同步辐射小角X射线反射和慢正电子湮没表征low-k SiOx薄膜

利用射频磁控溅射方法制备了低介电常数材料多孔非晶SiO_x薄膜,溅射压强从1Pa—3Pa变化,傅立叶变换红外吸收光谱测行x的范围为1≤x≤1.6.同步辐射X射线反射(XRR)测量结果显示了随着溅射压强的增大,薄膜的孔隙率(体积比)从6%上升到24%,同时估计了薄膜的厚度.慢正电子湮没多普勒展宽测量探测了薄膜中的缺陷分布信息,结果显示随着溅射压强的增加,薄膜中的E'中心缺陷增加,其抑制了电子偶素的生成,从而使S参数呈下降趋势,利用VEPFIT程序对正电子湮没结果进行了拟合,得到的膜厚与XRR结果较为接近.     

薄膜系列实验的教学研究

从薄膜制备、生长过程动态分析以及形貌表征3方面设计了薄膜系列实验.用离子束溅射制备金属薄膜,研究了制备条件对溅射速率的影响,测量了薄膜生长过程中电阻的变化,用扫描隧道显微镜或原子力显微镜观测薄膜的表面形貌,并分析不同制备条件得到的薄膜的表面形貌特征.     

H2 气对脉冲磁控溅射铝掺杂氧化锌薄膜性能的影响

实验采用脉冲磁控溅射法制备铝掺杂氧化锌(AZO)薄膜.为了进一步提高AZO薄膜的光电性能,在溅射过程中加入一定流量的氢气,以高纯ZnO ∶Al₂O₃陶瓷靶为溅射靶材,制备AZO/H透明导电薄膜.通过测试薄膜的结构特性、表面形貌及其光电性能,详细地研究了氢气流量对AZO薄膜性能的影响.溅射过程中引入氢气,可以促进薄膜的晶化,提高薄膜的迁移率和透过率(400—1100 nm).采用纯氩气溅射制备AZO薄膜的电阻率为5.664×10^-4 Ω·cm 关键词： 氧化锌 氢气流量 磁控溅射 太阳电池     

柔性有机电致发光器件导电基板的工艺性能

在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)柔性衬底上采用直流磁控溅射技术制备了氧化铟锡(ITO)透明导电薄膜,研究了衬底温度、溅射功率和溅射压强等工艺条件对薄膜光电性能的影响,并利用原子力显微镜(AFM)表征了衬底及ITO薄膜的表面形貌。结果表明,在PET衬底温度50℃、溅射功率100W和溅射压强2.66×10-1Pa的条件下,可以得到低方阻(50Ω/□)和高透过率(>90%)的透明导电薄膜。以此柔性ITO衬底为阳极,制备了结构为PET/ITO/NPB/Alq3/Mg∶Ag的柔性有机电致发光器件,在驱动电压为13V时,器件的发光亮度达到了2834cd/m2。     

溅射工艺参数对AgInSbTe相变薄膜光学性质的影响

采用射频磁控溅射工艺,在K9玻璃片上用Ag-In-Sb-Te合金靶制备了相变薄膜,对沉积态薄膜在300℃下进行了热处理,测量了薄膜的光学性质。通过改变本底气压,溅射气压及溅射功率,研究了工艺参数对薄膜光学性质的影响,实验表明,本底气压,溅射气压及射功率综合决定了AgInSbTe薄膜的光学性质,对AgInSbTe薄膜的制备,选择较高的本底真空度,适当的溅射气压及溅射功率是非常重要的。     

锂离子电池Sn-Al薄膜电极的制备及电化学性能研究

采用磁控溅射沉积技术制备了纳米级Sn-Al合金薄膜电极材料,并用X射线衍射和扫描电子显微镜进行表征,用高精度电池测试系统进行充放电和循环伏安测试.结果表明直流DC与射频RF两种不同的溅射方法制备的Sn-Al薄膜电极具有很大的性能差异,前者DC法制备的材料颗粒细小,表现出稳定的循环性能,其首次放电容量为1060 mAh/g,首次效率为71.7％,电极经过50次循环后比容量保持在700 mAh/g以上.后者RF法制备的材料颗粒较大,放电比容量开始上升,第五次循环后接着逐渐衰减,表现出较差的循环性能. 关键词： 锂离子电池 磁控溅射 Sn-Al合金 电化学性能     

