RF溅射钕掺杂ZnO薄膜的结构与发光特性

通过射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上制备了未掺杂ZnO薄膜和Nd掺杂ZnO薄膜。应用XRD分析了ZnO:Nd薄膜的晶格结构,通过AFM观察了ZnO:Nd薄膜的表面形貌。结果表明,Nd掺入了ZnO晶格中,由于Nd原子半径大于Zn原子半径,Nd以替位原子的形式存在于ZnO晶格中。ZnO:Nd薄膜为纳米多晶薄膜,表面形貌粗糙。ZnO:Nd薄膜的室温光致发光谱表明,相同条件下制备的未掺杂ZnO薄膜和Nd掺杂ZnO薄膜都出现了395nm的强紫光带和495nm的弱绿光带。我们认为,紫光发射峰窄而锐且强度远大于绿光峰,源于薄膜中激子复合;绿光峰强度较弱,源于薄膜中的氧空位(VO)及氧反位锌缺陷(OZn)。Nd掺杂没有影响ZnO:Nd薄膜的PL谱的发射峰的峰位。由于Nd3 离子电荷数与Zn2 离子电荷数不相等,为了保持ZnO薄膜的电中性,间隙锌(VZn)可以作为Nd替位补偿性的受主杂质而存在,影响ZnO薄膜的激子浓度。同时,Nd掺入使ZnO的晶格畸变缺陷浓度改变增强,因而发射峰的强度随Nd掺杂浓度不同而变化。     

射频磁控溅射ZnO薄膜的结构和光学特性

采用射频（RF）反应磁控溅射法在n-Si(001)衬底上外延生长ZnO薄膜。XRD谱测量显示出较强的（002）衍射峰，表明ZnO薄膜为c轴择优取向生长的。室温PL谱测量观察到了较强的紫外光发射和深能级发射。     

射频磁控溅射法制备的Eu掺杂ZnO薄膜的结构及其发光性质

用射频磁控溅射法在石英衬底上制备了ZnO:Eu3+薄膜,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光谱仪测试了薄膜结构、形貌以及发光性能,重点考察了溅射功率和退火工艺对其组织结构和发光性能的影响.结果表明:样品均呈现ZnO的六角纤锌矿结构,增大溅射功率有利于形成ZnO的c轴择优取向;增大溅射功率以及高温退火会使晶粒尺寸增大...     

直流磁控溅射制备AlN薄膜的结构和表面粗糙度

采用直流磁控反应溅射法,在Si(111)基底上成功制备了多晶六方相AlN薄膜.研究了溅射过程中溅射气压对薄膜结构和表面粗糙度的影响.结果表明:当溅射气压低于0.6 Pa时,薄膜为非晶态,在傅里叶变换红外光谱中,没有明显的吸收峰;当溅射气压不低于0.6 Pa时,薄膜的X射线衍射图中均出现了六方相的AlN(100)、(110)和弱的(002)衍射峰,说明所制备的AlN薄膜为多晶态,在傅里叶变换红外光谱中,在波数为677 cm-1处有明显的吸收峰;随着溅射气压的增大,薄膜表面粗糙度先减小后增大,而薄膜的沉积速率先增大后减少,且沉积速率较大有利于减小薄膜的表面粗糙度;在溅射气压为0.6 Pa时,薄膜具有最小的表面粗糙度和最大的沉积速率.     

Structural Properties of Thin Films Obtained by Magnetron Sputtering of Polydiacetylene

Physics of the Solid State - Films obtained by radio-frequency sputtering of monocrystalline polydiacetylene (PDA) are under study. The structure is studied by Raman spectroscopy, transmission...     

Gate Tunable Supercurrent in Josephson Junctions Based on Bi_2Te_3 Topological Insulator Thin Films

We report transport measurements on Josephson junctions consisting of Bi_2Te_3 topological insulator(TI) thin films contacted by superconducting Nb electrodes.For a device with junction length L=134 nm,the critical supercurrent I_c can be modulated by an electrical gate which tunes the carrier type and density of the TI film.I_c can reach a minimum when the TI is near the charge neutrality regime with the Fermi energy lying close to the Dirac point of the surface state.In the p-type regime the Josephson current can be well described by a short ballistic junction model.In the n-type regime the junction is ballistic at 0.7 K T 3.8 K while for T 0.7 K the diffusive bulk modes emerge and contribute a larger I_c than the ballistic model.We attribute the lack of diffusive bulk modes in the p-type regime to the formation of p-n junctions.Our work provides new clues for search of Majorana zero mode in TI-based superconducting devices.     

