Au-BaTiO3复合薄膜的脉冲激光沉积制备及其非线性光学效应

利用脉冲激光沉积技术制备了掺杂金纳米颗粒的钛酸钡复合薄膜Au-BaTiO3,用高分辨透射电镜和X射线光电子能谱对薄膜进行了表征。从透射电镜照片可以看出,制备的样品中金颗粒大小约为2~3 nm,呈球形,均匀分布在载体介质中。X射线光电子能谱给出了Ba3d、Ti2p和Au4f电子芯能级结合能,结果表明载体介质是以BaTiO3的形式存在,而Au以金属的状态掺杂其中。330~800 nm范围的线性吸收谱表明样品中Au颗粒的共振吸收峰在500 nm附近。用单光束纵向扫描方法测量了样品的三阶非线性光学效应,使用的光源为调Q的YAG激光器,波长为532 nm,脉宽为10 ns,得到的非线性折射率和非线性吸收系数分别为-2.42×10-6esu和2.22×10-6m/W,表明了Au-BaTiO3复合薄膜有较大的非线性光学响应。     

脉冲激光沉积法制备的纳米硅薄膜的结构与光学性质

采用二次阳极氧化法,制备了多孔氧化铝模板。在真空背景下,用脉冲激光沉积法,在多孔氧化铝模板上沉积一层硅,制成了硅与多孔氧化铝的复合膜,然后用盐酸将多孔氧化铝模板完全腐蚀掉,制备均匀分布着硅纳米线的硅膜。用扫描电子显微镜、X射线衍射、光致发光对纳米硅的结构和光学性质进行了测试分析。结果表明:硅纳米线的直径约为67.5nm,长度约为100nm,数密度约10¹¹/cm²。光致发光谱是可见光范围内的一个宽发射峰,上面叠加了许多具有精细结构的尖峰,尖峰之间的波长间隔不相等,但能量间隔相等。分析了样品的结构特点,利用量子限制模型和表面发光中心模型对光谱进行了解释,提出了一个新的能级模型,求出了各个尖峰对应激发态能级的量子数。为探讨纳米硅的发光机制和实现硅发光器件的制备提供了实验依据。     

新型铁电存贮器和铁电薄膜的脉冲激光沉积

结合自己的工作，介绍了目前国际上新型功能材料与器件研究的热点之一－铁电集成和铁电存贮器的研究开发；报道了用脉冲激光沉积这种新型成膜技术制备铁电ＰＺＴ薄膜的些实验结果。     

脉冲激光气相沉积法制备钴纳米薄膜实验研究

采用脉冲激光沉积技术制备了钴纳米薄膜,分析和讨论了不同背景气压和脉冲频率对钴纳米薄膜表面形貌的影响及纳米微粒的形成机理。实验结果表明：在低背景气压下,等离子体羽辉自身粒子之间的碰撞占主导作用,容易形成液滴;在较高背景气压下,等离子体羽辉边缘粒子和背景气体粒子之间的碰撞占主导作用,容易形成小岛并凝聚成微颗粒;在4Hz的脉冲重复频率和5Pa背景气压下生长出单分散性良好的钴纳米颗粒。     

脉冲激光气相沉积法制备钴纳米薄膜实验研究

 采用脉冲激光沉积技术制备了钴纳米薄膜，分析和讨论了不同背景气压和脉冲频率对钴纳米薄膜表面形貌的影响及纳米微粒的形成机理。实验结果表明：在低背景气压下，等离子体羽辉自身粒子之间的碰撞占主导作用，容易形成液滴；在较高背景气压下，等离子体羽辉边缘粒子和背景气体粒子之间的碰撞占主导作用，容易形成小岛并凝聚成微颗粒；在4Hz的脉冲重复频率和5Pa背景气压下生长出单分散性良好的钴纳米颗粒。     

脉冲激光沉积PMN-PT薄膜及其性能研究

以较低温度烧结获得的PMN-PT块材料为靶,采用脉冲激光沉积方法在石英衬底上制备了PMN-PT薄膜,研究了后续退火处理对PMN-PT薄膜的结构及光学特性的影响.结果显示,采用脉冲激光沉积可获得质量较好的钙钛矿结构的PMN-PT薄膜,优化的后续退火温度大约在550℃～750℃之间.     

脉冲激光气相沉积技术及其在ICF薄膜靶制备中的应用

在ICF实验及天体物理的辐射不透明实验中,经常用到多层薄膜靶,激光脉冲气相沉积（PLD）技术是制备多层薄膜靶的较好方法。论述了PLD技术的原理、实验方法和装置的设计,用该方法初步制备了原子级光滑的Cu及Cu/ Fe薄膜。Cu薄膜的均方根粗糙度为0.2nm,Fe薄膜的均方根粗糙度为0.4nm。     

