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     

磁控溅射法沉积SiN_x非晶薄膜的生长机制及结构分析

利用磁控溅射技术在单晶Si衬底上沉积了Six非晶薄膜.样品的傅里叶变换红外吸收光谱(FTIR)显示,SNx非晶薄膜在812～892 cm-1范围内存在一个较强的吸收谱带.该吸收谱带对应于Si-N-Si键的伸缩振动吸收(stretching vibration mode),其吸收峰峰位随着溅射功率的增大明显红移;但退火后,该吸收峰又逐渐蓝移.结合中心力模型和自由结合模型,分析了磁控溅射过程中Six非晶薄膜的生长机制和内部结构.研究认为,随着溅射功率的提高,薄膜中先后形成Si-N4四面体,Si-N-Si3,Si-N2-S2及Si-N3-Si等结构,这几种结构分别对应着Si-N-Si键的不同模式的振动吸收.随着退火温度的升高,分子热运动逐渐加剧,非晶SiNx薄膜发生相分离,生成Si3N4和Si纳米晶颗粒,因此,S-N-Si键的吸收峰逐渐向Si3N4的特征振动吸收峰位870 cm-1靠近.     

脉冲等离子体推力器羽流沉积薄膜的结构与光学性质研究

为了研究脉冲等离子体推力器羽流污染特性,把握脉冲等离子体推力器羽流沉积薄膜性质,利用质谱仪对推力器羽流残余气体成分进行了分析,利用红外傅里叶光谱、光电子能谱及紫外可见光分光光度计对推力器羽流区阴极侧不同方位角处沉积薄膜的结构及光学性质进行了诊断研究结果表明,推力器羽流中主要存在C,F,CF,CF2和CF3气体分子;在各方位角处脉冲等离子体推力器羽流沉积生成了低氟碳比碳氟薄膜;沉积薄膜微观结构以30°角为界在羽流不同区域中具有不同的变化趋势;羽流沉积薄膜具有对波长小于500 nm的光低透射率及增强反射率的光学特性,受薄膜性质的影响,其光学特性具有极大的角度依赖性.     

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%.     

微晶硅薄膜的制备及结构和稳定性研究

采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术制备了不同衬底温度的微晶硅薄膜.利用傅里叶变换红外吸收对制备薄膜进行了结构方面的测试分析.结果表明：随衬底温度的升高，材料 中的氢含量总的趋势下降；傅里叶变换红外吸收和二次离子质谱测试结果都显示薄膜中氧含 量随衬底温度的升高而增加（在10¹⁹cm^-3量级）；与高衬底温度相 比，低衬底温度制备的材料易于后氧化，这说明低温制备材料的稳定性不好. 关键词： 甚高频等离子体增强化学气相沉积 微晶硅薄膜 傅里叶变换红外吸收     

烧绿石型富氧相Ce_2Zr_2O_8与缺氧相Nd_2Zr_2O_7的振动光谱及XPS对比研究

采用石墨还原法成功制备了富氧相Ce2Zr2O8,选用缺氧相Nd2Zr2O7替代其前驱体CeZrO3.5+δ进行结构对比分析,利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、红外光谱(IR)及X射线光电子能谱(XPS)对样品体、表晶体结构进行表征。XRD结果表明,Ce2Zr2O8相具有典型烧绿石结构特征,表征Ce/Zr阳离子有序排列的超结构峰非常明显,但其Zr—O配位体由前驱体中的[ZrO6]八面体转变为[ZrO8]立方体,[ZrO8]配位体形成大大降低了Ce2Zr2O8的结构稳定性。Raman和IR结果表明,Ce2Zr2O8相的振动光谱谱带比其前驱体替代物Nd2Zr2O7显著增多,说明氧离子的富集导致Ce2Zr2O8相中某些振动简并峰消除简并,该结果进一步证实了其结构对称性较前驱体更低。XPS结果表明,Ce2Zr2O8相表面Ce(Ⅳ)特征峰(916.3eV)非常明显,没有Ce(Ⅲ)特征峰(885eV)出现,说明该相前驱体中的Ce3+已被完全氧化成Ce4+;Ce2Zr2O8相中Zr(3d)结合能与萤石相Gd1.2U0.8Zr2O7+y接近证实其表面形成了与体相一致的[ZrO8]配体;O(1s)低位结合能升高表明Ce2Zr2O8体相氧种介于晶格氧和吸附氧之间,高位氧峰出现说明其表面含有吸附氧,吸附氧与Ce2Zr2O8体相结合强度介于CeO2和Nd2Zr2O7之间。     

