微波等离子体化学气相沉积法制备C3N4薄膜的结构研究

采用微波等离子体化学气相沉积法,用高纯氮气（99．999％）和甲烷（99．9％）作反应气体,在单晶Si(100)基片上沉积C3N4薄膜,利用扫描电子显微镜观察薄膜形貌,表明薄膜由密排的六棱晶棒组成,X射线衍射和透射电子显微镜结构分析说明该薄膜主要由β－C3N4和α－C3N4组成,并且这些结果与a-C3N4相符合较好,由虎克定律近似关系式计算了α－和β－C3N4的傅里叶变换红外光谱和Raman光谱,实验结果支持C－N共价键的存在。     

C3N4薄膜的结构与性能研究

用射频等离子体增强化学汽相沉积技术合成C₃N₄薄膜，并采用强迫晶化技术，经透射电子衍射观测，薄膜具有多晶结构．用X射线光电子能谱测试了C，N原子结合能及含氮量．傅里叶变换红外光谱曲线表明薄膜中不含石墨相．测得薄膜的维氏硬度为29.2—50.0GPa 关键词：     

微波等离子体化学气相沉积金刚石薄膜形貌分析

 本文给出了微波等离子体化学气相沉积多晶金刚石薄膜及外延单晶金刚石薄膜的各种形貌，并对这些形貌的形成作了理论分析。     

微波等离子体化学气相沉积金刚石膜

微波等离子体化学气相沉积是制备金刚石膜的一个重要方法，能制备出表面光滑平整的大面积均匀金刚石膜，文章概述了ＭＰＣＶＤ制备金刚石膜的情况，介绍了ＭＰＣＶＤ制备金刚石膜装置的典型类型及其特点，在国内研制成功天线耦合石英钟罩式ＭＰＣＶＤ制备金刚石膜装置，并在硅片上沉积出大面积均匀的优质金刚石膜。     

线性微波化学气相沉积制备SiNx薄膜的微结构及光学性能研究

利用自主研发的线性微波化学气相沉积系统在不同微波功率、微波占空比、基片温度、特气比例条件下制备了SiN_x薄膜. 通过扫描电子显微镜、椭圆偏振仪等表征测量技术, 研究了不同工艺参数对SiN_x薄膜表面形貌、元素配比、折射率、沉积速度的影响, 并探讨了薄膜元素配比、折射率、沉积速度间的关系. 结果表明: 利用线性微波沉积技术, 不同工艺参数下制备的SiN_x薄膜组成元素分布均匀, 同时具有平整的表面状态; 特气比例和微波占空比是影响薄膜折射率的最主要因素, 薄膜折射率在1.92–2.33之间连续可调; 微波功率、微波占空比、沉积温度、特气比例都对SiN_x 薄膜沉积速度影响较大, 制备的SiN_x薄膜最大沉积速度为135 nm·min^-1.     

等离子体化学气相沉积的实验与理论研究

对等离子体化学气相沉积(PCVD)过程进行了实验和理论研究,实验结果表明:实验条件和等离子体参数在PCVD过程中相互关联,等离子体参数直接影响PCVD过程,在此实验结果的基础上建立了一个二元动力学模型,假设PCVD过程是由等离子体参数决定,考虑了活性粒子与反应单体的扩散与对流.计算中使用了实际测量的电子参数.理论与实验结果基本符合. 关键词：     

微波等离子体化学汽相沉积法沉积CNx膜的研究

对用微波等离子体化学汽相沉积法沉积在Si基片上的CN_x膜分别进行Raman散射、X射线光电子能谱、X射线衍射和扫描电子显微镜等技术的分析与测试. Raman散射的研究结果表明在CH₄与N₂的流量比低于1∶8时，CN_x膜的散射谱中以非晶石墨峰的形式出现.当流量比为1∶8时，则表现为较尖锐的C≡N键(2190cm^-1)的特征峰；从X射线光电子能谱的分析结果可以看出C，N成键的方式主要是C≡N键和C—N 关键词：     

SiH4/H2等离子体气相生长硅薄膜的动力学模型

在化学气相沉积微晶硅薄膜过程中,为了降低成本,必须提高生长速率,但薄膜的微观结构和光电性能则随之降低,原因是成膜先驱物在薄膜表面上的扩散长度降低了. 本文利用量子化学的反应动力学理论建立有关成膜先驱物SiH₃和H的反应平衡方程,求解薄膜生长速率和成膜先驱物的扩散长度,并找出影响生长速率与扩散长度的微观参数,发现生长速率不仅与流向衬底的SiH₃的通量密度有关,而且与H的通量密度有关;SiH₃的扩散长度与衬底温度和薄膜表面的硅氢键的形态有关,当     