脉冲激光气相沉积法制备的非晶CH薄膜特性分析

采用脉冲激光气相沉积(PLD)法,研究了氢气压强对非晶CH薄膜性能的影响。原子力显微镜图和白光干涉图显示,薄膜表面平整致密,随着氢气压强增大,粗糙度变大。拉曼光谱分析表明,氢气压强增加,G峰和D峰位置都在向高波数方向移动。傅里叶变换红外光谱分析显示,薄膜中存在sp3—CH2和sp2—CH等基团。最后,采用PLD漂浮法在最优参数氢气压强为0.3 Pa下,成功制备了不同厚度(100~300 nm)、满足一定力学强度、无明显宏观缺陷的自支撑CH薄膜。     

脉冲激光气相沉积法制备的非晶CH薄膜特性分析

采用脉冲激光气相沉积(PLD)法,研究了氢气压强对非晶CH薄膜性能的影响。原子力显微镜图和白光干涉图显示,薄膜表面平整致密,随着氢气压强增大,粗糙度变大。拉曼光谱分析表明,氢气压强增加,G峰和D峰位置都在向高波数方向移动。傅里叶变换红外光谱分析显示,薄膜中存在sp3—CH2和sp2—CH等基团。最后,采用PLD漂浮法在最优参数氢气压强为0.3 Pa下,成功制备了不同厚度（100~300 nm）、满足一定力学强度、无明显宏观缺陷的自支撑CH薄膜。     

利用脉冲激光沉积法制备高Mg掺杂的六方相MgZnO薄膜

选用Mg0.2Zn0.8O陶瓷靶,利用脉冲激光沉积(PLD)法,在单晶Si(100)和石英衬底上生长了一系列MgZnO薄膜(MZO)。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)和紫外可见光透射光谱(UV-Vis)等实验手段,研究了在不同工作压强下生长的薄膜样品的晶体结构、微观形貌和光学性能的变化。结果表明:所有的薄膜样品都是单一的ZnO六方相,禁带宽度随生长压强的升高而增加,变化范围在3.83～4.05eV之间,最短吸收边接近300nm。     

原子层沉积制备Ta_2O_5薄膜的光学特性研究

以乙醇钽[Ta(OC2H5)5]和水蒸气为前驱体,采用原子层沉积(ALD)方法分别在基板温度为250℃和300℃的K9和石英衬底上制备了Ta2O5光学薄膜。采用分光光度计、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等手段对薄膜的光学特性、微结构和表面形貌进行了研究。结果表明,用ALD方法制备的Ta2O5薄膜在刚沉积和350℃退火后均为无定形结构,而250℃温度下沉积的薄膜其表面粗糙度低,聚集密度很高,光学均匀性优,在中紫外到近红外均表现出很好的光学特性,可以作为高折射率材料很好地应用于光学薄膜中。     

原子层沉积制备氧化锌纳米薄膜的光学性质研究

采用原子层沉积技术(ALD),以二乙基锌和水为前驱体,在衬底温度分别为110和190 ℃的条件下制备了致密的氧化锌纳米薄膜。采用X射线光电子能谱,荧光光谱和椭偏仪等表征手段对薄膜的成分和光学性质进行了研究。结果表明,随着沉积温度的增加,氧化锌薄膜内—OH含量降低,说明氧化锌薄膜生长过程中的化学反应更加完全;另外,沉积温度增加后,薄膜在365 nm处的激子发射峰出现了明显的增强,同时可见光区的荧光发射峰消失,表明薄膜内的缺陷态减少。随着成膜质量的提高,氧化锌薄膜的电子迁移率从25提高至32 cm2·(V·S)-1。椭偏测量的拟合结果表明,在375～800 nm的波长范围内,氧化锌薄膜的折射率逐渐从2.33降至1.9,呈现出明显的色散现象;另外,不同温度下制备的氧化锌薄膜光学带隙均为3.27 eV左右,这说明沉积温度对薄膜的带隙没有明显影响。     

Dielectric Properties of Multilayered Ba0.5Sr0.5TiO3 Thin Films Deposited on ITO-Coated Corning 1737 Glass by rf Magnetron Sputtering

A new stacking method via variation ofsubstrate temperature in rfmagnetron sputter is used to fabricate polycrystalline/polycrystalline Ba0.5Sr0.5TiO3 thin films with higher dielectric constant, higher breakdown strength and lower leakage current densities than those prepared by a conventionM deposition method. The improved figure of merit G （ε0εrEb） of the Ba0.5Sr0.5TiO3 thin films implies that they are a feasible insulation layer for thin film electroluminescent devices.     

PLD制备的Cu掺杂SnS薄膜的结构和光学特性

利用脉冲激光沉积(PLD)在玻璃衬底上制备了Cu掺杂SnS薄膜.靶材是由SnS和Cu₂S粉末混合压制而成(Cu和Sn的量比分别为0%、2.5%、5%、7.5%和10%).利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、原子力显微镜(AFM)、紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)、Keithley 4200-SCS半导体参数分析仪研究了Cu掺杂量对SnS薄膜的晶体结构、表面形貌、光学性质和电学性能的影响.结果表明:所制备的SnS薄膜样品沿(111)晶面择优取向生长, SnS :5%Cu薄膜的结晶质量最好且具有SnS特征拉曼峰.随着Cu掺杂量的增大, 平均颗粒尺寸逐渐增大.不同Cu掺杂量的薄膜在可见光范围内的吸收系数均为10⁵ cm^-1数 量级.SnS :5%Cu薄膜的禁带宽度E_g为2.23 eV, 光暗电导率比值为2.59.同时, 在玻璃衬底上制备了p-SnS :Cu/n-ZnS 异质结器件, 器件在暗态及光照的条件下均有良好的整流特性, 并具有较弱的光伏特性.     

