用离子束增强沉积从V2O5粉末制备高热电阻温度系数VO_2薄膜

采用了一种用离子束增强沉积从V2O5粉末直接制备VO2薄膜的新方法,将纯度为997%的V2O5粉末压成溅射靶,在用Ar离子束溅射的同时,用氩氢混合束对沉积膜作高剂量离子注入,使沉积膜中V2O5的V—O键断裂,进而被注入的氢还原,退火后获得热电阻温度系数(TCR)高达4%的VO2薄膜.高剂量的氩氢混合束注入对薄膜引入应力,使薄膜的转换温度降低、电阻温度曲线斜率变大,是薄膜TCR增大的原因 关键词： 离子束增强沉积 VO2薄膜 热电阻温度系数     

RF溅射的SiO_2和SiO_2/Al/SiO_2薄膜的喇曼散射光谱研究

用射频溅射(RF Sputtering)法制成了SiO_2和SiO_2/Al/SiO_2薄膜。应用喇曼光谱研究了薄膜结构。结果表明:RF溅射制成的SiO_2薄膜是含有大量环结构缺陷的玻璃态;SiO_2/Al/SiO_2层状薄膜的喇曼光谱中观察到Al_2O_3的特征峰,证实了Al/SiO_2薄膜界面确有氧化还原反应发生;从喇曼光谱中Al_2O_3的特性峰的位置和相对强度可推断出,SiO_2/Al/SiO_2薄膜界面处的Al_2O_3是非晶γ-Al_2O_3。     

非晶微晶过渡区域硅薄膜的微区喇曼散射研究

通过改变氢气对硅烷气体的稀释程度,并保持其他的沉积参量不变,用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法成功地制备出处于非晶微晶相变过渡区域的硅薄膜样品.测量了样品的室温光电导和暗电导,样品的光电性能优越,在50mW·cm-2的白光照射下,光电导和暗电导的比值达到106.在室温下用微区喇曼谱研究了薄膜的微结构特性,用高斯函数对喇曼谱进行了拟合分析.结果表明,在我们的样品制备条件下,当H2和SiH4的流量比R较小时,样品表现出典型的非晶硅薄膜的结构特性;随流量比R的增大,薄膜表现出两相结构,其中的微晶成分随 关键词： 非晶硅 薄膜 喇曼散射 微结构     

高响应度倍增型碳纳米管-有机红光探测器

采用溶液旋涂方法将单壁碳纳米管与有机红光材料结合并制作出红光探测器,研究了单壁碳纳米管对PBDTTT-F∶PCBM本体异质结活性层薄膜的影响机理及其红光探测器的光电特性.利用原子力显微镜,荧光光谱和紫外-可见吸收光谱等方法对器件进行性能表征及优化.当单壁碳纳米管为最优掺入比1.5wt%时,在-1V偏置电压时,红光光照下该探测器响应度为535mA/W,比探测率达到3.8×1012 Jones,外量子效率达到104%.结果表明,将单壁碳纳米管与有机红光材料结合,有利于提高有机共轭聚合物的聚集以及结晶度,增强光吸收,可为活性层提供高迁移率的电荷传导通道,优化薄膜互穿网络形貌.同时,利用碳纳米管的多激子产生效应,使得有机光电探测器的光电性能大大改善,外量子效率超过100%,为无机-有机光电探测器的进一步开发提供参考.     

V掺杂二维MoS_2体系气体吸附性能的第一性原理研究

以芥子气和沙林为代表的毒剂具有毒性强、扩散快的特点,是一类杀伤力强、难以防护的化学战剂,对其快速高效检测是一项具有挑战性的课题.本文基于第一性原理计算方法研究了V掺杂对二维MoS_2气敏性能影响的机理,发现V原子向二维MoS_2的掺杂过程为自发的放热反应, V原子可以稳定掺杂于二维MoS_2超胞结构中的S空位上.掺杂进入二维MoS_2体系的V原子作为施主中心向周围Mo原子给出电子,从而提高了材料的导电能力.吸附能、吸附距离和吸附过程中的电子转移计算结果表明V的掺杂提高了二维MoS_2对气体分子的吸附能力,增强了吸附质分子与基底表面的电子相互作用,从而提高了二维MoS_2的气敏性能.     

