金属前驱体比例和硫化温度对Cu-Sn-S薄膜特性的影响

使用射频磁控溅射在镀Mo的玻璃基底上制备了Cu/Sn化学计量比为1.4 ～2.0的金属前驱体薄膜.经过400℃、450℃和500 ℃硫化后获得了一系列Cu-Sn-S薄膜.采用X射线衍射、X射线光电子能谱、拉曼光谱、原子力显微镜和紫外可见近红外分光光度计对样品进行了表征.结果表明:硫化温度与前驱体中Cu/Sn化学计量比对Cu-Sn-S薄膜的结构、化学组分和光学性能影响较大.当硫化温度为450℃,前驱体中Cu/Sn化学计量比为1.4∶1时,能得到近乎单一相、四方结构的Cu2SnS3薄膜,光学带隙为1.01 eV.过高的Cu/Sn化学计量比或硫化温度都会导致Cu3SnS4或Cu4SnS4的出现.     

在Si(100)上以AlN作过渡层低温外延生长ZnO薄膜

采用脉冲激光沉积(PLD)方法在Si(100)上成功生长了高度c轴取向的AlN薄膜,并以此为衬底,实现了ZnO薄膜的低温准外延生长.通过X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)以及荧光分光光度计表征ZnO薄膜的结构、表面形貌和发光性能.结果表明,ZnO薄膜能在AlN过渡层上沿c轴准外延生长,采用AlN过渡层后,其荧光强度也有大幅提高.     

Exchange-coupling-induced fourfold magnetic anisotropy in CoFeB/FeRh bilayer grown on SrTiO3(001)

Exchange coupling across the interface between a ferromagnetic (FM) layer and an antiferromagnetic (AFM) or another FM layer may induce a unidirectional magnetic anisotropy and/or a uniaxial magnetic anisotropy, which has been extensively studied due to the important application in magnetic materials and devices. In this work, we observed a fourfold magnetic anisotropy in amorphous CoFeB layer when exchange coupling to an adjacent FeRh layer which is epitaxially grown on an SrTiO₃(001) substrate. As the temperature rises from 300 K to 400 K, FeRh film undergoes a phase transition from AFM to FM phase, the induced fourfold magnetic anisotropy in the CoFeB layer switches the orientation from the FeRh$\langle 110\rangle $ to FeRh$\langle 100\rangle $ directions and the strength is obviously reduced. In addition, the effective magnetic damping as well as the two-magnon scattering of the CoFeB/FeRh bilayer also remarkably increase with the occurrence of magnetic phase transition of FeRh. No exchange bias is observed in the bilayer even when FeRh is in the nominal AFM state, which is probably because the residual FM FeRh moments located at the interface can well separate the exchange coupling between the below pinned FeRh moments and the CoFeB moments.     

微波等离子体化学气相沉积制备SiCN结晶膜及SiCN微米棒阵列

本文采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)系统,以CH4, H2, N2作为源气体,以Si棒作为Si源,在Si衬底上制备出了SiCN结晶及SiCN微米棒阵列.样品的形貌由场发射扫描电子显微镜(SEM)表征分析.用X射线光电子谱(XPS)、Raman散射谱及X射线衍射(XRD)对样品的键合状态及结构进行表征,结果表明,所得到的SiCN薄膜是一具有新的六方结构的三元化合物.     

金刚石膜在Si(100)衬底上的选择沉积

采用自行设计的微波等离子体化学气相沉积系统,利用铜网作为模板实现了在Si(100)衬底上金刚石膜的选择沉积.用场发射扫描电子显微镜(SEM)、Raman散射谱对样品进行了表征与分析.并与同样生长条件下未采用模板时得到的金刚石样品进行了比较.结果发现,采用模板后,金刚石膜的成核密度和质量都得到很大提高.     