离子束增强沉积制备p型氧化锌薄膜及其机理研究

采用离子束增强沉积方法在Si和SiO₂/Si衬底上制备In-N共掺杂ZnO薄膜(INZO)，溅射靶是用ZnO和2 atm% In₂O₃粉体均匀混合并压制而成，在氩离子溅射ZnO靶的同时，氮、氩混合离子束垂直注入沉积的薄膜.实验结果显示INZO薄膜具有(002)的择优取向，并且为p型导电，电阻率最低为0.9Ωcm.薄膜在氮气、氧气气氛下退火，对薄膜的结构和电学特性与成膜和退火条件的关系进行了分析. 关键词： 氧化锌薄膜 p型掺杂 离子束增强沉积     

共溅射Al-Zr合金薄膜的非晶化及其力学性能

为研究合金薄膜非晶化后力学性能持续提高的原因,通过双靶磁控共溅射方法制备了一系列不同Zr含量的Al-Zr合金薄膜,采用EDS,XRD,TEM和纳米力学探针表征了薄膜的微结构和力学性能.结果表明:在溅射粒子高分散性和薄膜生长非平衡性的共同作用下,较低Zr含量的薄膜形成超过饱和固溶体,剧烈的晶格畸变使薄膜的晶粒纳米化,其硬度相应迅速提高.随Zr含量的进一步增加薄膜形成非晶结构,非晶薄膜的硬度因Al-Zr键数量的增加持续提高,并在含33.3 at.%Zr达到9.8 GPa后增幅减缓.研究结果揭示了非晶薄膜中Al-Zr键对薄膜力学性能的显著作用.     

新型表面波电流传感器优化设计

本文对结合磁致伸缩效应的新型声表面波电流传感器进行优化设计。传感器采用80 MHz声表面波双通道延迟线型差分振荡器,并在传感通道SAW器件表面声传播路径上溅射磁致伸缩薄膜,利用薄膜材料在电流激发磁场作用产生的磁致伸缩效应引起声传播速度的变化,并以相应振荡器频率的变化来表征待测电流。通过对不同磁致伸缩材料(FeCo和FeNi)以及薄膜厚度的传感效应进行分析,用以为传感器的优化设计提供思路,并通过实验进行验证,实验结果显示,相对于FeCo而言,采用FeNi作为敏感材料的电流传感器具有良好的重现性、线性度以及较高的灵敏度。     

沉积参数对SiNx薄膜结构及阻透性能的影响

利用直流脉冲磁控溅射法在室温下制备无氢SiNx,薄膜.通过傅里叶变换红外光谱、台阶仪、紫外一可见分光光度计、接触角测量仪、透湿测试仪等表征技术,分析了N2流量、Si靶溅射功率等实验参数对SiNx薄膜成分、结构、及阻透性能、透光性能、接触角等性能的影响.研究结果表明,Si靶溅射功率固定时,在低N2流量条件下,或N2流量固定时,在高Si靶溅射功率条件下,制备的SiN,薄膜中Si-N键含量高,结构致密,薄膜对H2O的阻透性能优良,随着N2流量的增加或者Si靶溅射功率的降低,SiNx,薄膜成分、结构发生变化,红外光谱发生偏移,其对H2O的阻透性能下降.在N2流量为6 sccm,Si靶溅射功率为300 W时制备的SiN,薄膜在可见光波段透过率超过97.5%,对H2O的接触角为30,同时其对H2O的渗透系数最低,为0.764,综合性能满足柔性有机电致发光器件封装用阻透膜的要求,因此SiNx薄膜有望成为新一代柔性有机电致发光器件封装用阻透材料.     

