CuO薄膜的制备及其光伏特性

通过反应磁控溅射在n型硅和玻璃衬底上制备了p型CuO薄膜.使用X射线衍射仪和紫外-可见光-近红外光度计研究了p型CuO薄膜的结构和光学特性,得出其平均晶粒尺寸和光学带隙分别为8nm和1.36eV.通过研究其电压-电流关系确定了在p型CuO薄膜和n型硅衬底之间形成了p-n结.在AM 1.5光照条件下p-CuO/n-Si电池的开路电压为0.33V,短路电流密度为6.27mA/cm2,填充因数和能量转化效率分别为0.2和0.41%.     

高择优取向铌酸锶钡薄膜的射频磁控溅射制备

采用溶胶-凝胶法在(100)Si单晶上预先制备出掺钾(K)的铌酸锶钡(SBN)缓冲层,利用射频磁控溅射法在缓冲层KSBN上沉积出高择优取向的铌酸锶钡薄膜,获得了磁控溅射法制备择优取向铌酸锶钡薄膜的相关工艺参数,研究发现,KSBN缓冲层能够很有效地克服衬底与SBN薄膜之间较大的晶格失配,在氧气氩气的比例为1∶2,工作气压为10 Pa,溅射功率300 W,衬底温度300℃,退火温度为800℃的工艺条件下,能够获得c轴高度择优取向的铌酸锶钡铁电薄膜.利用X射线衍射仪,原子力显微镜等仪器分析了薄膜 关键词： 磁控溅射 高择优取向 p-n结效应     

高择优取向铌酸锶钡薄膜的射频磁控溅射制备

采用溶胶-凝胶法在(100)Si单晶上预先制备出掺钾(K)的铌酸锶钡(SBN)缓冲层，利用射频磁控溅射法在缓冲层KSBN上沉积出高择优取向的铌酸锶钡薄膜，获得了磁控溅射法制备择优取向铌酸锶钡薄膜的相关工艺参数，研究发现，KSBN缓冲层能够很有效地克服衬底与SBN薄膜之间较大的晶格失配，在氧气氩气的比例为1∶2，工作气压为10 Pa，溅射功率300 W，衬底温度300℃，退火温度为800℃的工艺条件下，能够获得c轴高度择优取向的铌酸锶钡铁电薄膜.利用X射线衍射仪，原子力显微镜等仪器分析了薄膜     

溶胶-凝胶法制备Si基ZnO薄膜的光伏特性

用溶胶-凝胶法在P型半导体Si（100）基片上生长了具有六角晶形的ZnO薄膜。SEM和XRD显示,C轴择优取向性明显,薄膜生长质量较好。ZnO薄膜的光致发光谱不仅有384.2nm的紫外波峰（FWHM=20.3nm）,而且还有649.2nm的红光波峰（FWHM=214nm）,两峰相对高度比为0.934。用波长为632.8nm的氦氖激光照射ZnO薄膜的表面,产生了明显的光伏效应。     

CuO薄膜的三阶非线性光学特性研究

采用脉冲激光沉积技术在Si(100)和熔石英基片上制备了单相的CuO薄膜.通过X射线衍射仪,拉曼光谱仪,场发射扫描电镜和紫外可见光光度计对薄膜的结构,表面形貌和光学性质进行了表征. 场发射扫描电镜结果表明CuO薄膜中晶粒排列致密且分布均匀,其尺寸约为45nm.结合飞秒激光(800nm,50fs)和Z扫描方法测量了薄膜的三阶非线性光学特性,结果表明CuO薄膜具有超快的非线性光学响应且非线性折射率和非线性吸收系数均为负值,其大小分别为-3.96×10^-17 m^{2< 关键词： CuO薄膜 Z-扫描')" href="#">Z-扫描 三阶光学非线性}     

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。     

射频磁控溅射法制备ZnO薄膜的发光特性

利用射频磁控溅射法在硅衬底上制备出具有（002）择优取向的氧化锌薄膜，用波长为300nm的光激发，观察到在446nm处有一强的光致发光峰，它来自于氧空位浅施主能级上的电子到价带上的跃迁。并讨论了发光峰与氧压的关系以及退火对它的影响，且给出了解释。     

