不同CHF3/CH4流量比下沉积a-C∶F∶H薄膜键结构的红外分析

通过微波电子回旋共振等离子体化学气相沉积方法使用CH₄/CHF₃源气体制备a-C∶F∶H薄膜.红外结果表明,a-C∶F∶H薄膜随着流量比R=[CHF₃]/[CHF₃]+[CH₄])的变化存在结构上的演变,R<64%时,薄膜主要是以类金刚石(DLC)特征的结构为主;当R>64%时,薄膜表现为一个类聚四氟乙烯(PTFE)的结构,结构单体主要为CF₂.同时这种结构上的变化影响着薄膜 关键词： a-C∶F∶H薄膜 傅里叶变换红外光谱 紫外可见光谱     

源气体对沉积的a-C∶F∶H薄膜结构的影响

采用微波电子回旋共振等离子体化学气相沉积(MWPECRCVD)方法,使用不同的源气体(CHF3CH4,CHF3C2H2,CHF3C6H6)体系制备了aC∶F∶H薄膜.由于CH4,C2H2,C6H6气体在等离子体中的分解反应不同导致了薄膜的沉积速率和结构上的差异.红外吸收谱的结果表明,用C6H6CHF3作为源气体沉积的薄膜中几乎不含H,而用C2H2CHF3所沉积的薄膜中的含氟量最高,其相应的CF振动峰位向高频方向偏移.薄膜的真空退火结果表明,aC∶F∶H薄膜的热稳定性除了取决于薄膜的CC键浓度外,还与CC键 关键词： 氟化非晶碳膜 电子回旋共振化学气相沉积 红外吸收光谱     

ECR-CVD法制备的a-C:F:H薄膜在N2气氛中的热退火研究

改变CHF3CH4源气体流量比,使用微波电子回旋共振化学气相沉积方法(ECRCVD)制备了具有不同C—F键结构的aC:F:H薄膜,着重研究了退火对其结构的影响.结果显示薄膜的厚度及其光学带隙E04随退火温度的上升均呈现了不同程度的下降.借助于红外吸收光谱和所提出的热解模型解释了产生这种关系的结构上的根源. 关键词： 电子回旋共振化学气相沉积 红外吸收光谱 热退火 光学带隙     

氟化非晶碳薄膜的光学带隙分析

研究了CHF3C6H6沉积的氟化非晶碳(αC∶F)薄膜的光学带隙.发现αC∶F薄膜光学带隙的大小取决于薄膜中C—F,CC的相对含量.这是由于CC形成的窄带隙π键和C—F形成的宽带隙σ键含量的相对变化,改变了带边态密度分布的结果.在微波功率为140—700W、沉积气压为01—10Pa、源气体CHF3∶C6H6流量比为1∶1—10∶1条件下沉积的αC∶F薄膜,光学带隙在176—398eV之间 关键词： 氟化非晶碳(αC∶F)薄膜 光学带隙 键结构     

微波输入功率引起a-C∶F薄膜交联结构的增强

使用C2H2和CHF3的混合气体,在改变微波功率的条件下,利用微波电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积方法制备了氟化非晶碳薄膜(aC∶F).薄膜的傅里叶变换红外光谱分析结果表明:薄膜中的CC与C—F键含量的比值随功率的增加而相应地增大;借助于紫外可见光谱分析发现,薄膜的光学带隙随功率的增大而减小.由此推断微波输入功率的提高有助于增强薄膜的交联结构.aC∶F薄膜的交流电导与x射线光电子能谱进一步证实了这种增强效应 关键词： 氟化非晶碳薄膜 傅里叶变换红外光谱 x射线光电子能谱     

a-Si∶O∶H薄膜微结构及其高温退火行为研究

以微区Raman散射、X射线光电子能谱和红外吸收对等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法制备的氢化非晶硅氧(a-Si∶O∶H)薄膜微结构及其退火行为进行了细致研究.结果表明a-Si∶O∶H薄膜具有明显的相分离结构,富Si相镶嵌于富O相之中,其中富Si相为非氢化四面体结构形式的非晶硅(a-Si),富O相为Si,O,H三种原子随机键合形成的SiO_x∶H(x≈1.35).经1150℃高温退火,薄膜中的H全部释出;SiO_x∶H(x≈1.35)介质在析出部分Si原子的同     

