厚度对MOCVD生长InN薄膜位错特性与光电性质的影响

研究了金属有机物化学气相沉积法制备的不同厚度InN薄膜的位错特性与光电性质.基于马赛克微晶模型,通过X射线衍射非对称面摇摆曲线测量,拟合出样品刃型位错密度分别为4.2×10¹⁰cm^-2和6.3×10¹⁰cm^-2,并发现样品的微晶扭转角与位错密度随薄膜厚度增加而减小.通过室温霍尔效应测量得到样品载流子浓度分别为9×10¹⁸cm^-3和1.2×10¹⁸cm关键词： 氮化铟 位错 载流子起源 局域态     

厚度诱导的YBa2Cu3O7-δ超导薄膜剩余应力及临界电流变化

本文通过脉冲激光沉积法制备了不同厚度(80nm、320nm、1000nm和2000nm)的YBa2Cu3O7-δ(YBCO)超导薄膜,对它们的剩余应力和临界电流特性进行了对比研究.通过系列的激光显微Raman光谱和磁化曲线测量分别获得了薄膜剩余应力和磁化临界电流密度(Jc)对薄膜厚度的依赖关系.结果显示超导薄膜内剩余应力越小,Jc越高.对于中等厚度的薄膜样品(320nm和1000nm),其膜内剩余应力较小,同时由其特征的磁通匹配场大小推知在该厚度范围内的样品具有较高的线性缺陷密度,从而显示出较高的Jc值.     

绝缘衬底上硅表面载流子的超快动力学研究

利用800 nm波长的飞秒抽运探测技术测量r具有不同单晶硅薄膜厚度的绝缘衬底上硅(SOI)皮秒瞬态反射率变化,并通过基于受激载流子密度和温度变化过程建立的反射率模型讨论了SOI表面载流子的超快动力学过程.研究表明,表面复合速度(SRV)是影响载流子动力学响应的主要因素,且薄膜厚度越小表面复合速度就越大,对应的表面态密度可达到1013cm-2 .对于较小的SRV,受激载流子的超快响应决定了瞬念反射率变化;而对于较大的SRV,晶格温升对瞬态反射率变化的贞献变得显著,使得反射率在更短的时间内恢复并超过初始值.     

Ge纳米结构的形貌与铁磁性研究

利用等离子体增强化学气相沉积技术制备了厚度不同的Ge薄膜, 随着样品厚度的减小, 样品表现出了室温铁磁性. 厚度为12 nm样品经过300 ℃退火后, 由于颗粒细化, 颗粒之间的界面增加, 界面缺陷增加, 样品表现出最大的铁磁性 (50 emu/cm³). 场冷却和零场冷却曲线测试表明居里温度约为350 K. 进行600 ℃退火后, 颗粒团聚, 样品的铁磁性最小. 当样品厚度进一步减小为6 nm时, 沉积态样品表现出铁磁性和顺磁性共存. 对6 nm厚的样品进行300 ℃退火后, 样品只具有铁磁性. 进行600 ℃退火后, 样品却只具有顺磁性. 12 nm 和6 nm 厚的Ge纳米结构薄膜随退火温度变化表现出不同的磁性规律, 我们认为是由于样品的颗粒大小和颗粒分布不同造成的. 样品越薄, Si基底与Ge薄膜之间的界面缺陷越明显, 界面缺陷以及Ge颗粒之间的界面缺陷为样品提供了未配对电子, 未配对电子的铁磁性耦合强度与样品颗粒的分布以及颗粒之间的结合有一定的关系. 颗粒之间分散或颗粒之间的融合程度大都将会降低样品的铁磁性.     

热原子层沉积氧化铝对硅的钝化性能及热稳定性

原子层沉积氧化铝已经成为应用于钝化发射极和背面点接触（PERC）型晶硅太阳能电池优异的钝化材料．对于基于丝网印刷技术的太阳能电池,钝化材料的钝化效果及其热稳定性是非常重要的．本文在太阳能级硅片上用热原子层沉积设备制备了20nm和30nm的氧化铝,少子寿命测试结果显示初始沉积的氧化铝薄膜具有一定的钝化效果,在退火后可达到100μs以上,相当于硅表面复合速度小于100cm／s．经过制备传统晶硅太阳能电池的烧结炉后,少子寿命能够保持在烧结前的一半以上,可应用于工业PERC型电池的制备．通过电子显微镜观察到了较厚的氧化铝薄膜有气泡,解释了30nm氧化铝比20nm氧化铝钝化性能和稳定性更差的异常表现．     