RF-PECVD掺溴非晶碳氢膜的Raman光谱分析

在室温条件下,以溴乙烷为单体、氢气为载气,用13.56 MHz射频等离子体化学气相淀积方法(RF-PECVD)在硅片衬底上生长了掺溴非晶碳氢薄膜(a-C:Br:H).通过对其进行Raman光谱分析,研究了工作气压对薄膜结构的影响.结果显示:随着气体工作压力从20 Pa下降至5 Pa,样品D峰强度增强,I_D/I_G值逐步由1.18增加至1.36,G峰的位置向高频轻微移动;与此同时,薄膜生长方式逐步转为低能态形式生长,薄膜中sp~2C逐步由链式结构向环式结构转化.     

腐植酸增值尿素的多谱学分子结构表征

尿素生产过程中加入腐植酸生产腐植酸增值尿素,可以有效延缓尿素水解,提高作物产量与氮肥利用效率,然而在此过程中腐植酸(HA)与尿素(U)主要发生什么反应还未见报道。利用风化煤源HA生产含腐植酸5%, 10%及20%的腐植酸增值尿素(HAU5, HAU10及HAU20),采集并分析了HAU5, HAU10, HAU20及U的红外谱图及其二阶导数谱图,用XPS与O(1s)NEXAFS分别对HAU20, HA及U进行表征;通过无水乙醇溶解HAU20的方式去除了HAU20中的尿素,并利用FTIR与XPS对醇不溶物(UHA)进行表征。结果表明：(1)FTIR原谱图及二阶导数谱图表明,腐植酸增值尿素伯胺C—N振动强度低于普通尿素,且振动强度随着HA添加量的提高而降低,XPS N(1s)与O(1s)NEXAFS检测到HAU20中分别存在较多仲胺氮与非羰基氧,且FTIR发现UHA酰胺特征明显,表明腐植酸增值尿素制备过程中HA与U发生了反应。(2)XPS C(1s)表明,HAU20与UHA羧基碳比例少于HA, FTIR结果表明,UHA中不存在HA中检测到的羧酸C—O—H面内弯曲振动,羧基CO伸缩振动位置发...     

厚二氧化硅光波导薄膜制备及其特性分析

以硅烷和氧化二氮作为反应气体，采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术，不使用掺杂，在单晶硅衬底上制备了用于平面光波导的二氧化硅薄膜。研究了薄膜折射率和淀积速率与工艺参量之间的关系，通过棱镜耦合仪、傅里叶变换红外光谱、原子力显微镜等测试手段，分析了薄膜的结构和光学特性。结果表明，实验能快速生长厚二氧化硅薄膜，薄膜表面平整，颗粒度均匀，同时薄膜具有折射率精确可控和红外透射性能好的特点，非常适合制作光波导器件。     

毛竹材表面光化降解的FTIR和XPS分析

竹材光变色和光化降解过程比较复杂。该文以我国资源丰富的毛竹为研究对象,利用氙光衰减仪对竹材进行表面劣化处理,采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱分析(XPS)对竹材表面化学组成和结构的变化进行表征。XPS测试结果表明,竹材表面光劣化处理后其O元素含量及氧碳比(O/C)明显增加;从C原子结合形式来看,C1(C—C)含量减少,C2(C—O)含量增加,C3(CO)和C4(OCO)含量增加明显,C的氧化态显著升高。FTIR分析表明,光劣化处理使得与木质素有关的吸收峰(如1 604,1 512及1 462 cm-1)强度明显降低,木质素发生降解,同时1 735 cm-1处非共轭羰基吸收峰强度明显增强,表明有新的羰基类物质生成,竹材表面发生光氧化反应。竹材表面的多糖物质(纤维素和半纤维素)受光劣化影响较小,其表面多糖相对含量在劣化处理后明显提高。     

Multilayer Film Assembly of Carbon Nanotubes

An approach to assemble multilayers of carbon nanotubes on a substrate is resented. Chemical vapor deposition using a transition metal catalyst formulation is used to grow the nanotubes. Results show a bilayer assembly of nanotubes each with a different density of tubes.     