直流磁控反应溅射法制备大面积AZO薄膜的实验研究

用锌铝合金靶在苏打玻璃上制备大面积AZO半导体透明薄膜,降低了靶材费用。实验中采用靶体旋转的直流磁控溅射工艺,提高了靶材利用率,实现了大面积均匀镀膜,并能获得定向生长的薄膜。文章介绍了采用该方法制备大面积薄膜的实验,并用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等多种分析方法对大面积薄膜的结构、形貌、电学性能及光学性能进行分析,实验结果表明,采用合金靶做靶源,氩作工作气体,控制好氧气分压,大功率溅射可以获得定向性好、致密、均匀、透射率高、电阻率低的优质大面积(300 mm×300 mm)AZO薄膜。     

基于WO3- Pd复合膜的D型光纤光栅氢气传感器

采用磁控溅射方法在侧边抛磨的光纤光栅（D型光纤光栅）上溅射40 nm WO3-Pd复合薄膜,制作了D型光纤光栅氢气传感器.40 nm WO3-Pd复合薄膜是由5 nm的WO3、5 nm的WO3/Pd混合膜和30 nm的Pd 薄膜组成.实验中,首先采用射频溅射技术向D型光纤光栅溅射5 nm WO3薄膜,再利用共溅射技术溅射5 nm WO3/Pd混合膜,最后用直流溅射技术溅射30 nm的Pd薄膜.SEM结果显示在多次通氢气后WO3-Pd薄膜仍然具有较好的表面形貌,这说明WO3-Pd复合薄膜具有较好的机械性能.实验结果表明:该氢气传感器具有较好的重复性,同镀有同样氢气敏感膜的普通FBG相比,D型光纤光栅的灵敏度提高了200%|在氢气体积浓度为6%时,D型光纤光栅传感器的波长变化为15pm.     

一种铅铋合金薄膜低温相的结构及超导物性表征

铅铋(Pb-Bi)合金超导材料被广泛研究,但对其低温物相的结构和超导物性却知之甚少.本文采用低温共沉积和低温退火的方法,在Si(111)-(7×7)衬底生长的Bi(111)超薄薄膜上制备了铅铋合金薄膜,利用扫描隧道显微术对其结构和电子学性质进行表征.通过结构表征,确定了薄膜中存在相分离,同时存在具有三次对称性的纯Bi(111)相和合金相Pb_(1–x)Bi_x,可归属于部分铋取代的Pb(111)结构.通过电子学性质测量,进一步证实了Bi(111)相中特征的电子学结构及合金相中的超导行为.变温实验表明,合金相Pb_(1–x)Bi_x的超导转变温度是7.77 K,属于强耦合超导体.测量了由Bi(111)-Pb_(1–x)Bi_x组成的正常金属-超导体异质结和超导体-正常金属-超导体异质结中的邻近效应,指出了超导穿透深度可能受界面接触面积的影响.考虑到铋可能具有的拓扑属性, Bi(111)-Pb_(1–x)Bi_x面内异质结界面结构可进一步用于研究其新奇物理效应.     

紫外波段高透过率铜铟掺杂SnO2薄膜的研究

采用反应蒸发的方法,在玻璃、Corning7059玻璃及石英玻璃衬底上制备了SnO₂:(Cu,In)透明导电薄膜,对薄膜的各种元素的含量做了分析, 给出了各种元素在膜中的分布情况;测量了薄膜的透过率,结果显示个别样品对紫外线有较高透过率,退火过程对透过率有影响.测量了电阻率与温度的关系,同时解释了样品的阻-温特性.对材料的光学带隙与吸收系数的关系做了讨论,给出了用透过率曲线确定光学带隙的简易方法.讨论了扩展态迁移率与迁移率边和费米能级之间的关系.结果显示,用铜、铟掺杂的氧化锡透明导电 关键词： 金属氧化物薄膜 电阻率 光电特性     

脉冲溅射功率对含硅量子点SiC_x薄膜的结构和光学特性的影响

采用射频和脉冲磁控共溅射法并结合快速光热退火法制备了含硅量子点的SiC_x薄膜.采用掠入射X射线衍射、喇曼光谱、紫外-可见-近红外分光光度计和透射电子显微镜对薄膜进行表征.研究了脉冲溅射功率对薄膜中硅量子点数量、尺寸、晶化率和薄膜光学带隙的影响.结果表明:当溅射功率从70 W增至100 W时,硅量子点数量增多,尺寸增至5.33nm,晶化率增至68.67%,而光学带隙则减至1.62eV;随着溅射功率进一步增至110 W时,硅量子点数量减少,尺寸减至5.12nm,晶化率降至55.13%,而光学带隙却增至2.23eV.在本实验条件下,最佳溅射功率为100 W.     