螺旋波等离子体增强化学气相沉积氮化硅薄膜

利用螺旋波等离子体增强化学气相沉积(HWP-CVD)技术，以SiH4和N2为反应气体进行了氮化硅(SiN)薄膜沉积，并研究了实验参量对薄膜特性的影响.利用傅里叶变换红外光谱、紫外—可见光谱和椭偏光检测等技术对薄膜的结构、厚度和折射率等参量进行了测量.结果表明，采用HWP-CVD技术能在低衬底温度条件下以较高的沉积速率制备低H含量的SiN薄膜，所沉积的薄膜主要表现为Si—N键合结构.采用较低的反应气体压强将提高薄膜沉积速率，并使薄膜的致密性增加.适当提高N2/SiH4比例有利于薄膜中H含量的降低. 关键词： 螺旋波等离子体 化学气相沉积 氮化硅薄膜     

CRYSTALLINE CARBON NITRIDE THIN FILMS DEPOSITED BY MICROWAVE PLASMA CHEMICAL VAPOR DEPOSITION

The crystalline carbon nitride thin films have been prepared on Si (100) substrates using microwave plasma chemical vapor deposition technique. The experimental X-ray diffraction pattern of the films prepared contain all the strong peaks of α-C₃N₄ and β-C₃N₄, but most of the peaks are overlapped.The films are composed of α-C₃N₄ and β-C₃N₄. The N/C atomic ratio is close to the stoichiometric value 1.33. X-ray photoelectron spectroscopic analysis indicated that the binding energies of C 1s and N 1s are 286.43eV and 399.08 eV respectively. The shifts are attributed to the polarization of C-N bond. Both observed Raman and Fourier transform infrared spectra were compared with the theoretical calculations. The results support the existence of C-N covalent bond in α- and β-C₃N₄ mixture.     

低压等离子体增强化学汽相沉积法制备立方氮化碳薄膜

用低压等离子体增强化学汽相沉积法和氮化硅中间过渡层的方法，在硅片和玻璃上，制备了立方氮化碳薄膜.用光电子能谱测试了其成分和结合能，薄膜含氮量为42.96%.C1s和N1s的结合能分别为285.01和398.60eV.透射电子显微镜研究表明，制备的氮化碳属于体心立方结构，根据衍射花样，计算的晶格常量a为0.536nm，这与理论预言的结果a为0.53973nm很接近.随着沉积的时间增长，还观测到了氮化碳薄膜的菊池花样.在玻璃上沉积的氮化碳薄膜在可见光和近红外区域是透明的，在400nm处有光吸收. 关键词：     

电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积a-CFx薄膜的化学键结构

使用CHF₃和C₆H₆混合气体做气源,在一个电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积装置中制备了氟化非晶碳(a-CF_x)薄膜.利用发射光谱研究了等离子体中形成的各种碳氟、碳氢基团随放电宏观参量的变化规律,对薄膜做了傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱分析,证实等离子体中的CF₂,CF和CH基团是控制薄膜生长、碳/氟成分比和化学键结构的主要前驱物 关键词： 氟化非晶碳薄膜 电子回旋共振等离子体     

Structure and electronic structure of S-doped graphitic C3N4 investigated by density functional theory

The structures of the heptazine-based graphitic C3N4 and the S-doped graphitic C3N4 are investigated by using the density functional theory with a semi-empirical dispersion correction for the weak long-range interaction between layers.The corrugated structure is found to be energetically favorable for both the pure and the S-doped graphitic C3N4.The S doptant is prone to substitute the N atom bonded with only two nearest C atoms.The band structure calculation reveals that this kind of S doping causes a favorable red shift of the light absorption threshold and can improve the electroconductibility and the photocatalytic activity of the graphitic C3N4.     

