Lift‐off protocols for thin films for use in EXAFS experiments

Lift‐off protocols for thin films for improved extended X‐ray absorption fine structure (EXAFS) measurements are presented. Using wet chemical etching of the substrate or the interlayer between the thin film and the substrate, stand‐alone high‐quality micrometer‐thin films are obtained. Protocols for the single‐crystalline semiconductors GeSi, InGaAs, InGaP, InP and GaAs, the amorphous semiconductors GaAs, GeSi and InP and the dielectric materials SiO₂ and Si₃N₄ are presented. The removal of the substrate and the ability to stack the thin films yield benefits for EXAFS experiments in transmission as well as in fluorescence mode. Several cases are presented where this improved sample preparation procedure results in higher‐quality EXAFS data compared with conventional sample preparation methods. This lift‐off procedure can also be advantageous for other experimental techniques (e.g. small‐angle X‐ray scattering) that benefit from removing undesired contributions from the substrate.     

声表面波气体传感器研究进展*

基于声表面波技术的气体传感器包括采用敏感膜和结合气相色谱两种方式。比较而言,采用敏感膜的声表面波气体传感器体积小、功耗低,适应小型化毒气报警器的发展要求,但可检测的气体种类少、灵敏度低、存在交叉干扰问题;声表面波与气相色谱联用的气体分析仪灵敏度高、可检测气体种类多、很好地解决交叉干扰问题,特别适合于复杂大气背景条件下的气体成分分析。本文从传感器响应机理分析与物理功能结构两方面出发介绍了两类声表面波气体传感器的研究进展情况。     

PIN型和NIP型硅薄膜太阳电池中绒面陷光结构和陷光性能研究

对于硅薄膜太阳电池来说, 无论是PIN型还是NIP型太阳电池, 采用绒面陷光结构来提高入射光的有效利用率是提高太阳电池效率的重要方法之一.本文采用标度相干理论对PIN和NIP型电池的绒面结构的陷光性能进行了数值模拟. 结果表明: PIN电池中前电极和NIP电池中背电极衬底粗糙度分别为160和40 nm时可获得理想的陷光效果; 在不同粗糙度背电极衬底上制备a-SiGe:H电池发现, 使用40和61.5 nm 背电极可获得相当的短路电流密度, 理论分析和实验得到了一致的结果. 关键词： 陷光结构 光散射能力 标量相干理论 硅基薄膜太阳电池     

磁控溅射(Ti,N)/Al纳米复合薄膜的微结构和力学性能

采用Al和TiN靶通过磁控共溅射方法, 制备了一系列Ti:N≈1的不同(Ti, N) 含量的铝基纳米复合薄膜, 利用X射线能量分散谱仪、X射线衍射仪、透射电子显微镜和纳米力学探针表征了薄膜的成分、 微结构和力学性能, 研究了(Ti, N)含量对复合薄膜微结构和力学性能的影响. 结果表明: Ti, N原子的共同加入使复合薄膜形成了同时具有置换固溶和间隙固溶特征的"双超过饱和固溶体", 薄膜的晶粒随着溶质含量的增加逐步纳米化, 并进一步形成非晶结构, 晶界区域形成溶质原子的富集区. 相应地, 复合薄膜的硬度在含1.8 at.%(Ti, N) 时就可迅速提高到3.9 GPa; 随着TiN含量的增加, 薄膜的硬度进一步提高到含17.1 at.%(Ti, N)时的8.8 GPa. 以上结果显示出Ti和N"双超过饱和固溶"对Al薄膜极其显著的强化效果.     

