高温退火处理下SiNx薄膜组成及键合结构变化

采用等离子增强化学气相沉积法, 以氨气和硅烷为反应气体, p型单晶硅为衬底, 低温下(200 ℃)制备了非化学计量比氮化硅(SiN_x)薄膜. 在N₂氛围中, 于500–1100 ℃范围内对薄膜进行热退火处理. 室温下分别使用Fourier变换红外吸收(FTIR)光谱技术和X射线光电子能谱(XPS)技术测量未退火以及退火处理后SiN_x薄膜的Si–N, Si–H, N–H键键合结构和Si 2p, N 1s电子结合能以及薄膜内N和Si原子含量比值R的变化. 详细讨论了不同温度退火处理下SiN_x薄膜的FTIR和XPS光谱演化同薄膜内Si, N, H原子间键合方式变化之间的关系. 通过分析FTIR和XPS光谱发现退火温度低于800 ℃时, SiN_x薄膜内Si–H和N–H键断裂后主要形成Si–N键; 当退火温度高于800 ℃时薄膜内Si–H和N–H键断裂利于N元素逸出和Si纳米粒子的形成; 当退火温度达到1100 ℃时N₂与SiN_x薄膜产生化学反应导致薄膜内N和Si原子含量比值R增加. 这些结果有助于控制高温下SiN_x薄膜可能产生的化学反应和优化SiN_x薄膜内的Si纳米粒子制备参数. 关键词： x薄膜')" href="#">SiN_x薄膜 Fourier变换红外吸收光谱 X射线光电子能谱 键合结构     

适合教学的高性能太阳能电池测试系统

利用短弧氙灯模拟AM1.5太阳光,通过数据采集模块采集初始电流、电压、温度、光谱响应参数,经LabVIEW和Matlab运算修正复现后,得到标准条件下的I-V特性曲线.该系统具有很高的精确度、自动化程度和可靠性的同时,还具有灵活的测试范围,适用于实验教学.     

PEB/MMA-AN悬浮接枝共聚反应机理

研究了乙烯-1-丁烯共聚物(PEB)弹性体与甲基丙烯酸甲酯(MMA)-丙烯腈(AN)悬浮接枝共聚反应行为及接枝共聚产物对SAN树脂增韧作用随反应时间的变化规律, 用凝胶渗透色谱法和傅里叶变换红外光谱法对接枝共聚产物进行了表征, 分析了接枝共聚反应机理, 推算了接枝链分子量. 结果表明, 体系首先发生链增长自由基向PEB转移终止形成非接枝共聚物(MAN_L)和PEB大分子自由基引发单体共聚形成接枝链(g-MAN)的反应, 接枝反应结束后体系发生明显的非接枝共聚形成非接枝共聚物(MAN_H)的反应; MAN_L的分子量低于g-MAN的分子量, 而g-MAN的分子量明显低于MAN_H的分子量; 在接枝共聚过程中发生已接枝和未接枝PEB断链并随机再接生成多嵌段共聚物的副反应; 在反应初期, 接枝链的AN单元含量接近于非接枝共聚物的AN单元含量, 在反应中后期前者远低于后者.     

包含硅量子点的富硅SiNx 薄膜结构与发光特性

采用等离子体增强化学气相沉积法, 以NH₃与SiH₄为反应气体, n型单晶硅为衬底, 低温(220 ℃)沉积了富硅氮化硅(SiN_x)薄膜. 在N₂氛围中, 于500–1100 ℃ 范围内对样品进行了热退火处理. 采用Raman 光谱技术分析了薄膜内硅量子点的结晶情况, 结果表明, 当退火温度低于950 ℃时, 样品的晶化率低于18%, 而当退火温度升为1100 ℃, 晶化率增加至53%, 说明大部分硅量子点都由非晶态转变为晶态. 实验通过Fourier 变换红外吸收(FTIR)光谱检测了样品中各键的键合结构演变, 发现Si–N键和Si–H键随退火温度升高向高波数方向移动, 说明了薄膜内近化学计量比的氮化硅逐渐形成. 实验还通过光致发光(PL)光谱分析了各样品的发光特性, 发现各样品中均有5个发光峰, 讨论了它们的发光来源, 结合Raman光谱与FTIR光谱表明波长位于500–560 nm的绿光来源于硅量子点, 其他峰则来源于薄膜内的缺陷态. 研究了硅量子点的分布和尺寸对发光带移动的影响, 并根据PL峰位计算了硅量子点的尺寸, 其大小为1.6–3 nm, 具有良好的限域效应. 这些结果有助于制备尺寸不同的硅量子点和基于硅量子点光电器件的实现. 关键词： 硅量子点 氮化硅薄膜 光致发光 Fourier 变换红外吸收     

衬底温度对MOCVD-ZnO薄膜特性的影响

利用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)生长技术,制备本征ZnO薄膜,并研究薄膜的结构、形貌及光电等性能.结果表明:衬底温度对ZnO薄膜的微观结构、电学、光学及表面形貌等有显著影响.在衬底温度为180℃时获得电阻率为2.17×10-2Ω·cm.平均透过率为85;的低电阻、高透过率、结晶质量高、表面呈绒面结构的本征ZnO薄膜.对本征ZnO薄膜进一步掺杂和结构优化有望用于硅薄膜太阳能电池的前电极.     

非晶硅薄膜金属诱导晶化的实时监测系统与晶化效果测量

设计了用于测量非晶硅薄膜诱导晶化的电阻值的实验装置,通过实时电阻测量方法实现了金属诱导晶化制备多晶硅薄膜的实时监控.结果表明薄膜的电阻值在高温下随晶化时间呈指数衰减,且具有很强的温度依赖关系.采用品粒边界势垒模型解释了阻值衰减行为,分析计算了样品的阻值衰减规律.应用拉曼光谱分析检测实时电阻测量的可靠性,结果表明实时电阻测量方法可以用于金属诱导晶化动力学的研究.     

4H-SiC纳米薄膜的微结构及其光电性质研究

采用新设计的电极结构的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术,在高功率密度、高氢稀释比、低温、偏压及低反应气压的条件下,在衬底表面形成双等离子流,增加了衬底表面SiC的成核概率,增强成核作用,形成纳米晶.采用高H2等离子体刻蚀弱的、扭曲的、非晶Si—C及Si—Si和Si—H等键时,由于H等离子体对纳米SiC晶粒与非晶态键的差异刻蚀作用,产生自组织生长,发生晶化.Raman光谱和透射电子衍射(TEM)的测试结果表明,纳米晶SiC是4HSiC多型结构.电子显微照片表明平均粒径为16nm,形状为微柱体.实验结果指出,SiC纳米晶的形成必须经过偏压预处理成核,并且其晶化存在一个功率密度阈值;当低于这一功率密度阈值时,晶化消失;当超过这一阈值时,纳米晶含量随功率密度的提高而增加.随着晶化作用的加强,电导率增加. 关键词： 4H-SiC PECVD 纳米结构 多型薄膜 纳米电子学