使用发射光谱对感应耦合CF4/CH4等离子体中C2基团形成机理的研究

利用强度标定的发射光谱法,研究了感应耦合CF4/CH4等离子体中空间基团的相对密度随宏观条件(射频输入功率、气压和流量比)的变化情况.研究表明:在所研究的碳氟/碳氢混合气体放电等离子体中除了具有丰富的CF,CF2,CH,H和F等活性基团外,还同时存在着C2基团,其相对密度随着放电功率的提高而增加;随着气压的上升呈现倒"U"型的变化.C2随流量比R(R=[CH4]/{[CH4]+[CF4]})的变化不是单调的,其相对密度在R=7.5％时存在一个极大值,并随着R进一步增加而减弱,然后趋于一个稳定值.根据各基团相对密度的变化规律,认为等离子体中CF和CH基团的气相反应(CF+CH→C2+HF)是C2基团产生的主要途径,并提出了形成C2的基团碰撞的活化反应模型,据此进行的模拟计算的结果与实验相符.     

a-Si∶H薄膜及MWECR-CVD制备技术

文章回顾了a -Si∶H薄膜的发展历程 ,并介绍了其近 10年的研究状况 .为提高a -Si∶H薄膜的沉积速度 ,还重点介绍了一种新的微波电子回旋共振等离子体CVD(MWECR -CVD)技术 .该技术的特点是 :不含电极 ,可避免电极溅射造成的污染 ;等离子区离子密度高 ,对硅烷能高度分解 ,从而可显著提高薄膜生长速率 ;改变磁场位形和结构 ,可改变等离子体分布及轰击基片离子的能量 .文章还分析了其制备a -Si∶H薄膜存在的问题 ,提出了今后的研究方向 .     

α-C∶H膜化学结构对光学性能的影响

选用体积分数为99.999 9%的H2及反式-2-丁烯（T2B）为工作气体,利用低压等离子体增强化学气相沉积法制备了α-C∶H薄膜。利用傅里叶变换红外光谱仪和X射线光电子能谱对薄膜化学键和电子结构进行分析,并结合高斯分峰拟合分析了薄膜中sp3/sp2杂化键比值和sp3C杂化键分数。结果表明：薄膜中氢含量较高,主要以sp3C—H形式存在;工作气压越高,制备的薄膜中C=C键含量越少,薄膜中sp3/sp2杂化键比值和sp3C杂化键分数增加,薄膜稳定性提高。应用UV-VIS光谱仪,获得了波长在400~1 000 nm范围内薄膜的光吸收特性,结果显示: α-C∶H薄膜透过率可达98%。光学常数公式计算得到工作压强为4~14 Pa时光学带隙在2.66~2.76之间,并均随着工作气压的升高而增大。结果表明,随工作气压的升高,薄膜内sp3键减小,从而促使透过率、光学带隙增大。     

a-SiC_x:H/nc-Si:H多层薄膜的室温时间分辨光致可见发光

在等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统中,通过控制进入反应室的气体种类逐层沉积非晶SiCx∶H(a SiCx∶H)和非晶Si∶H(a Si∶H)薄膜,然后经过高温热退火处理,成功制备了晶化纳米a SiCx∶H/nc Si∶H(多晶SiC和纳米Si)多层薄膜。利用截面透射电子显微镜技术分析了a SiCx∶H/nc Si∶H多层薄膜的结构特性。通过对晶化样品的时间分辨光致发光谱的研究,结果表明:随着退火温度的升高,发光峰位置开始出现一些红移现象;当退火温度为900℃时,样品的发光强度和发光衰减时间分别达到最大值和最小值;随着退火温度的继续升高,发光峰位置又开始出现蓝移现象。由此探讨纳米a SiCx∶H/nc Si∶H多层薄膜的发光特性和发光机理。     

a-C∶H(N)薄膜结构的X射线光电子能谱分析

采用直流-射频等离子增强化学汽相沉积技术制备a-C∶H(N)薄膜，用X射线光电子能谱研究了混合气体中N₂含量对薄膜成分与结构的影响.a-C∶H(N)薄膜中含氮量可达9.09%.对a-C∶H(N)薄膜的C1s和N1s结合能谱的分析表明a-C∶H(N)薄膜的结构是由C₃N₄相镶嵌在sp²键结合的CN_x基体中组成.其中C₃N₄相中N和C原子比接近4∶3，不随薄     

