择优取向MgO缓冲层上制备的硅基Ba0.7Sr0.3TiO3薄膜的结构和性能研究

分别采用sol-gel法和磁控溅射法在Si(001)单晶衬底上制备出(111)和(001)取向的MgO缓冲层薄膜,随后在其上生长Ba0.7Sr0.3TiO3(BST30)铁电薄膜.通过X射线衍射,扫描电子显微镜,原子力显微镜等方法研究了薄膜的微结构.实验结果发现,在较厚的MgO(001)缓冲层上可长出(101)取向的BST30薄膜,而在较薄的MgO(111) 缓冲层上则表现出(101)和(111)取向相互竞争的现象,随着MgO(111)缓冲层厚度的增加,BST30薄膜的(101)取向被抑制,而(001)取向逐渐增强.利用反射率测定仪、阻抗分析仪研究了BST30薄膜的光学和电学性能. 通过改进的单纯形法拟合反射率曲线,得到了BST30及其MgO缓冲层薄膜的光学常数, 由BST30薄膜的电压-电流特性(I-V曲线),发现MgO缓冲层对BST30薄膜的漏电流有明显的阻隔作用,可以有效消除BST30膜层的p-n结效应.     

Si衬底上磁控溅射法生长MgO薄膜

我们用射频磁控溅射方法,在Si(100)单晶衬底上生长MgO薄膜,借助X射线衍射(XRD)分析发现,我们获得了两种不同晶体结构的MgO薄膜,分别是常规的晶格常数为0.421nm的MgO薄膜和晶格常数为0.812nm的新结构的MgO薄膜.我们研究了溅射气压、衬底温度等工艺参数对两种晶体结构择取的影响.实验表明,高的溅射气压和高的衬底温度有利于晶格常数为0.812nm的新结构的MgO相的形成.在高的气压和温度下,我们制备出了晶格常数为0.812nm,具有很好的4次对称性的MgO外延薄膜.利用原子力显微镜(AFM)研究了这种薄膜的表面形貌.     

高择优取向Mo薄膜的直流磁控溅射制备及其电学性能

使用直流磁控溅射法在玻璃基底上沉积Mo薄膜,采用X射线衍射仪、原子力显微镜和四探针测试系统研究了溅射工艺对Mo薄膜的结构、形貌和电学性能的影响.结果表明:当基片温度为150 ℃时,薄膜获得(211)晶面择优取向生长,而在低于250 ℃的其它温度条件下,样品则表现为(110)晶面择优取向生长.进一步的表面形貌分析显示:薄膜的粗糙度随基片温度变化不明显,其值大约为0.35 nm,随溅射功率密度的增大而变大|电学性能方面:随着溅射功率密度的升高,薄膜导电性能迅速增强,电阻率呈现近似指数函数衰减|随着基底温度的升高,薄膜的电阻率先减小后增大,当基底温度为150 ℃时,薄膜电阻率降低至最小值2.02×10-5 Ω·cm.     

平面靶直流溅射制备YBCO高温超导薄膜研究

开展了平面靶溅射法制备YBa2Cu3O7-δ(YBCO)高温超导薄膜工艺研究,以达到提高沉积速率的目的。通过增加工作气体总压(Pt),采用基片旋转达到离轴溅射模式,有效地克服了传统平面靶直流溅射法中高能粒子轰击和负离子反溅射现象。在两英寸LaA lO3(LAO)基片上成功外延生长得到了微观结构良好、电学性能优越(临界电流密度Jc=2.3/2.0mA/cm2)的双面YBCO高温超导薄膜。     

高择优取向Mo薄膜的直流磁控溅射制备及其电学性能

使用直流磁控溅射法在玻璃基底上沉积Mo薄膜,采用X射线衍射仪、原子力显微镜和四探针测试系统研究了溅射工艺对Mo薄膜的结构、形貌和电学性能的影响.结果表明:当基片温度为150℃时,薄膜获得(211)晶面择优取向生长,而在低于250℃的其它温度条件下,样品则表现为(110)晶面择优取向生长.进一步的表面形貌分析显示:薄膜的...     

不同衬底上Pb(Zr0.52Ti0.48)O3择优取向铁电薄膜的制备和研究

通过MOD法在Si(100)和Pt(111)/Ti/SiO2/Si基片上制备出LaNiO3 (LNO)薄膜.再通过修正的Sol-gel法,在Pt(111)/Ti/SiO2/Si,LNO/Si(100)和LNO/Pt/Ti/SiO2/Si三种衬底上制备出具有择优取向的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3铁电薄膜.经XRD分析表明,LNO薄膜具有(100)择优取向的类钙钛矿结构;PZT薄膜均具有钙钛矿结构,且在Pt(111)/Ti/SiO2/Si衬底上的薄膜以(110)择优取向,在LNO/Pt/Ti/SiO2/Si和LNO/Si(100)衬底上的薄膜以(100)择优取向.经场发射SEM分析和介电、铁电性能测试表明,在LNO/Si和LNO/Pt/Ti/SiO2/Si衬底上的PZT薄膜的平均粒径、介电常数以及剩余极化强度均比以Pt/Ti/SiO2/Si为衬底的薄膜大.     