高效钙钛矿-有机本体异质结杂化串联太阳能电池

制备了一种有机铅卤钙钛矿-有机本体异质结杂化串联太阳能电池。采用紫外可见吸收光谱、原子力显微镜对薄膜形貌进行了表征。结果表明:有机本体异质结层可以有效改善钙钛矿的表面形貌, 增强了可见光的吸收。优化后的串联结构电池的短路电流可达19.14mA/cm², 开路电压为0.76V, 光电转换效率达到了6.54%。钙钛矿电池和有机本体异质结电池串联结构可以同时提高短路电流及填充因子, 二者具有较好的相容性和协同作用。     

离子束增强沉积VO2多晶薄膜的温度系数

用改进的离子束增强沉积方法和恰当的退火从V2O5粉末直接制备了VO2多晶薄膜.实验测试表明，薄膜的取向单一、相变特性显著、结构致密、界面结合牢固、工艺性能良好，薄膜的电阻温度系数（TCR）最高可达4.23%/K.从成膜机理出发，较详细地讨论了离子束增强沉积 VO2多晶薄膜的TCR高于VOx薄膜的TCR的原因.分析认为，单一取向的VO2结构使薄膜晶粒具有较高的电导激活能，致密的薄膜结构减少了氧空位和晶界宽度，使离子束增强沉积 VO2多晶薄膜结构比其他方法制备的VOx薄膜更接近于单晶VO2是其具有高TCR的原 关键词： VO2多晶薄膜 离子束增强沉积 热电阻温度系数     

离子束辅助工艺中APS源偏转电压对HfO2薄膜性能的影响

 基于Leybold APS1104镀膜系统,采用离子束辅助反应沉积技术,以金属Hf粒为初始镀膜材料,APS源偏转电压为50~140 V范围内,在［100］单晶硅片和紫外石英（JGS1）基板上制备了HfO₂单层膜。分别利用Lambda 900分光光度计、X射线光电子能谱仪、X射线衍射仪以及原子力显微镜对HfO2薄膜的光谱性能、表面及纵向化学成分、晶相结构以及表面粗糙度进行了分析。结果表明：当APS源偏转电压在120~140 V及50~90 V两个范围内变化时,HfO2薄膜的紫外短波光学损耗随着偏转电压的降低而减小,而为110~90 V时紫外短波光学损耗对偏转电压的变化不敏感;偏转电压在50~140 V的范围内时,制备的HfO₂薄膜表面及纵向化学成分无明显变化;当偏转电压为100 V时,HfO₂薄膜晶粒尺寸及表面粗糙度分别达到最大值26.2 nm及5.79 nm,其后,随着偏转电压的降低,二者均逐渐减小。     

沉积氧压对La0.8Sr0.2MnO3/0.7wt%Nb:SrTiO3异质结的整流伏安特性及输运性的调控

采用脉冲激光沉积法在(100)0.7wt%Nb:SrTiO3(NSTO)衬底上制备了La0.8Sr0.2MnO3(LSMO)/NSTO(100)异质结,仔细研究了原位沉积氧压和真空退火对LSMO/NSTO异质结的结构及其整流伏安特性的调控.X-射线线性扫描和原子力显微镜测量显示,低氧压制备的LSMO/NSTO(100)异质结具有良好的外延结构和平整的表面.电流-电压(I～V)曲线显示,沉积氧压为100mTorr的异质p～n结展现出极好的整流伏安特性;而氧压为240mTorr的异质p～n结平缓增加的电流可解释为异质p～n结在界面处晶格缺陷的增加.作为对比,沉积氧压调控的LSMO/SrTiO3(100)薄膜的输运性也被研究.电阻率结果显示,低氧压制备的LSMO薄膜,其电阻率的增加及金属-半导体转变温度Tp的降低归因于氧空位增加诱导的Mn4+离子减少及MnO6八面体的畸变.     

外电场作用下MoS_2的分子结构和电子光谱

各种新型材料改善了人类的生产和生活,二维纳米材料更以其独特的物理化学性质成为了研究的热点.二硫化钼(MoS_2)作为过渡金属硫化物的代表,具有优异的机械性能和化学稳定性,为研究其外场效应,本文采用密度泛函理论方法优化了MoS_2分子在0-0.1 a.u.(0—5.1423×10~(10)V/m)的静电场中基态几何结构,得到了分子密立根电荷分布、偶极矩和总能量;在此基础上,采用含时密度泛函方法研究了MoS_2分子紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱在此静电场中的变化.结果显示:分子内电荷分布随着外电场的增强发生了整体转移;伴随着电荷的整体转移,电偶极矩随之增大,而分子总能量随之减小;分子最强UV-Vis吸收峰的波长为483nm、摩尔吸收系数为461 L·mol~(-1)·cm~(-1)伴随着外电场的的逐渐增强,分子激发态的摩尔吸收系数明显增大,UV-Vis光谱吸收峰显著红移,外电场为0.08 a.u.时,其吸收峰基本覆盖了整个可见光波长范围.     