直流磁控溅射氮化铁薄膜生长的动力学标度

利用直流磁控溅射方法,以Ar/N2作为放电气体,通过改变放电气体中N2的流量(N2流量比分别为5%,10%,30%,50%)及溅射时间(160,30,20,10,5min),在玻璃衬底上沉积了FexN薄膜。用X射线光电子能谱(XPS)方法确定了不同N2流量下薄膜的成分;X射线衍射(XRD)方法分析了不同N2流量下的FexN薄膜结构,当N2流量比为5%时获得了FeN0 056相,10%时为ε Fe3N相,30%和50%流量比下均得到FeN相。利用原子力显微镜(AFM)和掠入射X射线散射(GIXA)方法研究了膜表面的粗糙度和形貌,发现随着N2流量的增加,薄膜表面光滑度增加,薄膜表面呈现自仿射性质。动力学标度方法定量分析表明:薄膜表面因不同N2流量的影响而具有不同的动力学指数,当氮气流量比为5%时,静态标度指数α≈0 65,生长指数β≈0 53±0 02,薄膜生长符合基于Kolmogorov提出的能量波动概念的KPZ模型指数规律。     

磁控反应溅射SiNx薄膜的研究

用磁控反应溅射(RF)的方法制备了SiN_x薄膜. 分析了以硅为靶材, 用N₂/Ar做溅射气体条件下不同的气流比率、总气压以及沉积速率对薄膜光学常数和表面结构形态的影响, 得出较低总气压下气流比率对薄膜光学常数的影响是最关键的, 而总气压较大的时候, 水汽影响增大, 气流比率的影响反而不明显. 最后提出了合适的工艺条件来制备符合要求的SiN_x薄膜.     

磁控溅射技术制备TiO2薄膜的研究进展

介绍了磁控溅射法镀膜的基本原理,综述了近年来关于溅射功率、工作压强、氩氧比例、沉积温度和退火等工艺参数以及掺杂对T iO2薄膜结构、形貌和光学性质影响的研究进展,并对磁控溅射技术制备T iO2薄膜的发展方向进行了展望。     

Fabrication and Thickness Measurment of the Thin Films Deposited by Planar Magnetron Sputtering

ＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎａｎｄＴｈｉｃｋｎｅｓｓＭｅａｓｕｒｍｅｎｔｏｆｔｈｅＴｈｉｎＦｉｌｍｓＤｅｐｏｓｉｔｅｄｂｙＰｌａｎａｒＭａｇｎｅｔｒｏｎＳｐｕｔｔｅｒｉｎｇ￥ＳＨＡＯＪｉａｎ－ｄａ；ＦＡＮＺｈｅｎｇ－ｘｉｕ；ＹＩＫｕｉ；ＹＩＮＧｏｎｇ－ｊｉ...     

Optical-Energy Properties of CdS Thin Films Obtained by the Method of High-Frequency Magnetron Sputtering

Optics and Spectroscopy - The results of experimental and theoretical studies of the optical-energy properties of CdS thin films are reported. The synthesis procedure and the results of structural...     

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.     

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.     

射频磁控溅射法制备的CaWO_4∶Yb~(3+)薄膜及其发光性能研究

采用射频磁控溅射法制备了CaWO4∶Yb3+薄膜并考察了沉积气压和时间对其结构、形貌和发光性能的影响。在不同的气压下,薄膜的XRD结果与四方相白钨矿结构相吻合,并且沿(004)方向择优生长。SEM图像显示,薄膜表面由椭圆形颗粒和孔洞组成。在260 nm激发下,Yb3+在994 nm处发出强近红外光,并且其强度随着溅射气压的升高总体是不规律的,而随着溅射时间的增加先增强后减弱。由于优良的发光性能,CaWO4∶Yb3+薄膜可作为潜在增强硅太阳能电池性能的发光转化膜。     

Optimization of Gas Sensing Performance of Nanocrystalline SnO_2 Thin Films Synthesized by Magnetron Sputtering

Tin oxide(SnO_2) is one of the most promising transparent conducting oxide materials,which is widely used in thin film gas sensors.We investigate the dependence of the deposition time on structural,morphological and hydrogen gas sensing properties of SnO_2 thin films synthesized by dc magnetron sputtering.The deposited samples are characterized by XRD,SEM,AFM,surface area measurements and surface profiler.Also the H_2 gas sensing properties of SnO_2 deposited samples are performed against a wide range of operating temperature.The XRD analysis demonstrates that the degree of crystallinity of the deposited SnO_2 films strongly depends on the deposition time.SEM and AFM analyses reveal that the size of nanoparticles or agglomerates,and both average and rms surface roughness is enhanced with the increasing deposition time.Also gas sensors based on these SnO_2 nanolayers show an acceptable response to hydrogen at various operating temperatures.     