MgO单晶基片上YBCO高温超导薄膜的制备

在2英寸MgO(001)单晶基片上,采用直流溅射法,通过基片高温退火,成功制备了性能优越的YBa2C3O7-δ(YBCO)双面超导薄膜,能够满足超导滤波器的设计要求。X射线衍射(XRD)分析表明经过退火的基片上生长的YBCO薄膜与基片有单一的外延取向关系;用原子力显微镜(AFM)和高能电子衍射(RHEED)分析高温退火对基片表面状况的改变。结果表明制备的YBCO薄膜具有很好的超导电性,薄膜临界电流密度Jc(77K,0T)≈2.5×106A/cm2,微波表面电阻Rs(10GHz,77K)≈0.16mΩ。     

择优取向MgO缓冲层上制备的硅基Ba0.7Sr0.3TiO3薄膜的结构和性能研究

分别采用sol-gel法和磁控溅射法在Si（001）单晶衬底上制备出（111）和（001）取向的MgO缓冲层薄膜,随后在其上生长Ba_0.7Sr_0.3TiO₃（BST30）铁电薄膜.通过X射线衍射,扫描电子显微镜,原子力显微镜等方法研究了薄膜的微结构.实验结果发现,在较厚的MgO（001）缓冲层上可长出（101）取向的BST30薄膜,而在较薄的MgO（111） 缓冲层上则表现出（101）和（111）取向相互竞争的现象,随着MgO（111）缓冲 关键词： 0.7Sr_0.3TiO₃')" href="#">Ba_0.7Sr_0.3TiO₃ 铁电薄膜 择优取向 sol-gel     

不同衬底上Pb(Zr0.52Ti0.48)O3择优取向铁电薄膜的制备和研究

通过MOD法在Si(100)和Pt(111)/Ti/SiO₂/Si基片上制备出LaNiO₃ ( LNO)薄膜.再通过修 正的Sol-gel法，在Pt(111)/Ti/SiO₂/Si,LNO/Si(100)和LNO/Pt/Ti/SiO_{2< /sub>/Si三种衬底上 制备出具有择优取向的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3铁电薄膜. 经XRD分析表明，L NO薄膜具有(100)择优取向的类钙钛矿结构；PZT薄膜均具有钙钛矿结构，且在Pt(111)/Ti/S iO2/Si衬底上的薄膜以(110)择优取向，在LNO/Pt/Ti/SiO2/Si和LN O/Si(100)衬底上的 薄膜以(100)择优取向.经场发射SEM分析和介电、铁电性能测试表明，在LNO/Si和LNO/Pt/Ti /SiO2/Si衬底上的PZT薄膜的平均粒径、介电常数以及剩余极化强度均比以Pt/T i/SiO2/Si为衬底的薄膜大. 关键词： 3}薄膜')" href="#">LaNiO₃薄膜 PZT铁电薄膜 择优取向 剩余极化强度     

电子束蒸发在Si衬底上制备MgB2超导薄膜

利用电子束蒸发法在 Si(111)衬底上制备了 Mg B2 超导薄膜。首先在衬底上按照 1∶ 2的原子比交替蒸发 Mg和 B,所形成的夹层先驱膜在 15 0 Pa99.99% Ar气氛下进行原位热处理 6 30℃× 30 m in。实验发现超导薄膜在正常态下无半导体电阻特性 ,超导起始转变温度为 2 4 .7K,零电阻温度为 16 .5 K。     

膜厚对直流磁控溅射Nb薄膜微结构的影响

采用直流磁控溅射方法制备膜厚为50, 100, 200, 400, 600 nm的Nb薄膜,对薄膜的沉积速率、表面形貌、晶体结构进行了研究,并对其应力和择优取向进行了详细的分析。原子力显微镜图像显示Nb膜表面光滑、致密,均方根粗糙度达到0.1 nm量级。X射线小角衍射给出了薄膜的晶格结构、晶粒尺寸和应力情况。分析表明薄膜为多晶体心立方结构(bcc),在(110)晶面方向存在明显的择优取向,且随着薄膜厚度增大而增强。Nb膜应力先随薄膜厚度增大而增大,在200 nm时达到最大值(为1.015 1 GPa),后随薄膜厚度的增大有所减小。     

溅射功率对直流磁控溅射Ti膜结构的影响

 采用直流磁控溅射方法制备了纯Ti膜,研究了不同功率下Ti膜的沉积速率、表面形貌及晶型结构,并对其应力进行了研究。研究表明：薄膜的沉积速率随溅射功率的增加而增加,当溅射功率为20 W时,原子力显微镜(AFM)图像显示Ti膜光洁、致密,均方根粗糙度最小可达0.9 nm。X射线衍射(XRD)分析表明薄膜的晶体结构为六方晶型,Ti膜应力先随溅射功率增大而增大,在60 W时达到最大值（为945.1 MPa）,之后随溅射功率的增大有所减小。     

