zn_1-xAl_xO模型,然后分别对模型进行了几何结构优化、总态密度分布和能带分布的计算.结果表明:ZnO高掺杂Al的条件下,随掺杂Al原子浓度增大,进入导带的电子增多,电子迁移率减小,电导率减小,导电性能减弱;但是随高掺杂Al的浓度减小,反而使电子迁移率增大,电导率增大,导电性能增强.计算得到的结果与实验中Al原子 关键词： Al高掺ZnO 电导率 浓度 第一性原理     

氩气退火对氢掺杂AZO薄膜电学性能的影响

采用射频磁控溅射法,在石英玻璃衬底上制备出了性能良好的H掺杂AZO透明导电薄膜,通过XRD、Hall、UV-Vis等测试手段,研究了氩气气氛中退火温度对薄膜电学热稳定性的影响。实验结果显示,随着退火温度的升高,薄膜中载流子的浓度和迁移率下降。分析认为,这与薄膜中氢的逸出密切相关。     

金属有机物化学气相沉积生长GaN薄膜的室温热电特性研究

采用金属有机物化学气相沉积技术生长了不同掺杂浓度的GaN薄膜, 并且通过霍尔效应测试和塞贝克效应测试, 表征了室温下GaN薄膜的载流子浓度、迁移率和塞贝克系数. 在实验测试的基础上, 计算了GaN薄膜的热电功率因子, 并且结合理论热导率确定了室温条件下GaN薄膜的热电优值(ZT). 研究结果表明: GaN薄膜的迁移率随着载流子浓度的增加而减小, 电导率随着载流子浓度的增加而增加; GaN 薄膜材料的塞贝克系数随载流子浓度的增加而降低, 其数量级在100–500 μV/K范围内; GaN薄膜材料在载流子浓度为1.60×10¹⁸ cm^-3时, 热电功率因子出现极大值4.72×10^-4 W/mK²; 由于Si杂质浓度的增加, 增强了GaN薄膜中的声子散射, 使得GaN薄膜的热导率随着载流子浓度的增加而降低. GaN薄膜的载流子浓度为1.60×10¹⁸ cm^-3时, 室温ZT达到极大值0.0025.     

退火温度和Ga含量对溶液法制备InGaZnO薄膜晶体管性能的影响

采用溶液法在玻璃衬底上制备InGaZnO薄膜,并以InGaZnO为沟道层制备底栅顶接触型薄膜晶体管,研究了退火温度和Ga含量对InGaZnO薄膜和晶体管电学性能的影响.研究表明,退火可以明显改善溶液法制备InGaZnO薄膜晶体管的电学性能.退火温度的升高会导致薄膜晶体管阈值电压的负向漂移,并且饱和迁移率和电流开关比增大.X射线光电子能谱测量表明,随退火温度的增加,InGaZnO薄膜表面吸附氧减少,沟道层中氧空位增多导致电子浓度增大.退火温度为380?C时,晶体管获得最佳性能.饱和迁移率随Ga含量的增加而减小.In:Ga:Zn摩尔比为5:1.3:2时,晶体管达到最佳性能:饱和迁移率为0.43 cm~2/(V·s),阈值电压为1.22 V,开关电流比为4.7×10~4,亚阈值摆幅为0.78 V/decade.     

ZnTe（ZnTe：Cu）多晶薄膜的XPS研究

用共蒸发法在室温下制备了ZnTe及ZnTe：Cu多晶薄膜，测量了电导率温度曲线，发现不掺杂的ZnTe薄膜的暗电导随温度的增加而线形增加，呈常规的半导体材料特征；掺Cu的ZnTe薄膜在温度较低时，lnσ随温度升高而缓慢增加，随后缓慢降低，达到一极小值，当温度继续升高时又陡然增加，呈现异常现象。用XPS研究了N2气氛下退火前后表面状态，发现不掺Cu的ZnTe薄膜呈现富Te现象。掺Cu后Te氧化明显，以ZnTe形式存在的Te明显减少；ZnTe：Cu薄膜中Zn的含量在退火前后变化明显，退火前，Zn主要以ZnTe形式存在，退火后Zn原子向表面扩散，使表面成分更加均匀，谱峰变宽；退火时，部分Cu原子进入晶格形成CuxTe相，引起载流子浓度变化，导致ZnTe：Cu多晶薄膜的电导温度关系异常。     

不同织构CVD金刚石膜的Hall效应特性

采用热丝化学气相沉积法在p型硅衬底上制备了不同织构的多晶金刚石膜,使用XRD表征了CVD金刚石膜的结构特征, 研究了退火后不同织构金刚石膜的电流特性, 使用Hall效应检测仪研究了金刚石膜的霍尔效应特性及随温度变化的规律, 结果表明所制备的金刚石膜是p型材料, 载流子浓度随着温度的降低而增加, 迁移率随着温度的降低而减小. 室温下[100]织构金刚石薄膜的载流子浓度和迁移率分别为4.3×10⁴ cm^-3和76.5 cm²/V·s.     

后退火处理对铟锡氧化物表面等离激元共振特性的影响

近年来,表面等离激元光子学发展迅速,并取得了众多新成果.重掺杂半导体材料的表面等离激元共振性质的研究,也得到了人们越来越多的关注.本文通过纳米球刻印技术制备准三维二氧化硅纳米球阵列,在阵列上沉积铟锡氧化物薄膜,通过不同条件下的后退火处理改变铟锡氧化物薄膜的载流子浓度和载流子迁移率,并研究随着材料性质的改变其相应表面等离激元共振特性的变化规律.结果表明：退火处理均使铟锡氧化物薄膜的晶粒长大,光学透过率增加;在空气中退火会导致铟锡氧化物薄膜的载流子浓度减少,其表面等离激元共振峰红移;而真空退火则使铟锡氧化物薄膜的载流子浓度增加,共振峰蓝移.这些研究结果可为后续铟锡氧化物表面等离激元材料及器件的研究提供科学依据和实际指导.     

硅基锗薄膜的红外吸收谱和电学特性

为了解退火对硅基锗薄膜的质量、红外吸收、透射率和电学性质的影响,采用分子束外延方法用两步法在硅基上生长锗薄膜。将生长后的样品分成两部分,其中一部分进行了退火处理。对退火前后的样品用高分辨X射线双晶衍射仪测量了(400)晶面的X射线双晶衍射摇摆曲线,用傅里叶红外光谱仪测量了红外透射率和吸收谱,并用霍尔效应仪测量了退火前后样品的载流子浓度、迁移率、电阻率、电导率和霍尔系数。结果表明,退火后的薄膜质量明显提高。退火后大部分区域吸收增大,透射率明显减小,615~3 730 cm-1区间的透射率均比退火前降低了20%以上。退火后的体载流子浓度增大到退火前的23.26倍,迁移率增大到退火前的27.82倍。