HFCVD法制备纳米晶体碳化硅薄膜中氢流量对晶粒尺寸的影响

以甲烷、硅烷和氢气为反应气体,采用热丝化学气相沉积(HFCVD)法在单晶硅衬底上沉积纳米晶体碳化硅(SiC)薄膜.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对SiC薄膜的晶体结构和表面形貌进行分析.实验发现氢气流量对碳化硅薄膜晶粒尺寸有很大影响,当氢气流量从10SCCM变化到300SCCM时,薄膜晶粒的平均尺寸将由较大的400 nm左右减小到40 nm左右.     

氢气流量对混合物理化学气相沉积法制备MgB_2超薄膜的影响

用混合物理化学气相沉积法(Hybrid physical-chemical vapor deposition简称为HPCVD)制备了MgB2超薄膜.在背景气体压强、B2H6的流量和成膜时间等条件一定的情况下,当氢气的流量从200到400sccm范围内变化时,观察了其对成膜的影响.结果显示,随氢气流量增大,膜表面粗糙度增大,同时膜面的连接性变好,伴随着样品的超导转变温度得到提高.对于平均厚度是10nm和15nm的样品,氢气流量分别是200sccm和300sccm时,Tc分别是26K和33K与28K和37K.     

硅纳米晶体薄膜热膨胀性质的分子动力学研究

基于Stillinger-Weber势对硅纳米晶体薄膜的热膨胀性质进行了分子动力学模拟.研究表明,硅纳米晶体薄膜表面层原子的二聚现象引起薄膜收缩,而原子之间的非和谐势能引起薄膜膨胀;在约400K以下的低温段,由于硅纳米晶体薄膜表面层原子发生二聚的原子数目随温度的升高而明显增多,而原子间非和谐势能很小,故此时二聚主导热膨胀性质,热膨胀系数为负;在高温段(约400K以上),由于发生二聚的原子数目随温度升高不再显著地增加并渐趋于稳定,而原子间非和谐势能逐渐显著并主导热膨胀性质,故热膨胀系数为正.     

硅纳米晶体薄膜热膨胀性质的分子动力学研究

基于Stillinger-Weber势对硅纳米晶体薄膜的热膨胀性质进行了分子动力学模拟。研究表明,硅纳米晶体薄膜表面层原子的二聚现象引起薄膜收缩,而原子之间的非和谐势能引起薄膜膨胀;在约400K以下的低温段,由于硅纳米晶体薄膜表面层原子发生二聚的原子数目随温度的升高而明显增多,而原子间非和谐势能很小,故此时二聚主导热膨胀性质,热膨胀系数为负;在高温段（约400K以上）,由于发生二聚的原子数目随温度升高不再显著地增加并渐趋于稳定,而原子间非和谐势能逐渐显著并主导热膨胀性质,故热膨胀系数为正。     

晶粒尺寸对薄膜电阻率温度系数的影响

报道了Ｐｄ薄膜电阻率温度系数（ＴＣＲ）随不同薄膜厚度和不同退火温度的变化．实验结果表明：薄膜ＴＣＲ值远小于体材料的值，且对晶粒尺寸有一定的依赖关系；薄膜晶粒尺寸越大，其ＴＣＲ值也越大。采用晶粒间界散射的二流体模型对此结果进行了讨论。 关键词：     

飞秒激光在6H SiC晶体表面制备纳米微结构

激光诱导周期性纳米微结构在多种材料包括电介质、半导体、金属和聚合物中观察到。研究了800nm和400nm飞秒激光垂直聚焦于6H SiC晶体表面制备纳米微结构。实验观察到800nm和400nm线偏光照射样品表面分别得到周期为150nm和80nm的干涉条纹,800nm圆偏振激光单独照射样品表面得到粒径约100nm的纳米颗粒。偏振相互垂直的800nm和400nm激光同时照射晶体得到粒径约100nm的纳米颗粒阵列,该纳米阵列的方向随400nm激光强度增加而向400nm偏振方向偏转。利用二次谐波的观点对以上纳米结构的形成给出了解释。     

强激光辐照下纳米晶体铜薄膜层裂破坏的实验研究

采用强激光辐照加载技术和激光速度干涉(VISAR)测试技术，对纳米晶体铜薄膜的层裂特性进行实验测量和分析.基于VISAR实测的自由面速度波形，计算得到纳米晶体铜薄膜在超高拉伸应变率下的层裂强度高达3 GPa，明显高于多晶铜的层裂强度, 其原因归咎于纳米晶体材料中存在大量晶界阻碍了位错运动.     