膜厚对直流磁控溅射Nb薄膜微结构的影响

 采用直流磁控溅射方法制备膜厚为50, 100, 200, 400, 600 nm的Nb薄膜,对薄膜的沉积速率、表面形貌、晶体结构进行了研究,并对其应力和择优取向进行了详细的分析。原子力显微镜图像显示Nb膜表面光滑、致密,均方根粗糙度达到0.1 nm量级。X射线小角衍射给出了薄膜的晶格结构、晶粒尺寸和应力情况。分析表明薄膜为多晶体心立方结构(bcc),在(110)晶面方向存在明显的择优取向,且随着薄膜厚度增大而增强。Nb膜应力先随薄膜厚度增大而增大,在200 nm时达到最大值(为1.015 1 GPa),后随薄膜厚度的增大有所减小。     

高择优取向硅基含钾铌酸锶钡（K:SBN）薄膜的制备与性能

采用NbCl5作为先驱物，利用溶胶-凝胶法在Si(100)衬底上成功获得高度择优取向的铁电铌酸锶钡(SBN)薄膜.与用Nb(OC2H5)5作为先驱物的SBN薄膜相比，NbCl5配制的薄膜前驱溶液中含有一定数量的K离子.K离子的含量对SBN薄膜取向的影响存在一个最优值.二次离子质谱测试发现，K离子对SBN晶胞的溶入和对Si衬底的渗透能够同时使SBN晶胞和Si晶胞产生微小扭曲，从而起到调整薄膜与衬底的匹配关系，并最终促使SBN薄膜c轴高度择优取向的生长.测试了薄膜的光学特性. 关键词： 铌酸锶钡 溶胶-凝胶方法 择优取向     

溅射功率对Mo薄膜微结构和性能的影响

 实验采用直流磁控溅射沉积技术在不同溅射功率下制备Mo膜,研究了不同溅射功率下Mo膜的沉积速率、表面形貌及晶型结构,并对其晶粒尺寸和应力进行了研究。利用原子力显微镜观察样品的表面形貌发现随着溅射功率的增加,薄膜表面粗糙度逐渐增大。X射线衍射分析表明薄膜呈立方多晶结构,晶粒尺寸为14.1～17.9 nm;应力先随溅射功率的增大而增大,在40 W时达到最大值(2.383 GPa),后随溅射功率的增大有所减小。     

Si(001)基片上反应射频磁控溅射ZnO薄膜的两步生长方法

利用反应射频磁控溅射技术，采用两步生长方法制备了ZnO薄膜，探讨了基片刻蚀时间和低温过渡层沉积时间对ZnO薄膜生长行为的影响.研究结果表明，低温ZnO过渡层的沉积时间所导致的薄膜表面形貌的变化与过渡层在Si(001)表面的覆盖度有关.当低温过渡层尚未完全覆盖基片表面时，ZnO薄膜的表面岛尺度较小、表面粗糙度较大，薄膜应力较大；当低温过渡层完全覆盖Si(001)基片后，ZnO薄膜的表面岛尺度较大、表面粗糙度较小，薄膜应力较小.基片刻蚀时间对薄膜表面形貌的影响与低温过渡层的成核密度有关.随着刻蚀时间的增加，ZnO薄膜的表面粗糙度逐渐下降，表面形貌自仿射结构的关联长度逐渐减小. 关键词： ZnO薄膜 反应射频磁控溅射 两步生长 形貌分析     

直流磁控溅射制备氧化钒薄膜

讨论了在低温下以高纯金属钒作靶材,用直流磁控溅射的方法制备出了氧化钒薄膜。通过设计正交试验,分析了氩气和氧气的流量比,溅射功率,工作压强,基底温度对氧化钒薄膜沉积速率和电阻温度系数TCR的影响,采用RTP-500型快速热处理机对氧化钒薄膜样品进行了退火热处理,实验结果表明:当Ar与O2的比例为100:4,溅射功率为120W,工作压强为2Pa时,所获得薄膜TCR较大,都在-2%/K附近,最高的可达-3.6%/K。     

溅射功率对直流磁控溅射Ti膜结构的影响

采用直流磁控溅射方法制备了纯Ti膜,研究了不同功率下Ti膜的沉积速率、表面形貌及晶型结构,并对其应力进行了研究。研究表明：薄膜的沉积速率随溅射功率的增加而增加,当溅射功率为20 W时,原子力显微镜(AFM)图像显示Ti膜光洁、致密,均方根粗糙度最小可达0.9 nm。X射线衍射(XRD)分析表明薄膜的晶体结构为六方晶型,Ti膜应力先随溅射功率增大而增大,在60 W时达到最大值（为945.1 MPa）,之后随溅射功率的增大有所减小。