膜厚对射频磁控溅射法制备的SnS薄膜结构和光学性质的影响

利用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备SnS薄膜,用X射线衍射(XRD)、能谱仪(EDS)、原子力显微镜(AFM)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)分别对所制备的薄膜晶体结构、组分、表面形貌、厚度、反射率和透过率进行表征分析。研究结果表明:薄膜厚度的增加有利于改善薄膜的结晶质量和组分配比,晶粒尺寸和颗粒尺寸随着厚度的增加而变大。样品的折射率在1 500~2 500 nm波长范围内随着薄膜厚度的增加而增大。样品在可见光区域吸收强烈,吸收系数达10⁵ cm^-1量级。禁带宽度在薄膜厚度增加到1 042 nm时为1.57 eV,接近于太阳电池材料的的最佳光学带隙(1.5 eV)。     

快速退火对PLD法制备SnS薄膜结构和光学性质的影响

利用脉冲激光沉积(PLD)法在玻璃基片上室温生长SnS薄膜,并在Ar气保护下分别在200,300,400,500,600℃对薄膜进行快速退火处理。利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、原子力显微镜(AFM)、场发射扫描电子显微镜( FE-SEM)、紫外-可见-近红外分光光度计( UV-Vis-NIR)、Keithley 4200-SCS半导体参数分析仪研究了快速退火温度对SnS薄膜的晶体结构、表面形貌以及有关光学性质和电学性能的影响。所制备的SnS薄膜样品沿(111)晶面择优取向生长,退火温度为400℃时的薄膜结晶质量最好。薄膜均具有SnS特征拉曼峰。随着退火温度的升高,薄膜厚度逐渐减小,而平均颗粒尺寸逐渐增大。不同退火温度下的SnS薄膜在可见光范围内的吸收系数均为105 cm-1量级,400℃时退火薄膜的直接带隙为1.92 eV。随着退火温度从300℃升高到500℃,电阻率由1.85×104Ω·cm下降到14.97Ω·cm。     

PCL-b-PDMS-b-PCL复合环氧树脂的表面结构

利用原子力显微镜(AFM)中的敲击模式原子力显微镜(TM-AFM)和摩擦力显微镜(FFM)对不同含量聚己内酯-b-聚二甲基硅氧烷-b-聚己内酯三嵌段(PCL-b-PDMS-b-PCL)共聚物复合环氧树脂的表面富集结构进行了分析研究. TM-AFM测试在不同作用力下得到了PCL-b-PDMS-b-PC 含量不同环氧树脂表面及其亚表面的分相结构; 同时利用FFM对其表面进行摩擦和磨损试验. 结果表明, PCL-b-PDMS-b-PCL含量不同时摩擦性能表现出较大的变化, 当其质量分数达到30%时, 表面性能达到了稳定. 接触角试验也验证了以上的结果.     

长方闪烁体镜反射光收集效率的解析计算

对γ射线探测器中狭长型塑料闪烁体镜反射方式下的光收集问题进行了研究。建立了一种光传输与收集的解析模型，并结合实例计算了光收集效率。     

新奇纳米结构SiO_x的自组织生长及其发光

采用化学气相沉积法,以纳米Mg2Si和SiO2的混合粉体作为硅源,在较低温度自组织生长了大量绳状SiOx新奇纳米结构。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段对纳米结构进行了系统表征,并在室温观测到了光致发光,其发光峰峰位在560nm附近,在此基础上对该纳米结构的生长机理进行了深入的讨论。     

Si(111)-7×7表面上C60多层膜的生长及其纳米摩擦学性质

在超高真空(UHV)条件下,用分子束外延(MBE)方法,通过对生长过程中蒸发速率和衬底温度等参数的控制,可以避免C60分子在Si(111)-7×7重构表面多层生长时团聚岛的形成,得到了逐层生长的C60多层膜.同时利用超高真空扫描隧道显微镜(UHV-STM)对这种多层膜结构进行了观察并对这种现象产生的机理做了分析,测定了不同层数C60薄膜的黏附力和摩擦力曲线,发现分子层数对薄膜的摩擦性质有显著影响,随着沉积层数的增加,样品的摩擦力明显降低,摩擦系数也有降低的趋势.由于分子层数的增加导致C60分子转动程度增强,本文得出结论,摩擦力的降低是由C60分子的转动引起的,C60分子在这里充当了“纳米滚动轴承”,即C60分子的转动为微观结构提供了能量耗散通道.     