快速热处理制备相变氧化钒薄膜及其特性研究

采用直流对靶磁控溅射在Si<100>基底上沉积金属V薄膜, 然后分别在纯氧气环境和纯氮气环境下进行快速热处理制备具有 金属-半导体相变特性的氧化钒(VO_X)薄膜, 热处理条件分别为纯氧气环境下430℃/40 s, 450℃/40 s, 470℃/40 s, 450℃/30 s, 450℃/50 s, 纯氮气环境下500℃/15 s. 用X射线衍射仪、X射线光电子能谱、原子力显微镜 和扫描电子显微镜对薄膜的结晶结构、钒的价态和组分以及微观形貌进行分析. 利用四探针薄膜电阻测量方法和THz时域频谱技术分析薄膜的电学特性和光学特性. 结果表明: 金属V薄膜经过纯氧气环境450℃/40 s快速热处理 后形成了具有低相变特性的VO_X薄膜, 升温前后薄膜方块电阻变化幅度达到两个数量级, THz透射强度变化幅度较小. 为了提高薄膜的相变特性, 对制备的VO_X薄膜采用纯氮气环境500℃/15 s快速热处理, 薄膜的相变特性有了明显提升, 相变前后方块电阻变化达到3个数量级, THz透射强度变化达到56.33%.     

射频磁控溅射法制备SnS薄膜及其结构和光学特性

利用射频磁控溅射法在玻璃衬底上沉积SnS薄膜并对其进行快速退火处理,利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、X射线能量色散谱(EDS)、原子力显微镜(AFM)和紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)分光光度计研究了不同溅射功率(60~120 W)条件下制备的SnS薄膜的晶体结构、物相组成、化学组分、表面形貌以及有关光学特性。结果表明:经快速退火的薄膜均已结晶,提高溅射功率有利于改善薄膜的结晶质量、生长择优取向程度和化学配比,薄膜的平均颗粒尺寸呈增大趋势;溅射功率为100 W的薄膜样品的结晶质量和择优取向度高,薄膜应变最小,且为纯相SnS薄膜,Sn/S组分的量比为1∶1.09,吸收系数达10~5cm~(-1)量级,直接禁带宽度为1.54 eV。     

不同Sb含量p-SnO2薄膜的制备和特性

采用化学气相沉积方法, 利用Sb₂O₃/SnO作为源材料, 在蓝宝石衬底上制备出不同Sb掺杂量的SnO₂薄膜, 并在此基础上制作出p-SnO₂:Sb/n-SnO₂同质p-n 结器件. 研究表明, 随着Sb含量的增加, 样品表面变得平滑, 晶粒尺寸逐渐增大, 且晶体质量有所改善, 发现少量Sb的掺入可以起到表面活化剂的作用. Hall测量结果证实适量Sb的掺杂可以使SnO₂呈现p型导电特性, 当Sb₂O₃/SnO的质量比为1:5时, 其电学参数为最佳值. 此外, p-SnO₂:Sb/n-SnO₂同质p-n结器件展现出良好的整流特性, 其正向开启电压为3.4 V.     

Cu掺杂ZnO薄膜的光学性质

采用射频反应磁控溅射方法,在Si(100)和石英基片上使用双靶溅射的方法制备了Cu掺杂ZnO薄膜。利用X射线衍射、透射光谱和光致发光光谱分析了薄膜的晶体结构及光学性质,并与密度泛函理论计算的结果进行了对比。研究结果显示:Cu掺杂ZnO薄膜均具有高的c轴择优取向,无Cu及其氧化物相关相析出,掺杂对晶格参数的影响较小,与理论计算结果一致。Cu掺杂显著改变了ZnO薄膜在近紫外及可见光波段的吸收特性,其光学带隙随着Cu掺杂量的增加有所减小,带隙宽度的变化趋势与理论结果有着很好的一致性。Cu掺杂显著降低了ZnO薄膜的发光效率,具有明显的发光猝灭作用,但并不影响光致发光的发光峰位。说明Cu掺杂导致的吸收特性的改变可能与杂质能级有关,这与能带结构计算发现的Cu-3d电子态位于价带顶附近的禁带中是一致的。     

溅射工艺参数对AgInSbTe相变薄膜光学性质的影响

采用射频磁控溅射工艺,在K9玻璃片上用Ag-In-Sb-Te合金靶制备了相变薄膜,对沉积态薄膜在300℃下进行了热处理,测量了薄膜的光学性质。通过改变本底气压,溅射气压及溅射功率,研究了工艺参数对薄膜光学性质的影响,实验表明,本底气压,溅射气压及射功率综合决定了AgInSbTe薄膜的光学性质,对AgInSbTe薄膜的制备,选择较高的本底真空度,适当的溅射气压及溅射功率是非常重要的。     