微波等离子体化学气相沉积制备碳氮晶体薄膜

利用微波等离子体化学气相沉积系统 ,以甲烷、氮气和氢气作为气源 ,在Si( 1 0 0 )衬底上成功地制备出了碳氮晶体薄膜 ,并对两种衬底温度下的薄膜性质进行了比较。用高分辨率场发射扫描电子显微镜观察薄膜 ,可以看出晶型完整 ,结构致密 ,结晶质量较好。X射线能谱证明了碳氮是以C─N和CN共价键的形式存在 ,氮碳元素的原子比均为 1 .3。X射线衍射确定出在衬底温度为 90 0± 1 0℃时薄膜样品的主要晶相成份是α C3N4,β C3N4,赝立方C3N4,立方C3N4和一个未知相 (面间距d =0 .4 0 0 2nm) ,而在 95 0± 1 0℃时薄膜样品的主要晶相成份是α C3N4,β C3N4,赝立方C3N4,类石墨C3N4和一个未知相 (面间距d =0 .3 984nm)。喇曼光谱分析也证实了薄膜中主要存在α C3N4,β C3N4相     

微波水热条件对氧化锌晶体的形态和粒度的影响

利用微波水热法，以氢氧化锌为前驱物，在反应温度不小于100℃的情况下，成功地制备出氧化锌微晶。研究了水热条件对氧化锌微晶的晶粒大小和形貌的影响。在水热环境下，当反应温度一达到100℃，氧化锌微粒就能快速形成和生长。反应温度在100℃时，延长反应时间(～4h)氧化锌微晶的形貌和晶粒大小均没有受到大的影响；然而，升高反应温度氧化锌微晶的晶粒大小会略微地减小。另一方面，当反应前溶液中的pH值从9增大到12时，氧化锌微晶的形态从不规则的片状颗粒改变到长柱状晶粒。另外，随着溶液中pH值的增加，氧化锌微晶的结晶性变好、粒度变大。合理地解释了反应温度、溶液中的pH值对制得的氧化锌微晶的形态、晶粒粒度的影响。     

热退火对ZnO-SiO2复合薄膜的微结构及荧光特性的影响

采用脉冲激光沉积技术(PLD)在单晶Si衬底上制备了ZnO-SiO2复合薄膜.分别用SEM、XRD观察了样品在沉积态(300℃)及700℃和900℃下热退火后的形貌和结构.发现经700℃热处理后,样品中有第三相β-Zn2SiO4形成,经900℃热处理后的样品中硅锌矿型Zn2SiO4取代了β-Zn2SiO4成为第三相.研究了热退火处理前后样品的荧光特性变化,结果表明经700℃热处理后,荧光光谱与沉积态相比,紫外区域的发光强度有较大提高,可见光区域的宽带强度变弱;经900℃热处理后,紫外区域荧光强度与700℃处理相比略有减小,可见光发光带消失.     

Ni掺杂ZnO薄膜的荧光特性

采用脉冲激光沉积技术(PLD)在单晶Si 衬底上制备了Ni掺杂的ZnO薄膜,通过VARAIN Cary-Eclips 500型荧光光谱仪研究了样品的荧光特性。观察到360和380 nm左右2个荧光峰。通过Ni掺杂,研究了360 nm左右荧光峰的起源。结果表明,随着靶材中Ni掺杂量的不同,荧光峰峰位不变,而相应的发光强度发生了明显的变化。当靶材中Ni∶ZnO的摩尔比X_s为5％时,样品中360 nm紫外荧光峰的发光强度最佳,表明360 nm左右荧光峰并不是重掺杂后杂质能级深入到导带的结果,有可能是起源于分裂的价带与导带间的复合跃迁。     

SiCN薄膜在Si衬底上的沉积

本文采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)系统,在单晶Si衬底上制备出了SiCN薄膜.所采用的源气体为高纯CH4和N2,而Si源来自于Si衬底、SiH4和Si棒.用场发射扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射谱(XRD)对样品进行了表征与分析.结果表明,外加Si源、高的衬底温度、高流量N2有助于提高样品的成膜质量.所得到SiCN样品是新型的六方结构三元化合物.