MOCVD法制备的p-ZnO/n-SiC 异质结器件及其电致发光性能

采用光辅助金属有机化学汽相沉积(PA-MOCVD)法在n-SiC(6H)衬底上制备出As掺杂的p型ZnO薄膜,并制备出相应的p-ZnO:As/n-SiC异质结器件。X射线衍射(XRD)和光致发光(PL)测试表明,ZnO薄膜具有较好的结构和光学特性。电流-电压(I-V)测试结果表明,该型异质结器件具有良好的整流特性,开启电压为5.0 V,反向击穿电压约为-13 V。正向偏压下,器件的电致发光(EL)谱表现出两个分别位于紫外和可见光区域的发光峰,通过和ZnO、SiC的PL谱对照,证实异质结器件的发光峰来源于ZnO侧的辐射复合。     

层数变化对堆叠生长的MoS_(2(1-x))Se_(2x)电子结构的影响

二维过渡金属硫化物因其独特的光电特性在多功能光电器件方面具有广泛的应用前景.为了进一步拓展其在微纳光电子器件方面的应用范围,并提高器件性能,人们开展了通过合金手段改变端组分材料配比实现对二维半导体材料带隙调控的带隙工程以及调控生长条件改变材料形貌和结构的缺陷工程研究.本文利用光学、原子力和扫描电子显微镜等设备以及拉曼和光致发光光谱等手段对由化学气相沉积法生长出来的堆叠状MoS_(2(1-x))Se_(2x)合金的性质进行了研究.不同于大多数单层或少层MoS_(2(1-x))Se_(2x)合金的情况,堆叠生长的阶梯状MoS_(2(1-x))Se_(2x)合金材料在厚度从2.2 nm (约3层)一直增加到5.6 nm (约7层)时都显出了较强的发光特性,甚至在100 nm厚时,样品的发光谱线仍具有两个发光峰.两个激子发光峰分别来源于自旋轨道耦合造成的价带劈裂.随着厚度的增加,两个峰都逐渐红移,显示了合金掺杂时的能带弯曲效应.拉曼光谱给出了类MoS_2和类MoSe_2两套振动模.随着厚度的增加,拉曼峰位几乎不移动,但面内的两个振动模E_(2g(Mo-Se))和E_(2g(Mo-s))逐渐显现并增强.显然缺陷和应力是影响堆叠生长MoS_(2(1-x))Se_(2x)合金样品电子结构的主要因素,这为特殊功能器件的制备和可控缺陷工程的研究提供了有益的参考.     

离子束增强沉积VO_2多晶薄膜的温度系数

用改进的离子束增强沉积方法和恰当的退火从V2 O5粉末直接制备了VO2 多晶薄膜 .实验测试表明 ,薄膜的取向单一、相变特性显著、结构致密、界面结合牢固、工艺性能良好 ,薄膜的电阻温度系数 (TCR)最高可达 4 2 3% K .从成膜机理出发 ,较详细地讨论了离子束增强沉积VO2 多晶薄膜的TCR高于VOx 薄膜的TCR的原因 .分析认为 ,单一取向的VO2 结构使薄膜晶粒具有较高的电导激活能 ,致密的薄膜结构减少了氧空位和晶界宽度 ,使离子束增强沉积VO2 多晶薄膜结构比其他方法制备的VOx 薄膜更接近于单晶VO2 是其具有高TCR的原因     

静电场对a_碘酸锂单晶喇曼光谱的影响

本文报道了静电场作用下a-碘酸狸单晶喇曼光谱的变化. 观察到由于静电场作用, 瑞利散射强度显著增强. 对于喇曼散射, 观察到“串线” 现象, 即通常的一阶喇曼散射光谱的选择定则遭到破坏. 我们还观察到, 在y(xz)x实验配置下, “串线”, V1=790 (1/cm)(对应于碘酸根内部振动对称伸张模)的强度在施加同号电压下, 有显著增强现象, 并且其谱线强度随时间变化存在弛豫现象. 在y(zz)x 配置下, 施加异号电压时, 四条谱线强度都发生明显变化. 关键词：     

