多晶氧化物薄膜及复合膜系应力模型

基于膜层结构的弛豫现象,建立了一个多晶膜的应力演化模型,并通过线性组合给出了复合膜的生长应力模型。利用双光束基底曲率测量装置实时测量了电子束蒸发氧化铪、氧化硅多晶膜及其复合膜的应力演化过程,并对测量结果进行了拟合分析。     

ZrO2薄膜残余应力实验研究

采用ZYGO MarkⅢ-GPI数字波面干涉仪对电子束蒸发方法制备的ZrO2薄膜中的残余应力进行了研究,讨论了沉积温度、沉积速率等工艺参量对ZrO2薄膜残余应力的影响。实验结果表明：随着沉积温度及沉积速率的升高,ZrO2薄膜中残余应力状态由张应力变为压应力,且压应力值随着沉积温度升高而增大。同时用X射线衍射技术测量分析了不同沉积条件下ZrO2薄膜的微结构组织,探讨了ZrO2薄膜微结构与其应力的对应关系。     

沉积温度对氧化钇稳定氧化锆薄膜残余应力的影响

采用自制掺摩尔分数12%的YzO2的ZrO2混合颗粒料为原料,在不同的沉积温度下用电子束蒸发方法沉积氧化钇稳定氧化锆(YSZ)薄膜样品.利用ZYGO MarkⅢ-GPI数字波面干涉仪对氧化钇稳定氧化锆薄膜的残余应力进行了研究,讨论了沉积温度对残余应力的影响.实验结果表明:随沉积温度升高,氧化钇稳定氧化锆薄膜中残余应力状态由张应力变为压应力.且压应力值随着沉积温度升高而增大;用X射线衍射仪表征了不同沉积温度下氧化钇稳定氧化锆薄膜的微观结构,探讨了薄膜微观结构与其应力的对应关系,并对比了纯ZrO2薄膜表现出的应力状念.     

光学薄膜及其进展

对光学薄膜的性能及制备技术等方面进行了简要的评述,并指出随着科学技术的进步,光学薄膜及相关技术不论从广度还是深度来看都得到了显著发展.     

纳米TiO_2薄膜的拉曼光谱

本文测量了纳米TiO2 薄膜的Raman散射谱 ,并用B1g模计算了不同厚度的纳米TiO2薄膜的粒度。结果表明 ,随着膜厚的增加 ,粒度也在增加 ,膜厚达到一定程度后 ,粒度的增加量减少     

钒氧化物薄膜的拉曼散射

用射频磁控溅射以纯金属钒做靶材在氩氧混合气体中制备了钒氧化物 (VO2 (B)、V6O1 3、V2 O5)薄膜。报导了钒氧化物薄膜的拉曼光谱 ,结合这些钒氧化物不同的结构特点 ,对它们的拉曼光谱进行了分类讨论     

FTIR法研究BCN薄膜的内应力

采用射频磁控溅射技术,用六角氮化硼和石墨为溅射靶,以氩气(Ar)和氮气(N₂)为工作气体,在Si(100)衬底上制备出硼碳氮(BCN)薄膜。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)考察了不同沉积参数(溅射功率为80～130 W、衬底温度为300～500 ℃、沉积时间为1～4 h)条件下制备的薄膜样品。实验结果表明,所制备薄膜均实现了原子级化合。并且沉积参数对BCN薄膜的生长和内应力有很大影响,适当改变沉积参数能有效释放BCN薄膜的内应力。在固定其他条件只改变一个沉积参数的情况下,得到制备具有较小内应力的硼碳氮薄膜的最佳沉积条件：溅射功率为80 W、衬底温度为400 ℃、沉积时间为2 h。     

银薄膜对光学基底表面粗糙度及光散射的影响

为了研究金属银薄膜与光学基底表面粗糙度和光散射的关系,提出了通过对光学薄膜矢量散射公式积分来获得界面粗糙度完全相关模型和完全非相关模型下其表面的总反射散射的方法.理论计算了光学基底上两种模型在不同厚度银膜下的总反射散射和双向反射分布函数.结果表明,当沉积在光学基底上的银薄膜的厚度大于80 nm后,两种模型下计算的银薄膜的表面总反射散射都等于基底的总积分散射,银薄膜能较好地复现出基底的粗糙度轮廓.实验研究表明为了复现基底的粗糙度,银薄膜的最佳厚度应在80~160 nm之间.     