Tm∶YVO4晶体中Tm3+的发光研究

测量了Tm∶YVO4 晶体的吸收光谱 ,以 34 6nm、36 3nm(1D2 )、475nm(1G4 )、6 98nm (3 F2 ,3 F3 )和 80 1nm(3 H4 )光激发时的发射光谱 ,以及位于 45 4nm (1D2 → 3 F4 )、475nm (1G4 → 3 H6)、6 46nm (1G4 → 3 F4 )、80 6nm(3 H4 →3 H6)的荧光谱线的激发光谱 ,对测量的结果进行了详细分析 ,解释了离子能级间的跃迁过程。提出了Tm∶YVO4 晶体基质与Tm3 + 之间的能量交换的概念和新的跃迁通道 ,证实了存在1D2 +3 H6→1G4 +3 F4 以及1G4 +3 H6→3 H4 +3 H5的能量传递过程 ,还可能存在交叉弛豫过程 1G4 +3 H6→3 F2 +3 F4 。这些过程使得Tm∶YVO4 晶体难以实现1D2 能级上转换发光 (4 5 4nm左右 ) ,但 475nm的上转换发光 (1G4 →3 H6)较强 ,3 F4 能级是潜在红外激光发射能级。     

α-C∶H膜化学结构对光学性能的影响

 选用体积分数为99.999 9%的H₂及反式-2-丁烯（T2B）为工作气体,利用低压等离子体增强化学气相沉积法制备了α-C∶H薄膜。利用傅里叶变换红外光谱仪和X射线光电子能谱对薄膜化学键和电子结构进行分析,并结合高斯分峰拟合分析了薄膜中sp³/sp²杂化键比值和sp³C杂化键分数。结果表明：薄膜中氢含量较高,主要以sp³C—H形式存在;工作气压越高,制备的薄膜中C=C键含量越少,薄膜中sp³/sp²杂化键比值和sp³C杂化键分数增加,薄膜稳定性提高。应用UV-VIS光谱仪,获得了波长在400~1 000 nm范围内薄膜的光吸收特性,结果显示: α-C∶H薄膜透过率可达98%。光学常数公式计算得到工作压强为4~14 Pa时光学带隙在2.66~2.76之间,并均随着工作气压的升高而增大。结果表明,随工作气压的升高,薄膜内sp³键减小,从而促使透过率、光学带隙增大。     

氮气流量对磁控溅射制备类金刚石薄膜性能的影响

采用磁控溅射法以石墨为靶材在玻璃衬底上沉积了类金刚石(DLC)薄膜,用原子力显微镜表征了不同氮气流量条件下生长薄膜的形貌,用拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪和分光光度计分析了样品的微结构、元素的价态和透光性能.结果表明:沉积的薄膜均为非晶结构.通入2sccm氮气时,薄膜的光学透过率大大提高,此时DLC薄膜内的氮元素含量为5.88%,sp3键百分比为64.65%,ID/IG值为1.81;掺氮DLC薄膜在可见光范围内光学透过率达到95.69%.随着氮气流量增加,DLC薄膜光学透过率呈现出下降的趋势.退火2h后不掺氮DLC薄膜光学透过率呈小幅度下降,而掺氮DLC薄膜的光学透过率几乎没有变化.     

α-C∶H膜化学结构对光学性能的影响

 选用体积分数为99.999 9%的H₂及反式-2-丁烯（T2B）为工作气体,利用低压等离子体增强化学气相沉积法制备了α-C∶H薄膜。利用傅里叶变换红外光谱仪和X射线光电子能谱对薄膜化学键和电子结构进行分析,并结合高斯分峰拟合分析了薄膜中sp³/sp²杂化键比值和sp³C杂化键分数。结果表明：薄膜中氢含量较高,主要以sp³C—H形式存在;工作气压越高,制备的薄膜中C=C键含量越少,薄膜中sp³/sp²杂化键比值和sp³C杂化键分数增加,薄膜稳定性提高。应用UV-VIS光谱仪,获得了波长在400~1 000 nm范围内薄膜的光吸收特性,结果显示: α-C∶H薄膜透过率可达98%。光学常数公式计算得到工作压强为4~14 Pa时光学带隙在2.66~2.76之间,并均随着工作气压的升高而增大。结果表明,随工作气压的升高,薄膜内sp³键减小,从而促使透过率、光学带隙增大。     

使用发射光谱对感应耦合CF4/CH4等离子体中C2基团形成机理的研究

利用强度标定的发射光谱法，研究了感应耦合CF4₄/CH4₄等离 子体中空间基团的 相对密度随宏观条件（射频输入功率、气压和流量比）的变化情况. 研究表明：在所研究的 碳氟/碳氢混合气体放电等离子体中除了具有丰富的CF，CF2₂，CH，H和F等活 性基团外 ，还同时存在着C2₂基团，其相对密度随着放电功率的提高而增加；随着气压 的上升呈 现倒“U”型的变化. C2₂随流量比R（R=［CH4 _{关键词： 发射光谱 感应耦合等离子体 2}基团')" href="#">C2₂基团     