Ag/Fe/Ag 纳米颗粒膜磁特性和微结构

"利用对靶磁控溅射法制备了一系列Ag/Fe/Ag纳米薄膜,沉积态样品Fe层厚度固定为35 nm,Ag层厚度为1、2、3、4、5 nm．随后对沉积态样品进行了退火处理,退火温度分别为200、300、400、500、600 ℃ , 退火30 min． 利用VSM测量了样品的磁特性, 利用SPM观察样品表面形貌和磁畴结构,并且利用XRD分析了样品的晶体结构．研究结果表明,沉积态样品随Ag层厚度的变化,垂直和平行膜面矫顽力均先增加后减小．当Ag层厚度为3 nm时,垂直膜面矫顽力最大约为260 Oe,样品颗粒分布均     

等离子体增强化学气相沉积工艺制备SiON膜及对硅的钝化

研究了等离子体增强化学气相沉积工艺条件对氮氧化硅膜的生长厚度及折射率的影响以及氮氧化硅/氮化硅叠层膜对p型硅片的钝化效果.实验结果表明,NH3的流量和N2O/SiH4流量比对氮氧化硅膜的影响较大,薄膜折射率能从1.48变化到2.1,厚度从30—60 nm不等.腔内压力和射频功率主要影响膜厚,压力越大,功率越大,沉积速率加快,生成的膜越厚.温度对膜厚和折射率的影响可以忽略.钝化效果显示,在有无NH3下,N2O/SiH4流量比分别为20和30时,退火后氮氧化硅/氮化硅叠层膜对p型硅的钝化效果最好,其潜在电压和少子寿命分别为652 mV,56.7μs和649 mV,50.8μs,均优于参照组氮化硅膜样品的钝化效果.     

超短光脉冲作用下非晶硅的瞬态光电导

本文对制备时衬底温度不同的辉光放电沉积a-Si样品在超短光脉冲作用下的瞬态光电导进行研究,响应时间与样品缺陷态密度的关系表明a-Si中光生电流衰减的机制是缺陷态对光生载流子的俘获。与化学气相沉积a-Si和进口硅PIN快速光电探测器的瞬态响应实验结果的比较说明,a-Si的瞬态响应稳定性好。     

多样品法确定类金刚石薄膜的光学常数与厚度

采用乙烷气体辉光放电法在单晶Si衬底上制备了名义厚度分别为75,150和250nm的类金刚石碳(DLC)薄膜,除沉积时间外其他工艺参数完全一致。使用可变入射角光谱型椭偏仪(VASE)测量了380～1700nm波段的椭偏谱。该研究发现,对单一DLC样品的椭偏数据进行分析时,一定的范围内,假定不同的薄膜厚度均可以得到非常好的拟合结果。结果表明,采用单样品椭偏法拟合时,厚度与光学常数呈现出强烈的关联性,无法快速获得准确的结果。采用多样品椭偏法,对三个样品建立相同的物理模型,假定他们的光学常数相同,进行数据拟合。分析发现该方法可以快速、简便地获得精确的折射率、消光系数以及厚度值。经过检验,结果具有非常好的唯一性。     

氧等离子体处理对氧化锆薄膜性质的影响

用低能氧等离子体对电子束热蒸发后的沉积氧化锆薄膜进行了后处理。通过对其光学性质、缺陷密度、弱吸收及抗激光辐照等性质的研究后发现,经氧等离子体处理后的氧化锆薄膜的折射率、消光系数、缺陷密度及吸收率等均有所降低,薄膜的激光损伤阈值较未处理的样品有了较大的提高。分析探讨了氧等离子体处理技术对薄膜性质的影响。     

Inverted organic solar cells with solvothermal synthesized vanadium-doped TiO_2 thin films as efficient electron transport layer

We investigated the effects of using different thicknesses of pure and vanadium-doped thin films of TiO_2 as the electron transport layer in the inverted configuration of organic photovoltaic cells based on poly(3-hexylthiophene) P3HT:[6-6] phenyl-(6) butyric acid methyl ester(PCBM). 1% vanadium-doped TiO_2nanoparticles were synthesized via the solvothermal method. Crystalline structure, morphology, and optical properties of pure and vanadium-doped TiO_2 thin films were studied by different techniques such as x-ray diffraction, scanning electron microscopy, transmittance electron microscopy, and UV–visible transmission spectrum. The doctor blade method which is compatible with roll-2-roll printing was used for deposition of pure and vanadium-doped TiO_2 thin films with thicknesses of 30 nm and 60 nm. The final results revealed that the best thickness of TiO_2 thin films for our fabricated cells was 30 nm. The cell with vanadium-doped TiO_2 thin film showed slightly higher power conversion efficiency and great J_(sc) of 10.7 mA/cm~2 compared with its pure counterpart. In the cells using 60 nm pure and vanadium-doped TiO_2 layers, the cell using the doped layer showed much higher efficiency. It is remarkable that the external quantum efficiency of vanadium-doped TiO_2 thin film was better in all wavelengths.     

