Zn1-x MgxS薄膜的磁控溅射制备及其性能研究

利用双靶磁控溅射法,在普通石英玻璃基底上成功制备出II-VI族化合物固溶体半导体Zn1-xMgxS多晶薄膜,并用X射线能量色散谱仪(EDS)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见(UV-V is)分光光度计、荧光分光光度计(PL)等测试手段表征了多晶薄膜的成份、表面形貌、晶体结构和光学性质。结果表明:磁控溅射法制备的Zn1-xMgxS多晶薄膜具有立方和六方相混晶相结构,晶粒生长均匀,薄膜在波长小于280nm的紫外区有强烈的吸收,在可见光区紫光范围有一个强的发光峰,而且随着Mg含量的增加,强度增加,吸收边和发光峰的蓝移也增加。蓝移说明了带隙的展宽,其禁带宽度大约从3.6 eV增至4.4 eV。较高的结晶质量和发光特性显示了它是一种制作短波光电器件和紫外探测器的理想材料。     

纳米ZnS∶Cu薄膜及谐振腔的制备与特性研究

采用水浴法制备不同掺杂浓度ZnS:Cu纳米薄膜及相应谐振腔.X射线衍射表明,该纳米薄膜具有立方相的闪锌矿结构.光致荧光测量显示,ZnS:Cu薄膜在2.37 eV处有很强的荧光峰.荧光强度与Cu/Zn物质的量比有关,当Cu/Zn物质的量比为0.1%时,ZnS:Cu纳米薄膜荧光强度最强.在由Al膜与ITO薄膜构成的腔长为3.6 μm的ZnS:Cu垂直谐振腔中共观察到10多个荧光干涉峰.经分析确定,该垂直谐振腔的品质因数为30.3.     

空气退火对ZnS薄膜结构和光学特性的影响

采用X射线衍射、扫描电子显微镜和光致发光等技术研究了空气退火对ZnS薄膜的结构和光学特性的影响.薄膜在500℃以下退火后结晶质量得到改善,仍呈ZnS立方相结构.退火温度达到550℃时,薄膜中出现ZnO六方相结构.薄膜退火后,大气中的氧掺入薄膜中,出现ZnS-ZnO复合层.随退火温度升高,薄膜晶粒尺寸增大,透过率增加,带隙逐渐接近ZnO带隙.薄膜光致发光结果表明,复合层内ZnS和ZnO绿色发光的叠加替代了来自ZnS缺陷能级间的绿色发光.     

(111)择优取向ZnS薄膜的制备及特性研究

采用激光分子束外延技术在Al2O3衬底上成功外延生长了ZnS薄膜.用X射线衍射、扫描电子显微镜和光致发光谱表征了衬底温度对薄膜结构、形貌和光学特性的影响.结果表明所生长的ZnS薄膜为闪锌矿,具有(111)择优长向,随衬底温度的升高,X射线衍射峰的半高宽先减小后增大,在衬底温度为300℃时,半高宽最窄.薄膜结构致密,表面不平整度随衬底温度的升高而增大.薄膜的带隙随衬底温度的升高出现蓝移,可见光区域透射率最高达到98;,在360 nm激发波长下,观测到402 nm和468 nm两个发光带,衬底温度为300℃时,发光最强.     

衬底温度对共蒸发制备GaSb多晶薄膜性质的影响

采用共蒸发的方法在玻璃衬底上制备出GaSb多晶薄膜材料.研究了薄膜生长速率与衬底温度、Ga源温度和Sb源温度的关系.通过XRD、UV-Vis、Hall效应和AFM等测试方法,研究了衬底温度对于GaSb薄膜的结构特性、光电性质以及表面形貌的影响.GaSb多晶薄膜具有(111)择优取向,薄膜的吸收系数达到105 cm-1,晶粒尺寸随衬底温度升高逐渐增大;衬底温度为540℃时,薄膜的迁移率达到127 cm2/V·s,空穴浓度为3×1017 cm-3.GaSb薄膜的表面粗糙度随温度增加而增加.     

ZnO∶Er薄膜的结构和发光特性研究

本文研究了用电子束分蒸技术制备的ZnO∶Er薄膜的结构和发光特性.X射线衍射(XRD)谱表明,六角晶体结构的ZnO∶Er薄膜具有强的择优c轴取向(002).在室温下,用阴极射线激发样品,观测到强的蓝光(455nm)发射.本文认为,蓝光发射是ZnO∶Er薄膜中铒离子(Er3+)的激发态4F5/2到基态4I15/2的辐射跃迁.研究薄膜的阴极射线发光强度与电子束流的关系时发现,蓝光发射强度强烈地依赖于电子束流的大小.此外,超过阈值电子束流0.6μA,蓝光发射强度首先迅速增加,然后缓慢地增加,趋于饱和,根据瓶颈效应和稀土发光理论很好地解释了这一实验结果.     