用于显示器件的溅射薄膜

利用溅射淀积技术直接得到可用于显示器件的透明导体和光导体薄膜。这些器件主要是以铁电陶瓷板或液晶层作为控制介质的光阀结构。淀积技术可以改进,以淀积在包括热敏材料在内的各种基片上。 溅射淀积的透明电极In_(2-x)Sn_xO_(3-y)(ITO)已被淀积在PLZT(锆钛酸铅镧)铁电陶瓷,玻璃和其他基片材料上。ITO薄膜具有极好的附着力,很坚固,而又易于抛光和刻蚀。对可见光透射很好,近红外的吸收由电导率控制。电阻率为3×10~(-4)Ω.cm的薄膜通常注积在热稳定的基片上,而电阻率为10~(-3)Ω.cm的薄膜很容易在热敏基片上得到。 溅射淀积的CdS在Ar莱塞的514.5nm谱线附近有光敏峰,其光导增益为4×10~3,唁电阻率大于10~7Ω.cm。类似的溅射淀积技术也用于制作以Cd_(1-x)Zn_xS为光导体的器件。Cd_(1-x)Zn_xS的组分是变化的,使薄膜的灵敏度峰值在400至500mm之间与莱塞辐射相配合。这些薄膜没有CdS那样的光敏性,但它们可以透过更多的可见光,对投射光源很不灵敏,所以可用于同时读出——写入系统,也能用于实时显示系统。Cd_(1-x)ZnS的暗电阻率决定于组分,但所有薄膜都超过10~(12)Ω.cm。     

溅射功率对Fe-Si-B-Nb-Cu薄膜微结构与磁性的影响

通过射频磁控溅射法制备了Fe_Si_B_Nb_Cu薄膜，采用x射线衍射与Mssb auer谱相结合分析了薄膜的微结构形态，研究了不同溅射功率对薄膜微结构的影响.其结果 表明：在较低溅射功率密度下，薄膜为无定型结构；随着溅射功率密度升高，沉积薄膜无需 热处理，便呈现出晶态和非晶态的混合相结构，晶态为纳米级的α_Fe(Si)和α_Fe(B)固溶 体；α_Fe(Si)相和α_Fe(B)相的体积分数、微结构组态、磁矩取向及宏观磁性能均随着溅 射功率的变化而变化. 关键词： 溅射功率 Fe_Si_B_Nb_Cu合金 薄膜微结构 磁矩取向     

用磁控溅射法制备Cu薄膜的研究

采用磁控溅射法在玻璃衬底上制备了Cu薄膜 ,应用台阶仪测量Cu膜的厚度 ,研究了薄膜的沉积速率与溅射功率的关系 ;用X射线衍射 (XRD)和扫描电镜Cu对薄膜进行了表征 ,研究了溅射功率对所制备薄膜的影响。制备出致密性和均匀性较好的Cu薄膜。     

磁控溅射功率对β-Ga2O3薄膜特性的影响

近年来,第三代宽禁带半导体材料β-Ga₂O₃受到越来越多的关注,在材料制备、掺杂、刻蚀等方面都有广泛研究.射频磁控溅射是常用的β-Ga₂O₃薄膜制备方法之一,而磁控溅射法制膜往往需要进行退火处理以提高薄膜质量.本文研究溅射功率对射频磁控溅射在C面蓝宝石基底上制备得到的β-Ga₂O₃薄膜特性的影响. X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)表征结果表明,随着溅射功率的增大,半峰宽呈现先增大后减小再增大的趋势,晶粒尺寸变化与之相反.此外,通过积分球式分光光度计,研究了溅射功率对β-Ga₂O₃薄膜光学特性的影响.光学特性方面,薄膜吸光度随着波长的增加,先升高后下降、再升高再下降,最后吸收边在700 nm附近截止,不同溅射功率制备的薄膜吸收光谱都存在两个吸收峰.     

透明电极的新进展

美国贝尔电话公司实验室最近用直流溅射方法制成高导率的透明电极。在他们做的一系列实验中,试用了多种气体,以在纯氢气中溅射薄膜的效果最好而成本较低。他们用的InO_2/SnO_2溅射靶中,SnO_2含量是