氢化非晶硅叠层薄膜对单晶硅表面钝化研究

采用等离子体增强化学气相沉积法生长的单层本征氢化非晶硅薄膜对单晶硅片进行钝化,结果表明增加氢稀释比有利于减少薄膜中的缺陷,增强钝化效果,过量的氢稀释比会导致非晶硅在硅片表面的外延晶化生长,降低钝化效果。退火导致非晶硅晶化程度增加,降低了钝化效果,同时退火提升了薄膜的质量,改变了H键合方式,增强了钝化效果。因此,单层氢化非晶硅只有在合适的氢稀释比和退火温度才可以获得最佳钝化效果。为了提高非晶硅薄膜对硅片的钝化效果,采用具有高低氢稀释比的叠层本征非晶硅薄膜对硅片进行钝化。因此将高氢稀释比沉积的非晶硅薄膜叠层生长于低氢稀释比的薄膜之上,避免非晶硅在硅片表面的外延生长。在退火过程中,高氢稀释比薄膜中的氢扩散到低氢稀释比薄膜中,有效地钝化了非晶硅中和单晶硅表面的悬挂键,改善了非晶硅/硅片的界面质量,叠层钝化后硅片的少子寿命为7.36 ms,隐含开路电压为732 mV。     

Selective growth, characterization, and field emission performance of single-walled and few-walled carbon nanotubes by plasma enhanced chemical vapor deposition

Single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) and few-walled carbon nanotubes (FWCNTs) have been selectively synthesized by plasma enhanced chemical vapor deposition at a relative low temperature (550 °C) by tuning the thickness of iron catalyst. The parametric study and the optimization of the nanotube growth were undertaken by varying inductive power, temperature, catalyst thickness, and plasma to substrate distance. When an iron film of 3-5 nm represented the catalyst thickness for growing FWCNT arrays, SWCNTs were synthesized by decreasing the catalyst thickness to 1 nm. The nanotubes were characterized by field emission scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and Raman spectroscopy. Electron field emission properties of the nanotubes indicate that the SWCNTs exhibit lower turn-on field compared to the FWCNTs, implying better field emission performance.     

白碳纳米晶薄膜及其场致电子发射特性

利用微波等离子体化学气相沉积方法,以甲烷、氢混合气体为反应气体,具有钛镀层的玻璃作为衬底,制备了具有sp¹杂化结构的白碳纳米晶薄膜。利用X射线衍射、俄歇电子能谱,以及扫描电子显微镜对薄膜结构进行了表征。以白碳纳米晶薄膜为阴极,以镀有ITO透明导电薄膜玻璃为阳极,采用二极管结构,测试了白碳纳米晶薄膜的场致电子发射特性。开启电场为2.5 V/μm,在电场为5 V/μm时的电流密度为200μA/cm²。对白碳纳米晶薄膜生长机理,以及其场致电子发射机制进行了讨论。     

LPCVD法制备碳纳米管薄膜及其场发射性能的研究

采用低压化学气相沉积法(LPCVD)在镍片上直接制备碳纳米管(CNTs)薄膜,系统地研究了生长温度(500~800℃)对碳纳米管薄膜形貌、结构及场发射性能的影响,并对此方法的生长机理进行了分析。当温度从500℃升高到650℃时,碳纳米管的生长速率随着温度升高而增大,而温度继续上升,速率则明显减小。利用扫描电镜(SEM)和拉曼光谱仪表征和检测了碳纳米管薄膜的形貌和结构。碳纳米管的管径、长度、一致性和晶化程度随温度都有明显的变化。同时还对碳纳米管薄膜的场发射特性进行了测试,对其场发射机理进行了深入地探讨,表明温度对碳纳米管的性能有很大影响,并存在最优化的温度条件。实验结果表明碳纳米管薄膜的形貌、结构及其场发射性能可通过生长温度进行一定范围的控制。     