射频反应磁控溅射法制备的氟化类金刚石薄膜摩擦特性研究

以高纯石墨做靶,CHF3和Ar气为源气体,采用射频反应磁控溅射法在不同流量比条件下制备了氟化类金刚石(F-DLC)薄膜.利用原子力显微镜、纳米压痕仪、拉曼光谱和红外光谱、摩擦磨损测试仪对薄膜的表面形貌、硬度、键结构以及摩擦性能做了具体分析.表面形貌测试结果表明,制备的薄膜整体均匀致密,表现出了良好的减摩性能.当CHF3与Ar气流量比r为1:6时,所得薄膜的摩擦系数减小至0.42,而纳米压痕结果显示,此时薄膜的硬度也最高.拉曼和红外光谱显示,随着r的增加,薄膜中的F浓度呈上升趋势,薄膜中的芳香环比例减小.研究表明,F原子的键入方式是影响F-DLC薄膜摩擦系数的一个重要因素,CF2反对称伸缩振动强度的减弱和CC中适量碳氢氟键的形成都能导致薄膜具有相对较低的摩擦系数.     

黄绿色荧光粉CaWO_4∶Pr~(3+)的发光性质与晶体场分析

采用共沉淀法成功制备了新型黄绿色荧光粉Ca1-x WO4∶xPr3+(摩尔分数x=0.1%,0.3%,0.5%,0.7%)。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光光谱等测试手段进行了结构、形貌和光致发光研究。结果表明:黄绿色荧光粉CaWO4∶Pr3+具有四角白钨矿类结构,空间群为I41/a,其表面形貌较规则、粉粒大小为5~20μm。CaWO4∶Pr3+可被487nm蓝光有效激发,其发射光谱由一系列锐谱组成,分别位于530nm(3P1→3 H5)、547nm、555nm(3P0→3 H5)、602nm(1 D2→3 H4)、618nm、637nm(3P0→3 H6)和648nm(3P0→3F2)。当摩尔分数达到0.5%时样品光致发光最强。样品的色坐标为(x=0.39,y=0.55),表明所发光为黄绿光。为了更好的理解CaWO4∶Pr3+的荧光谱,建立了包括4f2电子组态的自由离子和晶体场相互作用的91×91阶能量哈密顿量矩阵,在理论上合理地解释了Pr3+离子在CaWO4晶体中四角(S4)Ca2+晶位的光谱数据,所得理论值与实验结果吻合较好。     

电化学方法制备ZnO纳米颗粒掺杂类金刚石薄膜及其场发射性能研究

采用液相电化学沉积技术制备了ZnO纳米颗粒掺杂的类金刚石(DLC)薄膜, 研究了ZnO纳米颗粒掺杂对DLC薄膜场发射性能的影响. 利用X射线光电子能谱、透射电子显微镜、Raman光谱以及原子力显微镜分别对薄膜的化学组成、 微观结构和表面形貌进行了表征. 结果表明: 薄膜中的ZnO纳米颗粒具有纤锌矿结构, 其含量随着电解液中Zn源的增加而增加. ZnO纳米颗粒掺杂增强了DLC薄膜的石墨化和表面粗糙度. 场发射测试表明, ZnO纳米颗粒掺杂能提高DLC薄膜的场发射性能, 其中Zn与Zn+C的原子比为10.3%的样品在外加电场强度为20.7 V/μm时电流密度达到了1 mA/cm². 薄膜场发射性能的提高归因于ZnO掺杂引起的表面粗糙度和DLC薄膜石墨化程度的增加.     

Zn∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体位相共轭性能和全息关联存储

在同成分LiNbO3中,掺入ZnO的摩尔分数分别为1%、3%、5%、7%和9%,掺入（质量分数）0.03% MnCO3和0.08%Fe2O3,采用提拉法生长了优质Zn∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体.测试Zn∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体的OH-红外吸收光谱,抗光损伤能力和位相共轭性能.Zn离子浓度在7%和9%时,OH-吸收峰移到3 528 cm－1,讨论OH-吸收峰移动机理.随着Zn离子浓度增加,抗光损伤能力增加.Zn离子浓度增加到7%,达到阈值.Zn∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体抗光损伤能力比LiNbO3晶体高二个数量级,研究高掺锌Mn∶Fe∶LiNbO3晶体抗光损伤增强机理.随着Zn离子浓度增加,Zn∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体位相共轭反射率降低,位相共轭响应速度增加.Zn∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体位相共轭镜消除了光波的位相畸变.以Zn∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体作存储介质进行全息关联存储实验.讨论全息关联存储的工作原理.以原图象的25%和50%进行寻址,在输出平面上接收到较完整的存储图象.