退火对ZnO薄膜光学特性的影响

用射频磁控溅射法在蓝宝石衬底上制备出ZnO薄膜,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和光致发光(PL)谱等研究了退火温度对ZnO薄膜结构和光学性质的影响。测量结果显示,所制备的ZnO薄膜为六角纤锌矿结构,具有沿c轴的择优取向;随着退火温度的升高,(002)XRD峰强度和平均晶粒尺寸增大,(002)XRD峰半高宽(FWHM)减小,光致发光紫外峰强度增强。结果证明,用射频磁控溅射法通过适当控制退火温度可得到高质量ZnO薄膜。     

射频反应磁控溅射法退火生长Na-N共掺杂p-ZnO薄膜

采用射频反应磁控溅射法退火生长得到了Na-N共掺杂p-ZnO薄膜。XRD测试结果表明,退火前后均得到c轴择优取向的ZnO薄膜。Hall测试结果表明:退火后薄膜的电学性能明显改善,得到了p-ZnO薄膜,退火温度为450℃时取得最佳电学性能:室温电阻率为139.2Ω.cm,迁移率为0.2cm2.V-1.s-1,空穴浓度为2.5×1017cm-3。XPS分析表明:Na掺入ZnO中作为受主NaZn而存在,N主要以N—H键的形式存在,其受主NO的作用不明显,但是否存在NaZn-NO受主复合体,还需进一步的研究。     

溅射气氛对RF反应磁控溅射制备ZnO薄膜微结构及光致发光特性的影响

用射频反应磁控溅射法在不同溅射压强和氩氧比下制备了ZnO薄膜,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和光致发光(PL)谱等研究了溅射压强和氩氧比对ZnO薄膜结构和光学性质的影响。测量结果显示,所制备的ZnO薄膜为六角纤锌矿结构,具有沿c轴的择优取向;溅射压强P=0.6Pa,氩氧比Ar/O2=20/5.5sccm时,(002)晶面衍射峰强度和平均晶粒尺寸较大,(O02)XRD峰半峰全宽(FWHM)最小,光致发光紫外峰强度最强。     

Effect of gas flow ratio on the microstructure and mechanical properties of boron phosphide films prepared by reactive magnetron sputtering

Boron phosphide films were grown on silicon substrate by radio frequency reactive magnetron sputtering using boron target and hydrogen phosphine at different gas flow ratios (PH₃/Ar) at lower temperature. The chemical composition, microstructure and mechanical properties were characterized by X-ray photoelectron spectroscopy, X-ray diffraction, Raman spectrum, FTIR spectrum, surface profilometer and nano-indenter. The results indicate that the atomic ratio (P/B) rises from 1.06 up to 1.52 with the gas flow ratio increasing from 3/50 to 15/50. Simultaneously, the hardness and Young's modulus decrease from 25.4 GPa to 22.5 GPa, and 250.4 GPa to 238.4 GPa, respectively. Microstructure transforms from microcrystalline state to amorphous state along with the gas flow ratio increasing. Furthermore higher gas flow ratio leads to lower stress. The BP film prepared at the gas flow ratio of 3/50 can be contributed with the best properties.     

衬底类型对于Ga-N共掺杂ZnMgO薄膜性能的影响

利用直流反应磁控溅射技术分别在玻璃、n-〈111〉Si、氧化硅(SiO2/Si)、石英衬底上制得Ga-N共掺杂ZnMgO薄膜。利用X射线衍射(XRD)、Hall实验、场发射扫描电镜(FE-SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对不同衬底上生长的ZnMgO薄膜的性能进行表征。结果表明,Ga-N共掺杂p型ZnMgO薄膜具有高度c轴择优取向的结构特征。生长在玻璃、(111)Si和氧化硅衬底上的ZnMgO薄膜显示p型导电性,而生长在石英衬底上的ZnMgO薄膜显示n型导电性。生长在氧化硅片衬底上的共掺杂ZnMgO薄膜的晶体质量和电学性能最优,载流子浓度为2.28×1017cm-3,电阻率为27.7Ω·cm。而且其表面形貌明显不同于生长在其他衬底上的薄膜。Ga2p和N1s的XPS谱表明Ga-N共掺杂ZnMgO薄膜中存在Ga—N键,有利于N的掺入,从而易于实现p型生长。