磁控溅射制备本征ZnO/Ag/ZnO透明导电薄膜的性质研究

室温下采用射频磁控溅射氧化锌（ZnO）粉末靶、银（Ag）靶,在玻璃衬底上制备ZnO/Ag/ZnO透明导电薄膜。首先,ZnO厚度为30 nm时,改变Ag厚度制备3层透明导电薄膜,研究Ag层厚度及膜层间配比对光电性能的影响;其次,按ZnO∶Ag厚度比为30∶11比例制备不同厚度的3层透明导电薄膜,研究多层厚度对薄膜光电性能的影响。结果表明：Ag厚度为8 nm及11 nm的ZnO/Ag/ZnO表面相对平整,结晶程度较好,在可见光范围内最高透过率达到90%及86%,并且方块电阻为6 Ω/□及3.20 Ω/□,具有优良的光电性;当按配比制备ZnO/Ag/ZnO 3层膜时,增加ZnO厚度对Ag层的增透作用反而减弱,同时增加Ag层厚度也会降低3层薄膜的整体光学性。     

Compositional and Structural Properties of TiO2-xNx Thin Films Deposited by Radio-Frequency Magnetron Sputtering

TiO2-xNx thin films are deposited onto Si（100） and quartz substrates by arf magnetron sputtering method using a titanium metal disc as a target in Ar, N2, and 02 atmospheres. The substrate temperature is kept at 300℃. The O2 and Ar gas flow rates are kept to be constants and the N gas flow rate is varied. TiO2-xNx films with different N contents are characterized by x-ray diffraction and x-ray photoelectron spectroscopy. The results indicate that the TiO2-xNx thin films can be obtained at 13% N and 15% N contents in the film, and the films with mixed TiO2 and TiN crystal can be obtained at 13% N and 15% N contents in the film. In terms of the results of x-ray photoelectron spectroscopy, N ls of β-N （396 eV） is the main component in the TiO2-xNx thin films. Because the energy level of β-N is positioned above the valence-band maximum of TiO2, an effective optical-energy gap decreases from 2.8 eV （for pure TiO2 film deposited by the same rf sputtering system） to 2.3 eV, which is verified by the optical-absorption spectra.     

ZnS作为空穴缓冲层的新型有机发光二极管

采用磁控溅射方法在ITO表面沉积了不同厚度的ZnS超薄膜作为有机发光二极管(OLEDs)的缓冲层,使典型结构(ITO/TPD/Alq3/Al)的OLEDs的发光性能得到改善。ZnS缓冲层厚度对器件性能影响的实验结果表明,当ZnS缓冲层厚度为5nm时,器件电流密度提高了近2倍,亮度提高了2倍;当ZnS缓冲层厚度为10nm时,器件发光的电流效率提高18%,器件的性能得到改善。宽禁带的ZnS缓冲层对空穴从阳极到有机功能层的注入有阻碍作用,促进器件载流子平衡,提高了器件发光效率,改善了器件性能。     

在不同衬底温度下用直流反应磁控溅射法制备p型ZnO薄膜

采用直流反应磁控溅射方法,通过改变衬底温度并优化生长参数,在玻璃衬底上生长了In-N共掺p型ZnO薄膜。X射线衍射(XRD)测试表明,所得薄膜结晶性能良好,且具有很好的c轴择优取向。Hall测试的结果所得p型ZnO薄膜最低电阻率为35.6Ω·cm,霍尔迁移率为0.111cm2·V-1·s-1,空穴浓度为1.57×1018cm-3。X光电子能谱(XPS)测试表明,铟元素已有效地掺入了ZnO薄膜中,且铟元素有效地促进了氮元素的掺入。紫外可见(UV)透射谱测试表明,在可见光范围内所有薄膜透光率均可达90%。     

溅射气氛对RF反应磁控溅射制备ZnO薄膜微结构及光致发光特性的影响

用射频反应磁控溅射法在不同溅射压强和氩氧比下制备了ZnO薄膜,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和光致发光(PL)谱等研究了溅射压强和氩氧比对ZnO薄膜结构和光学性质的影响。测量结果显示,所制备的ZnO薄膜为六角纤锌矿结构,具有沿c轴的择优取向;溅射压强P=0.6Pa,氩氧比Ar/O2=20/5.5sccm时,(002)晶面衍射峰强度和平均晶粒尺寸较大,(O02)XRD峰半峰全宽(FWHM)最小,光致发光紫外峰强度最强。