硅太阳电池用MgF2/ZnS双层减反射薄膜的制备及表征

采用真空热蒸发技术,制备出了性能优良的MgF2/ZnS双层减反射薄膜.采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对薄膜的形貌以及结晶形态进行分析,采用椭圆偏振仪测试薄膜的折射系数及厚度,利用反射谱对双层减反射薄膜的减反射性能进行了表征.研究表明:衬底温度为200 ℃时薄膜附着力、结晶态良好;蒸发速率影响薄膜的表面形态;MgF2/ZnS厚度为110 nm/35 nm时具有最佳减反射效果.     

ITO玻璃衬底上生长的Zn0.9Mg0.1S多晶薄膜特性研究

以ZnS和Mg粉末为原料,采用真空蒸镀技术在ITO玻璃上成功地制备了宽禁带三元化合物Zn0.9Mg0.1S多晶薄膜.原子力显微镜和X射线衍射研究表明:薄膜生长形貌和结晶性能良好,为择优取向的立方闪锌矿结构,晶粒直径约20nm,薄膜的X射线衍射峰较之ZnS的衍射峰向大角度方向移动了0.46°;室温下的拉曼谱峰相对于ZnS的拉曼谱峰出现蓝移,且347.67cm-1谱峰比较强;光致发光谱显示,Zn0.9Mg0.1S薄膜在410nm处有一个较强的发光峰.良好的结晶质量和发光特性为开发多功能材料和器件提供了可能性.     

ZnO：Er薄膜的结构和发光特性研究

本文研究了用电子束分蒸技术制备的ZnO:Er薄膜的结构和发光特性。X射线衍射（XRD）谱表明,六角晶体结构的ZnO:Er薄膜具有强的择优c轴取向（002）。在室温下,用阴极射线激发样品,观测到强的蓝光（455nm）发射。本文认为,蓝光发射是ZnO:Er薄膜中铒离子（Er^3 )的激发态^4F5/2到基态^4I15/2的辐射跃迁。研究薄膜的阴极射线发光强度与电子束流的关系时发现,蓝光发射强度强烈地依赖于电子束流的大小。此外,超过阈值电子束流0.6μA,蓝光发射强度首先迅速增加,然后缓慢地增加,趋于饱和,根据瓶颈效应和稀土发光理论很好地解释了这一实验结果。     

退火对硫化方法制备ZnS薄膜特性的影响

以反应磁控溅射方法沉积ZnO薄膜,然后在空气和H2S气氛中退火制备了六方相ZnS薄膜.用X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见透射光谱和扫描电子显微镜(SEM)对薄膜进行表征.提高空气退火温度能够改善ZnS薄膜结晶性,而空气退火温度超过500℃则会降低ZnS薄膜结晶性.另外,当硫化退火温度低于400℃时,ZnO只能部分转变为ZnS,只有硫化温度等于或大于400℃时,ZnO才能全部转变为ZnS.硫化前后薄膜晶粒尺寸有显著变化.所得ZnS薄膜在可见光范围的透过率约为80;,带隙为3.61 ～3.70 eV.     

Ba1-xSrxTiO3薄膜的Sol-gel制备技术与微结构

研究了利用钡、锶的碳酸盐代替醋酸盐作原料,采用新的Sol-gel技术制备Ba1-xSrxTiO3(BST)铁电薄膜的技术.采用碳酸钡、碳酸锶和钛酸四丁酯作原料配制BST溶胶;通过TG/DTA分析确定了BST薄膜的制膜工艺;使用XRD、SEM、AFM技术分析了薄膜的微结构.研究结果表明,采用碳酸盐作为钡、锶的原料,用冰醋酸和乙二醇甲醚混合液作溶剂,可配制出澄清透明、能长时间放置的溶胶,用此溶胶制备出了膜厚均匀、表面光洁致密、没有裂纹的全钙钛矿相的BST薄膜;采用扫描探针显微镜的压电响应模式(PFM)观察到了BST薄膜中的具有纳米结构的a畴和c畴.     