溅射粒子能量对金属Mo薄膜表面特性的影响

利用原子力显微镜研究了不同溅射离子能量对Mo薄膜表面形貌的影响.利用特殊设计的夹具，在同一真空内完成所有薄膜样品的制备，减少了多次沉积过程对薄膜生长特性的影响 .对原子力显微镜测量得到的表面高度数据进行相关运算，从统计角度定量地研究了不同沉积能量下Mo薄膜表面特性.结果表明，薄膜表面具有典型的分形特征，在相关运算的基础上给出表面的分形维数、水平相关长度、界面宽度等参数.其中，屏栅电压为500V时制备 的薄膜样品与300和700?V时制备的薄膜样品表面的界面宽度及水平相关长度具有倍数差别，但三种溅射电压下薄 关键词： 离子束溅射 钼 薄膜 分形     

新型NiO-Bi2Te3异质结光电探测器的制备与光响应性能研究

采用旋涂法制备氧化镍(NiO)薄膜,用化学气相沉积法在其表面生长碲化铋(Bi2Te3),形成NiO/Bi2Te3异质结,采用X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜、能量色散光谱以及光致发光光谱来表征异质结材料.研究了N i2+浓度对光电探测器的光谱响应和光功率响应的影响.结果表明N i2+浓度为0.5 mol/L时器件表现出最...     

酞菁铜与MoS_2(0001)范德瓦耳斯异质结研究

利用光电子能谱、原子力显微镜以及低能电子衍射等表面研究手段系统研究了真空沉积生长的酞菁铜薄膜与衬底MoS2(0001)之间的范德瓦耳斯异质结界面电子结构和几何结构.角分辨光电子能谱清楚地再现了MoS2(0001)衬底在Γ点附近的能带结构.低能电子衍射结果表明,CuPc薄膜在MoS2(0001)表面沿着衬底表面[11ˉ20],[1ˉ210]和[ˉ2110]三个晶向有序生长,反映了衬底对CuPc的影响.原子力显微镜结果表明,CuPc在MoS2衬底上遵循层状-岛状生长模式:在低生长厚度下(单层薄膜厚度约为0.3 nm),CuPc分子平面平行于MoS2表面上形成均匀连续的薄膜;在较高的沉积厚度下,CuPc沿衬底晶向形成棒状晶粒,表现出明显的各向异性.光电子能谱显示界面偶极层为0.07 eV,而且能谱在膜厚1.2 nm饱和,揭示了酞菁铜与MoS2(0001)范德瓦耳斯异质结的能级结构.     

YBa_2Cu_3O_(7-δ)/SrTiO_3:Nb异质结光伏特性研究

采用脉冲激光沉积法(PLD)在Sr Ti O3:Nb基底材料上沉积出高质量钇钡铜氧(YBCO)薄膜,并对YBCO/NSTO异质结的光伏特性进行了深入研究。研究发现,YBCO/NSTO异质结在可见光部分出现明显的吸收效应;开路电压和短路电流密度分别达到1.065V和94μA/cm2;YBCO薄膜的氧含量对异质结光伏特性有很大影响。由此可知,氧含量具有明显调节YBCO薄膜正常态带隙的作用,这为YBCO薄膜在光伏发电和光电子器件领域的应用奠定基础。     

Bi_2Ti_2O_7/Si薄膜的制备及C-V特性研究

采用化学溶液分解法 (CSD)在Si衬底上制备了Bi2 Ti2 O7薄膜 .X射线双晶衍射和原子力显微镜检测表明 ,所制备的薄膜主要为Bi2 Ti2 O7相的多晶材料 .同时还研究了Au Bi2 Ti2 O7 n Si(10 0 )结构的电容 电压 (C V)特性 ,结果表明 ,在Bi2 Ti2 O7薄膜中同时存在固定的与可移动的负电荷 ,可移动的负电荷导致了C V曲线的回线效应     

ZnO纳米薄膜的电化学制备及其AFM形貌表征

利用恒电位电化学沉积方法在ITO导电玻璃基底上制备了纳米ZnO薄膜,并利用原子力显微镜进行了形貌表征。结果显示,当沉积电压为-0．8V时,经过30min的沉积在基底上形成了由规则排列的三角形ZnO晶粒构成的纳米薄膜。对晶粒的形成机理进行了初步的讨论。