面外应变对1-3型垂直异质P(VDF-TrFE)基复合薄膜电热性能的调控

考虑1-3型垂直异质铁电P（VDF-TrFE）基复合薄膜结构,利用非线性的热力学理论分析和讨论了平面外应变对复合薄膜电热性能的调控作用. 结果表明,在施加的垂直电场下,平面外应变可以有效地调控电极化、热释电系数、绝热温差等铁电、电热性能. 通过合理的调控平面外应变可以在很大的温度区域范围内获得比纯平面外延薄膜结构更高的绝热温差. 研究结果预示着垂直异质P（VDF-TrFE）基复合薄膜结构在一定的工作温度范围内具有优异的电热性能,在微电源、光通信二极管、红外传感器等微型元件方面有着广泛的应用前景. 关键词： 电热效应 平面外应变 P(VDF-TrFE)复合薄膜 绝热温差     

薄膜硅的变隙问题及隙态分布

用电子束蒸发的方法制备可变光学带隙薄膜硅材料, 给出了研究结果. 介绍了一种做透过率曲线切线确定薄膜光学带隙的简易方法, 给出了制备工艺和条件, 以及各种材料的隙态分布图. 实验发现, 材料的光学带隙宽度不但与量子尺度效应有关, 而且与缺陷形成的势垒高度和宽度以及有序短程(原子串)长度有关; 给出了常规硅材料的光学带隙与原子串长度的关系. 计算表明, 随着原子串长度的加大, 势阱中的电子液面升高, 载流子受缺陷势垒的散射减弱; 在原子串长度较低的情况下, 电子液面不总是随着原子串长度升高, 而是有较大的涨落, 形成锯齿状波动.计算还发现, 在势垒宽度与原子串长度之比不变的情况下, 电子液面还与势垒高度有关. 关键词： 薄膜硅 可变光学带隙 隙态分布 电子液面涨落     

锗基底7～11.5μm高性能红外宽带减反射膜的研究

为了提高锗基底的透过率和膜层的机械强度，对锗基底上高性能的红外宽带减反射膜的设计与制备工艺进行了研究。介绍了红外宽带减反射膜的膜料选择、膜系设计以及采用 离子束辅助沉积该膜系的过程。给出了用该方法制备的7～11.5μm波段宽带减反射膜的实测光谱曲线，其峰值透过率高达99.5％以上，在设计波段范围内平均透过率大于97.5％， 膜层附着性能好，光机性能稳定。这对于红外光学系统的应用具有十分重要的意义。     

Thermal emission stimulated by excitation of metastable states

Waves interference inside thin films creates fine structures in the thermal emission spectrum of film when the magnitude of film thickness is of the same order than the coherence length of light. Here, we present an alternative to the theory of partially coherent light to explain these ripples pattern and easily predict the radiative properties of films in intermediate regime. The starting point of this theory is based on the observation that unlike vacuum, matter supports the presence of unstable electromagnetic waves with a finite lifetime. For thin absorbing films, we demonstrate that many of these metastable states are quantified and can be excited by an external radiation field. A direct connection is then established between the peaks of emission and these modes. These results open new prospects for the theoretical study and modelling of radiative exchanges inside and between microscale media.     

离子束辅助沉积对类金刚石膜结构影响的计算机模拟

采用分子动力学(MD)模拟研究了离子束辅助沉积(1BAD)生长类金刚石(DLC)膜的物理过程.分 别选C₂分子和Ar离子作为沉积源和辅助沉积粒子.改变Ar的入射能量和到达比(A r／C)，研 究了它对DLC膜结构的影响.重点讨论了Ar辅助沉积引起表面原子的瞬间活性变化对薄膜结构 产生的影响.分析表明，由于Ar离子的轰击引起的能量和动量的传递，大大地增强了C原子在 表面的反冲动能及迁移概率，增加了合成薄膜的SP³键含量.研究结果和实验 观察一致，并从合成机理上给出了一些定量解释. 关键词： 类金刚石膜 离子束辅助沉积 分子动力学模拟     

Sb，In，P掺杂对SnO2薄膜透明导电性能的影响

采用溶胶凝胶（Sol-Gel）技术制备了SnO2：（Sb，In）透明导电薄膜，优化了制备工艺参数，获得了最佳制备条件．研究表明，4％的铟掺杂有效地改善了薄膜的内部结构，使得紫外-可见光的透过率显著增加；7％的锑掺杂释放出了更多的栽流子，使薄膜的方块电阻降低，2％的磷掺杂因准连续杂质能带的形成进一步提高了薄膜的电导率．Sb、In、P的掺入使得SnO2薄膜的紫外-可见光的透过率达83％，方块电阻达38Ω。