直流磁控溅射厚度对Cu(Inx,Ga1-x)Se2背接触Mo薄膜性能的影响

采用直流磁控溅射工艺, 在一定条件下通过控制溅射时间, 在钠钙玻璃上制备了不同厚度的用于Cu(In_x, Ga_1-x)Se₂薄膜太阳电池背接触材料的Mo薄膜, 并利用X射线衍射 (XRD)、场发射扫描电子显微镜 (SEM)、四探针测试仪、台阶仪研究了厚度对溅射时间、薄膜微结构、电学性能及力学性能的交互影响. Mo薄膜的厚度与溅射时间呈线性递增关系; 随厚度的增大, Mo薄膜 (110) 和 (211) 面峰强均逐渐增大, 择优生长从(110)方向逐渐向 (211)方向转变, 方块电阻值只随 (110) 方向上的生长而急剧减小直到一特定值约2 Ω/⇑, 电导率随薄膜的 (110) 择优取向程度的降低而线性减小直到一特定值约0.96×10^-4 Ω·cm; Mo薄膜内部是一种多孔的长形簇状颗粒和颗粒间隙交织的结构, 并处于拉应力态, 其内部应变随薄膜厚度的增大而减小. 关键词： Mo薄膜 CIGS背接触 厚度 微结构     

Thickness dependence of structural, electrical and optical properties of indium tin oxide (ITO) films deposited on PET substrates

Without intentionally heating the substrates, indium tin oxide (ITO) thin films of thicknesses from 72 nm to 447 nm were prepared on polyethylene terephthalate (PET) substrates by DC reactively magnetron sputtering with pre-deposition substrate surfaces plasma cleaning. The dependence of structural, electrical, and optical properties on the films thickness were systematically investigated. It was found that the crystal grain size increases, while the transmittance, the resistivity, and the sheet resistance decreases as the film thickness was increasing. The thickest film (∼447 nm) was found of the lowest sheet resistance 12.6 Ω/square, and its average optical transmittance (400-800 nm) and the 550 nm transmittance was 85.2% and 90.4%, respectively. The results indicate clearly that dependence of the structural, electrical, and optical properties of the films on the film thickness reflected the improvement of the film crystallinity with the film thickness.     

激光辐照VO2薄膜温度场分布及透射特性研究

为了探究VO₂薄膜受激光辐照的温度场分布,以及1 064 nm激光直接辐照100 s内至相变的激光功率密度阈值,并比较近红外和中红外波段透过率调制特性差异。首先基于COMSOL建立了薄膜受激光辐照的模型并进行了温度场仿真,然后分别测试了薄膜正反面被不同功率密度的1 064 nm激光辐照100 s内激光透过率随时间响应特性。实验中的VO₂薄膜利用分子束外延法在Al₂O₃基底上制备得到。仿真结果表明,激光功率密度为25 W·mm^-2时,50 nm厚薄膜在被辐照1 ms时间内即达到相变温度。经激光辐照实验发现:50 nm厚的VO₂薄膜正反面受1 064 nm激光直接辐照100 s内至相变的功率密度阈值分别为4.1 W·mm^-2和5.39 W·mm^-2。30 nm厚VO₂薄膜对1 064 nmn激光的透过率调制深度约为13%,对3 459 nm激光透过率调制深度约62%,说明VO₂薄膜对近红外透过率调制特性不明显。     

Crystallization of Poly(Ethylene Oxide) in Thin Films

Crystallization of poly(ethylene oxide) (PEO) in thin films was studied using hot-stage polarized optical microscopy. Isothermal linear crystal growth rates were measured for various film thicknesses at various degrees of undercooling. At a given crystallization temperature, the linear crystal growth rate decreased exponentially with decreasing film thickness below a film thickness of 80 nm. Films showed similar spherulitic morphology down to a film thickness of 30 nm. Control experiments on hydrophilic and hydrophobic surfaces showed that surface chemistry affects stability of the polymer films and causes a competition between crystallization and dewetting.     