强激光辐照下纳米晶体铜薄膜层裂破坏的实验研究

采用强激光辐照加载技术和激光速度干涉(VISAR)测试技术,对纳米晶体铜薄膜的层裂特性进行实验测量和分析.基于VISAR实测的自由面速度波形,计算得到纳米晶体铜薄膜在超高拉伸应变率下的层裂强度高达3 GPa,明显高于多晶铜的层裂强度, 其原因归咎于纳米晶体材料中存在大量晶界阻碍了位错运动. 关键词： 纳米晶体铜薄膜 层裂 激光辐照     

利用快速退火法从非晶硅薄膜中生长纳米硅晶粒

报道了一种从非晶硅薄膜中生长纳米硅晶粒的方法。含氢非晶硅薄膜经过快速热退火处理后，用拉曼散射和X射线衍射技术对样品进行分析。实验结果表明：纳米硅晶粒不但能在非晶硅薄膜中形成，而且所形成的纳米硅晶粒的大小随着热退火过程中升温快慢而变化。在升温过程中，若单位时间内温度变化量较大（－100℃/s），则所形成纳米硅粒较小（1．6－15nm）； 若单位时间内温度变化量较低（－1℃/s），则纳米硅粒较大（23－46nm）。根据晶体生长理论和计算机模拟，讨论了升温快慢与所形成的纳米硅颗粒大小的关系。     

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.     

HFCVD法制备纳米晶态SiC及其室温下的光致发光

用热丝化学气相沉积(HFCVD)法以CH4和SiH4作为反应气体在Si衬底上制备了纳米晶态6H-SiC。为减小6H-SiC与Si衬底之间的晶格失配,在HFCVD系统中通过对Si衬底表面碳化处理制备了缓冲层,确立了形成缓冲层的最佳条件。采用扫描电镜、傅里叶红外吸收谱和X射线衍射等分析手段对样品进行了结构和组分分析。结果表明,在较低的衬底温度下所沉积的是晶态纳米SiC,纳米晶粒平均尺寸约为60nm,并在室温下观察到所制备的纳米SiC位于380～420nm范围内的短波可见光。研究和分析了碳化时间对发光峰及红外吸收峰位置的影响。     

硅衬底上纳米晶金刚石生长

研究了蚀刻气体对生长在硅衬底上纳米晶金刚石合成的影响.合成方法为热丝化学气相沉积法,衬底温度为550 oC,反应压力为4 kPa. 其中甲烷和氢气分别作为源气体和稀释气体. 氮气、氢气和氨气用作蚀刻气体. 结果表明,仅氢气作为蚀刻气体可获得最佳工艺条件.     

HFCVD金刚石膜电阻率研究

本文采用在金刚石表面蒸镀铝电极的方法测量金刚石膜的电阻率。样品的Raman,SEM,XRD分析结果表明,金刚石膜的电阻率与晶粒尺寸、晶粒取向和缺陷及杂质有直接关系,大尺度晶粒的金刚石膜具有较高的电阻率,高比例的I（110）／I（111）晶粒取向的金刚石膜具有较高的电阻率;结构缺陷和杂质含量较小的金刚石膜具有较高的电阻率。     

氧气流量对脉冲激光沉积ZnO薄膜的形貌及光学性质影响

使用脉冲激光沉积(PLD)方法在石英(SiO2)和单晶Si(111)基底上制备了具有高c轴择优取向的ZnO薄膜。测试结果显示:在30～70sccm氧气流量范围内,氧气流量50sccm时制备的ZnO薄膜具有较好的结晶质量、较高的光学透过率(≥80%)、较高的氧含量(～40.71%)、较快的生长速率(～252nm/h)和较好的发光特性:450～580nm附近发射峰最弱,同时～378nm附近的紫外发光峰最强,表明薄膜材料中含有较少的氧空位等缺陷。     