表面热透镜技术探测光学薄膜的微弱吸收

对表面热透镜技术测量光学薄膜的微弱吸收进行了理论分析,并以此建立了薄膜微弱吸收测量实验装置,对几种典型薄膜的吸收进行了测试,证实了这种方法的可行性。     

Multilayered Materials Comprising Mesoporous Thin Films and Metal Nanoparticles

A novel composite material based on metal nanoparticles (NP) and mesoporous thin films (MPTF), more specifically bilayers of MPTF with a submonolayer of NP deposited between them is introduced. By controlling the deposition conditions, it is possible to build a variety of multilayers including MPTF with different compositions (TiO₂, SiO₂) and pore sizes (templated with cetyltrimethylammonium bromide, F127, Brij 58) and NP of different characteristics and sizes (Au spheres, Au decorated SiO₂). By means of 2D small angle X‐ray scattering, transmission electron microscopy, UV–vis spectroscopy, and ellipsometric porosimetry it is demonstrated that NP and MPTF retain their structure and properties within the new material. Importantly, the NP remain accessible for further reactions, a feature that is established by Au overgrowth. Interestingly, the extent of Au growth depends on the mesoporous size and the position of the MPTF with respect to the NP. This new architecture allows the NP to be in direct contact with two different chemical environments and, as a consequence, opens up the possibility to control identity and size of the molecules that can reach them. Thus, the obtained materials may be applied in the development of highly specific sensors and catalysts, in which spatial position plays a fundamental role.     

高质量镍基超晶格薄膜的制备及表征

自发现镍基超导薄膜之后, 镍基材料体系已成为当前人们的研究热点. 而在相关报道中, 普遍认为高质量的镍基超导前驱体薄膜的制备对其拓扑还原后超导电性的实现具有重要影响. 前期研究表明高质量的前驱体薄膜只生长在SrTiO3 衬底附近, 这与我们的实验结果一致. 为了可控制备高质量的镍基超导前驱体薄膜, 本文利用脉冲激光沉积(PLD) 技术在SrTiO3 (001) 衬底上生长不同厚度的可层选择性还原的[SrTiO3 ]m/[ Nd0 .8Sr0 .2 NiO3 ]n[(STO)m/(NSNO)n ]超晶格薄膜. 采用反射高能电子衍射仪(RHEED) 及透射电子显微镜(STEM) 和 X 射线衍射(XRD) 技术对超晶格薄膜的结构进行原位检测及结构表征, 然后利用综合物性测量系统(PPMS) 测试薄膜的电磁输运性质. 结果表明, 超晶格薄膜的结构质量良好, 超晶格薄膜和高质量单层前驱体薄膜表现出类似的电阻和磁阻现象. 该研究为后续镍基超导薄膜的可重复制备提供了重要的参考.     

银薄膜对光学基底表面粗糙度及光散射的影响

为了研究金属银薄膜与光学基底表面粗糙度和光散射的关系,提出了通过对光学薄膜矢量散射公式积分来获得界面粗糙度完全相关模型和完全非相关模型下其表面的总反射散射的方法．理论计算了光学基底上两种模型在不同厚度银膜下的总反射散射和双向反射分布函数．结果表明,当沉积在光学基底上的银薄膜的厚度大于80nm后．两种模型下计算的银薄膜的表面总反射散射都等于基底的总积分散射,银薄膜能较好地复现出基底的粗糙度轮廓．实验研究表明为了复现基底的粗糙度,银薄膜的最佳厚度应在80～160nm之间．     

Photoluminescence Properties of Conjugated Phenylacetylene Monodendrons in Thin Films

We report the absorption, photoluminescence (PL), and time-dependent PL of thin films of conjugated phenylacetylene monodendrons at both room temperature and at cryogenic temperature. We find that the PL properties of the monodendron thin films are significantly different from their fluorescence in dilute solution due to the presence of interactions between monodendrons in the thin film. These interactions lead to aggregate species in the thin films, which result in broader PL spectra and lower PL quantum yields than for monodendrons in dilute solution. Evidence for excimer-like aggregates in the monodendron thin films is found from time-resolved PL spectra.     