Si3N4的晶体化和ZrN/Si3N4纳米多层膜的超硬效应

研究了Si₃N₄层在ZrN/Si₃N₄纳米多层膜中的晶化现象及其对多层膜微结构与力学性能的影响. 一系列不同Si₃N₄层厚度的ZrN/Si₃N₄纳米多层膜通过反应磁控溅射法制备. 利用X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜和微力学探针表征了多层膜的微结构和力学性能. 结果表明，由于受到ZrN调制层晶体结构的模板作用，溅射条件下以非晶态存在的Si₃N₄层在其厚度小于0.9 nm时被强制晶化为NaCl结构的赝晶体，ZrN/Si₃N₄纳米多层膜形成共格外延生长的柱状晶，并相应地产生硬度升高的超硬效应. Si₃N₄随层厚的进一步增加又转变为非晶态，多层膜的共格生长结构因而受到破坏，其硬度也随之降低.     

金属有机化学气相沉积法制备钛酸铅铁电薄膜

利用低压ＭＯＣＶＤ工艺分别在（００１）取向的ＬａＡｌＯ_３，ＳｒＴｉＯ_３和重掺杂硅单晶衬底上制备ＰｂＴｉＯ_３铁电薄膜，并通过Ｘ射线衍射谱对薄膜的微结构进行分析．Ｘ射线θ－２θ扫描显示硅衬底上得到了ＰｂＴｉＯ_３多晶薄膜，另两种衬底上得到了择优取向的ＰｂＴｉＯ_３薄膜．ＬａＡｌＯ_３衬底上的ＰｂＴｉＯ_３薄膜有ａ和ｃ两个取向，也就是薄膜中存在着９０°畴结构，而生长在ＳｒＴｉＯ_３衬底上的ＰｂＴｉＯ_３薄膜中只存在ｃ方向的择优取向．由于薄膜的尺度效应，发现ｃ轴晶格常数与块材相比均缩短．Ｘ射线的φ扫描验证了后两类薄膜的外延特性，利用同步辐射的高强度和高能量分辨率用摇摆曲线方法研究了这两种外延薄膜的品质，进一步证明了ＳｒＴｉＯ_３衬底上的ＰｂＴｉＯ_３薄膜的单畴特性．利用重掺杂的硅衬底作底电极，测量显示直接生长于硅衬底上的ＰｂＴｉＯ_３多晶薄膜具有良好的铁电性能 关键词：     

Si3N4在h-AlN上的晶体化与AlN/Si3N4纳米多层膜的超硬效应

采用反应磁控溅射法制备了一系列具有不同Si₃N₄层厚度的AlN/Si₃N₄纳米多层膜,利用X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜和微力学探针表征了多层膜的微结构和力学性能.研究了Si₃N₄层在AlN/Si₃N₄纳米多层膜中的晶化现象及其对多层膜生长结构与力学性能的影响.结果表明,在六方纤锌矿结构的晶体AlN调制层的模板作用下,通常溅射条件下以非晶态存在的Si₃N₄层在其厚度小于约1nm时被强制晶化为结构与AlN相同的赝形晶体,AlN/Si₃N₄纳米多层膜形成共格外延生长的结构,相应地,多层膜产生硬度升高的超硬效应.Si₃N₄随层厚的进一步增加又转变为非晶态,多层膜的共格生长结构因而受到破坏,其硬度也随之降低.分析认为,AlN/Si₃N₄纳米多层膜超硬效应的产生与多层膜共格外延生长所形成的拉压交变应力场导致的两调制层模量差的增大有关. 关键词： 3N₄纳米多层膜')" href="#">AlN/Si₃N₄纳米多层膜 外延生长 赝晶体 超硬效应     

基于非金属掺杂g-C3N4的均匀B-C-N三相单层

基于第一性原理方法计算,通过在g-C₃N₄中掺杂C、B和N原子, 预测了四种元素均匀分布的B-C-N三元单层材料． 除了B₄-C₃N₄单层材料是一个具有1.18 eV带隙的半导体, 其余三种C-B-N三元单层材料都是金属材料．其中,B₃C-C₃N₄是铁磁金属,其净磁矩为0.57 μB/原胞,可用于构建自旋电子器件材料．计算的形成能显     

反应溅射法制备TiO2薄膜

报道了用反应溅射法制备TiO₂薄膜的实验研究.详细研究了氧分压、基底温度和退火温度对成膜结构的影响.制备出了具有金红石和锐钛矿晶体结构的TiO₂薄膜.分析了金红石和锐钛矿晶体的形成条件,并对薄膜的表面形貌进行了测量. 关键词： 反应溅射 2薄膜')" href="#">TiO₂薄膜