气相输运法制备ZnO薄膜(英文)

运用气相输运技术在不同的衬底上制备ZnO薄膜,同时对这些ZnO薄膜的表面形貌、晶体结构和光学特性进行表征。在扫描电子显微镜图像上可以看到,相比没有镀金的Si衬底,ZnO纳米颗粒在镀金的Si衬底上的生长尺寸较大。X射线衍射测试结果表明,在Si(111)和Si(100)衬底上生长的ZnO薄膜显示出不同的六角纤锌矿结构的衍射峰,但没有出现立方闪锌矿ZnO结构的衍射峰。在镀金的Si衬底上,ZnO薄膜生长取向主要为c轴方向。此外,所有ZnO样品的光致发光谱上均只出现一个狭窄且强的紫外峰,约在389 nm(3.19 eV)波长处。     

氢退火对LPCVD生长的ZnO薄膜光学和电学性能的影响

采用低压化学气相沉积(LPCVD)在玻璃衬底上制备了B掺杂ZnO(BZO)薄膜,研究了氢气气氛退火对BZO薄膜光学性能和电学性能的影响。结果表明:在氢气气氛下退火后,BZO薄膜的物相结构和透光率基本无变化,但BZO薄膜的导电能力却明显提高。Hall测试结果表明:在氢气下退火时载流子浓度基本保持不变,但迁移率却明显提高。实验结果可为进一步提高BZO薄膜的光学电学综合性能提供借鉴。     

MOCVD法生长ZnO薄膜的结构及光学特性

采用MOCVD方法在c Al2 O3衬底上生长出了具有单一c轴取向的ZnO薄膜 ,采用X射线衍射 (XRD)、Raman散射、X射线光电子能谱 (XPS)及光致发光 (PL)谱等方法对ZnO薄膜的结构及光学特性进行分析测试。XRD分析只观察到ZnO薄膜 (0 0 0 2 )衍射峰 ,其FWHM数值为 0 1 84°。Raman散射谱中 ,4 35 32cm- 1 处喇曼峰为ZnO的E2 (high)振动模 ,A1 (LO)振动模位于 5 75 32cm- 1 处。XPS分析表明 :ZnO薄膜表面易吸附游离态氧 ,刻蚀后ZnO薄膜O1s光电子能谱峰位于 5 30 2eV ,更接近Zn—O键中O1s电子结合能 (5 30 4eV)。PL谱中 ,在3 2 8eV处观察到了自由激子发射峰 ,而深能级跃迁峰位于 2 5 5eV ,二者峰强比值为 4 0∶1 ,表明生长的ZnO薄膜具有较高的光学质量     

掺杂N的浓度对SiC薄膜的光敏特性影响

在热丝化学汽相沉积（HFCVD）法制备SiC薄膜过程中，研究不同的N掺杂下制备样品的光敏特性．对薄膜在室温和较高温度（410℃）下进行光敏特性测试，结果表明，薄膜的制备工艺参量对其光敏特性有较大影响；较高温度下其敏感特性和室温下测试的结果大体一致；在合适条件下制备的薄膜对不同波长的光有较好的敏感特性．可以看出，SiC薄膜在研究高温光敏器件领域具有很好的应用前景．     

掺杂N的浓度对SiC薄膜的光敏特性影响(英文)

在热丝化学汽相沉积(HFCVD)法制备SiC薄膜过程中,研究不同的N掺杂下制备样品的光敏特性.对薄膜在室温和较高温度(410℃)下进行光敏特性测试,结果表明,薄膜的制备工艺参量对其光敏特性有较大影响;较高温度下其敏感特性和室温下测试的结果大体一致;在合适条件下制备的薄膜对不同波长的光有较好的敏感特性.可以看出,SiC薄膜在研究高温光敏器件领域具有很好的应用前景.