AgInSbTe薄膜的短波长记录性能分析

采用自制的装置研究了Ag5In5Sb47Te33薄膜的静态记录性能与记录激光的功率和脉冲宽度的关系，并对其记录畴形貌特点进行了直接观察。结果表明只有记录激光的功率和脉冲宽度在一定范围之内才能起到信息记录的作用，所得的记录畴形貌十分清晰，基本为非晶态Ag5In5Sb47Te33；小于该范围的激光能量不能使材料结构发生较大的变化，所得的记录畴形貌模糊，反射率对比度低于2％；大于该范围所得的记录畴由烧蚀区和其周围的非晶态Ag5In5Sb47Te33组成。另外，得到了记录激光功率为12mW、脉冲宽度为90ns的Ag5In5Sb47Te33薄膜的短波长最佳记录条件，其记录畴的反射率对比度为22％，直径为380nm-400nm。     

ZnO薄膜的光学性质研究

采用直流反应磁控溅射方法在玻璃基底上成功地淀积ｃ轴取向性好的ＺｎＯ薄膜。经过优化计算，获得并分析了不同氧分压下制备的ＺｎＯ薄膜的折射率ｎ和消光系数ｋ的数值；同时得到了吸收光学带隙Ｅｏｐｔ，用能带模型解释了Ｅｏｐｔ的变化规律。     

表面预处理对氧化锌薄膜质量的影响

用MOCVD方法在c面蓝宝石衬底上生长ZnO薄膜。生长前衬底表面进行预处理,观察不同表面预处理对ZnO薄膜质量的影响。测量氧化锌的XRD谱,观察表面预处理后对氧化锌薄膜结晶质量的影响。室温下用325nm的He-cd激光器作为激发源测量ZnO薄膜的紫外发光谱,观察表面处理后对ZnO薄膜发光特性的影响。用HL5500 Hall System分别对ZnO薄膜的电学特性进行了测试。得到了ZnO薄膜的电阻率和霍尔迁移率,并得到氧气气氛处理后电阻率变小,霍尔迁移率变大;氮气气氛射频处理后电阻率变大,霍尔迁移率变小的结果。     

BCxN薄膜的紫外透过光谱研究

利用射频磁控溅射方法以不同的溅射功率(80～130 W)制备出具备紫外增透性能的BCN,BC2N和BC3N薄膜.傅里叶红外吸收光谱和X射线光电子能谱测量发现样品的组成原子之间均实现了原子级化合.溅射功率对薄膜的组分和紫外增透性能有很大影响,其通过改变薄膜组分而影响紫外增透性能,且碳原子数小的样品紫外增透性能好.以110 W条件下制备的BCN薄膜中碳原子数最小,它的紫外增透性能最好,在200～350 nm波段附近平均透过率比玻璃提高了将近40%.     

Ag:ZnO/SiO2 复合薄膜的制备与光学性能

采用溶胶-凝胶法在玻璃衬底上制备Ag掺杂于ZnO层的Ag:ZnO/SiO2(AZSO)复合薄膜,采用XRD、SEM、UV-Vis和PL谱等手段对样品的晶体结构、微观形貌、透过率、吸收率及光致发光性能等进行表征,并观察了掺Ag量对复合薄膜光学性能的影响。XRD结果表明:样品经300℃退火处理后出现ZnO及单质Ag衍射峰;由SEM结果可观察到AZSO复合薄膜颗粒分散均匀,表面致密,其断面照片显示了薄膜的双层结构。UV-Vis吸收光谱结果表明:随着复合薄膜中Ag含量的增加,Ag与ZnO之间的电子转移及Ag颗粒的变大促使Ag的特征吸收峰呈现红移和宽化,样品的透过率也随之降低,吸收边向短波长方向移动,禁带宽度减小。PL谱结果表明:由于Ag的掺入减少了ZnO内空穴浓度并对复合薄膜的结构缺陷进行补偿,以及Ag在440nm附近的特征吸收,降低了复合薄膜的发光强度。     

纳米TiO_2薄膜的结构与光电特性

用射频磁控溅射方法制备出厚度大约15-225nm的TiO2薄膜。Raman光谱测量显示,TiO2薄膜主要是金红石结构(含少量板钛矿相)。紫外可见光吸收光谱表明,在纳米厚度(100nm)范围内,TiO2薄膜的带隙宽度随着薄膜厚度的变化而变化。室温下测量TiO2薄膜的电阻率发现,随着厚度的增加TiO2薄膜的电阻率先后在导体、半导体和绝缘体范围变化。     

ZnqCl2薄膜与器件的制备及其光电特性

用热蒸发技术成功地制备了新合成的二氯取代的八羟基喹啉锌(ZnqCl2)薄膜，并制作成有机发光嚣件。紫外吸收谱分析表明，器件在225，290，350，392．5nm处有4个吸收峰。光致发光和电致发光研究衰明，ZnqCl2薄膜有良好的发光特性，器件的发光亮度大。并分析了ZnqCl2薄膜的能级结构。