原子力显微镜在PLD法制备ZnO薄膜表征中的应用

利用脉冲激光沉积(PLD)法在氧压为16 Pa、衬底温度为400~700 ℃时,在单晶Si(100) 衬底上制备ZnO薄膜,并通过原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)谱和光致发光谱对制得的薄膜样品进行表面形貌、结构特性和发光性质研究。其中通过原子力显微镜对样品的二维、三维以及剖面线图进行了分析。结果表明衬底温度700 ℃时得到的薄膜样品表面较均匀致密,晶粒生长较充分,结晶质量较高,相对发光强度高。控制氧压为5.7 Pa,在衬底温度为600 ℃,沉积时间分别为10,20,45 min制备ZnO薄膜样品;利用原子力显微镜对样品进行表面形貌观察,得知只有沉积时间足够长才能使薄膜表面晶粒充分生长。     

氧气压强对PLD制备MgZnO薄膜光学性质的影响(英文)

使用准分子脉冲激光沉积(PLD)方法在Si(100)基片上制备了高度c轴取向的MgZnO薄膜。分别使用SEM、XRD、XPS、PL谱和吸收谱表征了薄膜的形貌、结构、成分和光学性质。实验发现氧气压强对MgZnO薄膜的结构和光学性质有重要影响。当氧气压强由5 Pa增大到45 Pa时,薄膜的PL谱紫外峰蓝移了86meV,表明氧气压强的增大提高了MgZnO薄膜中Mg的溶解度。在15 Pa氧气压强下制备的薄膜显示了独特、均匀的六角纳米柱状结构,其PL谱展示了优异的发光特性,具有比其他制备条件下超强的紫外发射和微弱的可见发光。500~600 nm范围内的绿光发射,我们讨论其机理可能源于深能级中与氧相关的缺陷。使用PLD得到纳米柱状结构表明:优化制备条件,可望使用PLD制备ZnO纳米阵列的外延衬底;可使用PLD技术开发基于ZnO纳米结构的高效发光器件。     

PLD制备的Cu掺杂SnS薄膜的结构和光学特性

利用脉冲激光沉积(PLD)在玻璃衬底上制备了Cu掺杂SnS薄膜.靶材是由SnS和Cu₂S粉末混合压制而成(Cu和Sn的量比分别为0%、2.5%、5%、7.5%和10%).利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、原子力显微镜(AFM)、紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)、Keithley 4200-SCS半导体参数分析仪研究了Cu掺杂量对SnS薄膜的晶体结构、表面形貌、光学性质和电学性能的影响.结果表明:所制备的SnS薄膜样品沿(111)晶面择优取向生长, SnS :5%Cu薄膜的结晶质量最好且具有SnS特征拉曼峰.随着Cu掺杂量的增大, 平均颗粒尺寸逐渐增大.不同Cu掺杂量的薄膜在可见光范围内的吸收系数均为10⁵ cm^-1数 量级.SnS :5%Cu薄膜的禁带宽度E_g为2.23 eV, 光暗电导率比值为2.59.同时, 在玻璃衬底上制备了p-SnS :Cu/n-ZnS 异质结器件, 器件在暗态及光照的条件下均有良好的整流特性, 并具有较弱的光伏特性.     

射频磁控溅射法制备SnS_2薄膜结构和光学特性的研究

采用射频磁控溅射法溅射SnS_2靶,在玻璃基片上以不同射频功率和氩气压强制备一系列薄膜样品,研究了不同工艺条件对薄膜特性的影响。利用X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)对薄膜样品的晶体结构和物相进行表征分析。利用X射线能量色散谱(EDS)、紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)对SnS_2薄膜的化学组分、光学特性等进行测试,计算或分析了SnS_2薄膜样品的组分原子比、光学常数和光学带隙。结果表明:制备SnS_2薄膜的最佳工艺条件为射频功率60 W、氩气压强0.5 Pa。在该条件下,所制备的SnS_2薄膜沿(001)晶面择优取向生长,可见光透过率和折射率较高,消光系数较小,直接带隙为2.81 e V。在此基础上,进一步制备了n-SnS_2/p-Si异质结器件。器件具有良好的整流特性及弱光伏特性,反向光电流随光照强度的增加而增大。器件的光电导机制是由SnS_2禁带中陷阱中心的指数分布所控制。