(Nb2O5)1-x(TiO2)x陶瓷的制备及其介电性能的研究

我们采用传统固态反应方法烧结制备(Nb2O5)1-x(TiO2)x陶瓷,给出了掺杂量x从0.01到0.13陶瓷的介电性能.在本工艺条件下,所有样品的介电系数均大于120.当样品中TiO2的掺杂量为5mol;时,陶瓷的介电性能最佳:介电系数和损耗分别为217和0.078.XRD测试实验给出,当x≤0.05时,陶瓷的主要相结构为Nb2O5;当x≥0.07时,主相为TiNb24O62.     

新型AgGa1-xInxSe2晶体用于CO2激光倍频研究

本实验室用布里奇曼方法成功生长出有应用前景的新型四元非线性AgGa1-xInxSe2晶体,对晶体光学透过,红外低倍显微成像,反射损耗和吸收系数进行了研究和计算.基于纯AgGaSe2和AgInSe2的Sellmeier方程,用线性内插方法计算了不同In含量的AgGa1-xInxSe2在0.9～19μm的Sellmeier色散系数并建立了Sellmeier方程.计算和描绘了Ⅰ型相位匹配CO2激光二次谐波产生的调谐曲线,并标出我们的倍频实验数据.在近似非临界相位匹配条件下,进行了TEA CO2激光10.6μm在AgGa1-xInxSe2中的倍频实验研究,并与AgGaSe2进行了比较,测量的1#AgGa1-xInxSe2相位匹配角θ及相位匹配接收外角△θext·L分别为88.2°和7.7°·cm,AgGa1-xInxSe2的倍频效率比AgGaSe2高出近3倍.     

一族Nd:YxGd1-xVO4混晶性质比较及其调Q性能研究

Czoehralski法成功生长了一系列不同Cd／Y的低掺杂Nd：YxGd1-xVO4混晶，并对它们的一些基本性质进行了比较，发现随着Gd含量的增加，晶体晶胞a，c轴常数呈线性增长，故YVO4和GdVO4晶体可以实现无限互溶。少量Gd掺杂可使混晶晶体比热和荧光寿命增大，并有效地增强了其荧光强度。我们对该晶体的低功率泵浦下的Cr^4 ：YAG调Q激光性能也进行了研究，发现Nd：YxGd1-xVO4混晶具有良好调Q性能。     

La_(1-x)Sr_xMnO_3电极的制备及其对Ba_(1-x)Sr_xTiO_3薄膜介电性能的影响

采用溶胶-凝胶法在Si(100)基底上制备了La_(1-x)Sr_xMnO_3电极材料.采用XRD、SEM对材料的晶体结构、表面形貌、薄膜厚度进行了表征,研究了退火温度对薄膜结构及电阻率的影响,以及介电常数与介电损耗随频率变化的关系.结果表明:在x=0.5,退火温度为800 ℃时,La_(0.5)Sr_(0.5)MnO_3薄膜的电阻率为1.2×10~(-2) Ω·cm.La_(0.5)Sr_(0.5)MnO_3薄膜与Ba_(1-x)Sr_xTiO_3匹配性较好,实现了BST薄膜的外延生长,其介电性能比在Pt上制备的Ba_(1-x)Sr_xTiO_3得到了明显的改善.     

3-叔丁基-1-(3-羟基苯基)脲的晶体结构及密度泛函理论研究

脲类及其衍生物在化学、农业、医学等多个领域有重要用途.而芳基脲类化合物是一类重要的医药化工中间体,本文经酰化和氧化两步反应制备3-叔丁基-1-(3-羟基苯基)脲,并于室温下经溶剂挥发法获得其单晶体,对晶体的堆积及分子间作用模式进行了分析.其结构经核磁共振氢谱(1H NMR)、 红外光谱(FT-IR)、 核磁共振碳谱(1...     

钛酸锶钡纳米管阵列薄膜的水热合成及其性能研究

以阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管阵列为模板,结合水热法制备了钛酸锶钡纳米管阵列薄膜.讨论了Ba1-xSrxTiO3纳米管阵列薄膜的结构、形貌和电学性能.用X射线衍射仪表征其晶体结构;扫描电子显微镜观察其表面及断口形貌;以及用宽频介电阻抗谱仪测试其介电性能.结果表明:在较为温和的条件下用水热法制备了立方相及四方相的Ba1-xSrxTiO3纳米管阵列薄膜;纳米管孔径在65～ 80 nm之间,薄膜厚度可达10 μm以上;经热处理之后的薄膜样品在1 kHz介电常数可达338,介电损耗为0.46.