Raman micro‐spectroscopy for quantitative thickness measurement of nanometer thin polymer films

The sensitivity of far‐field Raman micro‐spectroscopy was investigated to determine quantitatively the actual thickness of organic thin films. It is shown that the thickness of organic films can be quantitatively determined down to 3 nm with an error margin of 20% and down to 1.5 nm with an error margin of 100%. Raman imaging of thin‐film surfaces with a far‐field optical microscope establishes the distribution of a polymer with a lateral resolution of ~400 nm and the homogeneity of the film. Raman images are presented for spin‐coated thin films of polysulfone (PSU) with average thicknesses between 3 and 50 nm. In films with an average thickness of 43 nm, the variation in thickness was around 5% for PSU. In films with an average thickness of 3 nm for PSU, the detected thickness variation was 100%. Raman imaging was performed in minutes for a surface area of 900 µm². The results illustrate the ability of far‐field Raman microscopy as a sensitive method to quantitatively determine the thickness of thin films down to the nanometer range. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

PECVD技术制备单层光学薄膜抗激光损伤特性研究

采用PECVD技术在BK7玻璃基底上沉积了不同厚度的单层SiO2（折射率为1.46）和SiNx（折射率为1.84）光学薄膜,并对这2种膜层进行抗激光损伤阈值（LIDT）测试,分析讨论了PECVD技术制备的单层光学薄膜与抗激光损伤特性之间的关系。实验结果表明:PECVD技术制备的单层SiO2薄膜有较高的LIDT,薄膜光学厚度在o/4~o/2之间时,在光学厚度为350 nm时,LIDT有最小值21.7 J/cm2,光学厚度为433 nm时,LIDT有最大值27.9 J/cm2。SiNx薄膜的LIDT随着光学厚度增加而减小,在光学厚度为o/4时,LIDT有最大值29.3 J/cm2,光学厚度为o/2时,LIDT有最小值4.9 J/cm2。     

旋涂法制备WO3薄膜电致变色性能

"智能窗"大规模推广顺应可持续发展潮流,三氧化钨(WO_3)是生产"智能窗"的一种重要电致变色材料,但调控WO_3薄膜电致变色性能机制仍待进一步研究。采用旋涂法制备WO_3薄膜,重点研究了溶液浓度和旋涂次数对调控WO_3薄膜电致变色性能的影响。通过表面轮廓仪测量薄膜厚度,X射线衍射(XRD)测量薄膜结晶情况,原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)分析薄膜表面形貌,光谱仪测量薄膜初始态、着色态和褪色态的透射率。实验结果表明,随着溶液浓度增加(0. 2～1. 0 mol/L),薄膜厚度从9. 7 nm增加到33. 3 nm,透射率调制能力从0%提升到37. 0%;多次旋涂薄膜厚度线性增长,线性拟合优度(R~2)达0. 98,5次旋涂后透射率调制能力达51. 3%。改变溶液浓度和旋涂次数都是调控薄膜透射率调制能力的有效手段,精准调控薄膜透射率调制能力对设计不同应用场景的电致变色器件具有重大意义。     

磁控溅射制备铬薄膜的结构和光电学性质(英文)

用直流磁控溅射技术在石英基片上制备不同厚度(5nm～114nm之间)的铬膜.使用X射线衍射仪和分光光度计分别检测薄膜的结构和光学性质,利用德鲁特模型和薄膜的透射、反射光谱计算铬膜的厚度和光学常量,并采用Van der Pauw方法测量薄膜电学性质.结果表明:制备的铬薄膜为体心立方的多晶态,随着膜厚的增加,薄膜的结晶性能提高,晶粒尺寸增大;在可见光区域,当膜厚小于32nm时,随着膜厚的增加,折射率快速减小,消光系数快速增大,当膜厚大于32nm时,折射率和消光系数均缓慢减小并逐渐趋于稳定;薄膜电阻率随膜厚的增加为一次指数衰减.     

磁控溅射制备铬薄膜的结构和光电学性质

用直流磁控溅射技术在石英基片上制备不同厚度(5 nm~114 nm之间)的铬膜.使用X射线衍射仪和分光光度计分别检测薄膜的结构和光学性质,利用德鲁特模型和薄膜的透射、反射光谱计算铬膜的厚度和光学常量,并采用Van der Pauw方法测量薄膜电学性质.结果表明:制备的铬薄膜为体心立方的多晶态,随着膜厚的增加,薄膜的结晶性能提高,晶粒尺寸增大;在可见光区域,当膜厚小于32 nm时,随着膜厚的增加,折射率快速减小,消光系数快速增大,当膜厚大于32 nm时,折射率和消光系数均缓慢减小并逐渐趋于稳定;薄膜电阻率随膜厚的增加为一次指数衰减.