用锌有机源和CO2/H2混合气源PECVD沉积ZnO薄膜

在等离子体作用下,以CO2/H2混合气为氧源,Zn(C2H5)2锌为锌源,在单晶硅上生长出高度择优取向的氧化锌薄膜。X射线衍射分析表明,薄膜为六方结构,c轴高度择优;原子力显微镜观察到晶粒是有规律地按六方排布,薄膜的表面粗糙度较小;从光致发光谱还发现在380 nm处有非常强的紫外峰。     

Synthesis and Characterization of Fluorinated PBO With High Thermal Stability and Low Dielectric Constant

A series of novel fluorinated benzoxazole polymers (6FPBO) with high thermal stability and low dielectric constant were synthesized by copolymerization of 1,3-diamino-4, 6-dihydroxybenzene dihydrochloride (DAR), purified terephthalic acid (PTA) and various amount of 4′4-(hexafluoroisopropylidene) bis(benzoic acid) (BIS-B-AF) in the medium of polyphosphoric acid (PPA). 6FPBO fibers were then obtained via dry-jet wet-spinning technique and characterized by Fourier transform infrared (FTIR) spectra, thermogravimetric analysis (TGA), broadband dielectric spectrometer, single fiber tensile testing machine, and scanning electron microscopy (SEM). The FTIR spectrum of 6FPBO fibers indicated that the fluorine groups were incorporated into PBO molecular chains successfully. TGA curves revealed that 6FPBO fibers possessed high thermal stability, just as pure PBO fibers. Moreover, the dielectric constant spectra of 6FPBO showed that the polymers had low dielectric constant, especially in the range of high-frequency.     

Use of neural network method to characterize pressure controlled charge density of silicon nitride films deposited by PECVD

A prediction model of charge density of silicon nitride (SiN) films was constructed by using a generalized regression neural network (GRNN). The SiN film was deposited by a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) system and the deposition process was characterized by means of a statistical experiment. The prediction performance of GRNN was optimized by using a genetic algorithm (GA) and yielded an improved prediction of about 63% over statistical regression model. The optimized model was utilized to qualitatively investigate the effect of process parameters under various pressures. A refractive index model was effectively utilized to validate charge density variations. For the variations in process parameters, charge density was strongly dependent on [N-H]. Effects of NH₃ or SiH₄ flow rates were significant only under high collision rate. Effect of pressure-induced collision rate was noticeable only at higher NH₃ flow rate or lower SiH₄ flow rate.     

掺溴非晶碳梯度薄膜的制备与分析

 采用低压等离子增强化学气相沉积法用溴乙烷、氢气制备了掺溴的非晶碳梯度薄膜。通过样品的XPS能谱分析研究了薄膜沉积速率与氢气流量、溴元素原子分数与溴乙烷流量以及溴元素原子分数与刻蚀时间之间的关系,得出了溴乙烷流量、刻蚀时间对薄膜的主要键态含量、C元素sp²/sp³键态杂化比和薄膜硬度的影响。结果表明：薄膜沉积速率随氢气流量的增加而线性减小,溴元素含量随溴乙烷流量的增加先增加后降低,刻蚀时间越长,溴乙烷流量越小,薄膜越硬     

c轴定向氮化铝薄膜的制备

利用电子回旋共振 (ECR)微波增强化学气相沉积法 (PECVD)并使用氮气 (N2 ) ,氩气 (Ar)和AlCl3蒸气作为气源在直径为 6 .35cm的 (10 0 )单晶硅片表面制备了c轴定向氮化铝 (AlN)薄膜 ,并使用X射线衍射仪及其X射线特征能谱和扫描电镜 (SEM)分析了薄膜特征 ,研究了微波功率、基板温度和N2 流量对薄膜c轴定向的影响 ,得到了c轴偏差角小于 5°的高质量大面积AlN薄膜。