沉积温度对氧化钇稳定氧化锆薄膜残余应力的影响

采用自制掺摩尔分数12%的YzO2的ZrO2混合颗粒料为原料,在不同的沉积温度下用电子束蒸发方法沉积氧化钇稳定氧化锆(YSZ)薄膜样品.利用ZYGO MarkⅢ-GPI数字波面干涉仪对氧化钇稳定氧化锆薄膜的残余应力进行了研究,讨论了沉积温度对残余应力的影响.实验结果表明:随沉积温度升高,氧化钇稳定氧化锆薄膜中残余应力状态由张应力变为压应力.且压应力值随着沉积温度升高而增大;用X射线衍射仪表征了不同沉积温度下氧化钇稳定氧化锆薄膜的微观结构,探讨了薄膜微观结构与其应力的对应关系,并对比了纯ZrO2薄膜表现出的应力状念.     

常压化学气相沉积技术生长ZnO:H薄膜的光学性质

采用常压金属有机物化学气相沉积技术(AP-MOCVD),以二乙基锌(DEZn)为Zn源,去离子水(H2O)为氧源,N2作载气,在外延ZnO薄膜的反应气氛中通入少量氢气,在c-Al2O3衬底上生长出了ZnO∶H薄膜。用X射线双晶衍射和光致发光谱对ZnO∶H薄膜的结晶性能和光学性质进行表征。结果表明,ZnO∶H薄膜(002)和(102)面的Ω扫描半峰全宽分别为46.1 mrad和81.4 mrad,表明该薄膜具有良好的结晶性能;室温下,ZnO∶H薄膜具有较强的紫外光发射(380 nm),在低温10 K光致发光谱中观测到位于3.3630 eV处与氢相关的中性施主束缚激子峰(I4)及其位于3.331 eV处的双电子卫星峰(TES)。采用退火的方法,通过观测I4峰的强度变化,研究了氢在ZnO∶H薄膜中的热稳定性。发现随着退火温度的升高,I4峰的强度逐渐减弱,表明在高温下退火,氢会从ZnO薄膜中逸出。     

常压化学气相沉积技术生长ZnO∶H薄膜的光学性质

采用常压金属有机物化学气相沉积技术(APMOCVD),以二乙基锌(DEZn)为Zn源,去离子水(H2O)为氧源,N2作载气,在外延ZnO薄膜的反应气氛中通入少量氢气,在cAl2O3衬底上生长出了ZnO∶H薄膜。用X射线双晶衍射和光致发光谱对ZnO∶H薄膜的结晶性能和光学性质进行表征。结果表明,ZnO∶H薄膜(002)和(102)面的Ω扫描半峰全宽分别为46.1 mrad和81.4 mrad,表明该薄膜具有良好的结晶性能；室温下,ZnO∶H薄膜具有较强的紫外光发射(380 nm),在低温10 K光致发光谱中观测到位于3.3630 eV处与氢相关的中性施主束缚激子峰(I4)及其位于3.331 eV处的双电子卫星峰(TES)。采用退火的方法,通过观测I4峰的强度变化,研究了氢在ZnO∶H薄膜中的热稳定性。发现随着退火温度的升高,I4峰的强度逐渐减弱,表明在高温下退火,氢会从ZnO薄膜中逸出。     

溶胶—凝胶法制备CdS微晶掺杂TiO2／SiO2薄膜及其非线性光学特性

采用溶胶－凝胶方法在普通的载玻片上制备了ＣｄＳ微晶掺杂的ＴｉＯ２／ＳｉＯ２复合薄膜。用正硅酸乙酯、钛酸丁酯、醋酸镉作原料，比较了两种硫化剂：硫尿和硫代乙酰氨的硫化作用。Ｘ射线衍射谱和拉曼光谱揭示了ＣｄＳ微晶镶嵌在ＴｉＯ２／ＳｉＯ２薄膜的玻璃网络中。不同热处理温度、不同热处理时间的吸收光谱表明薄膜中存在着量子尺寸效应。采用Ｚ扫描技术测量了薄膜的非线性吸收及非线性折射率ｎ２＝－４．６７×１０－７ｅｓｕ。     

对超声波作用下的化学浴沉积方法制备CdS薄膜的谱学分析

用化学浴沉积法制备了CdS薄膜 ,并研究了加超声波对CdS薄膜生长过程的影响。利用卢瑟福背散射 ,X 射线粉末衍射和扫描电子显微镜对薄膜的厚度、晶相和表面形貌进行了表征。结果表明施加超声波的作用能有效地改善薄膜的质量 ,制备出均匀、致密的有较好的晶体结构CdS薄膜。同时 ,通过时间的控制可以精确地控制薄膜在 5 0nm左右 ,以满足制备太阳能电池的特殊要求。