SiO2和ZrO2薄膜光学性能的椭偏光谱测量

用溶胶-凝胶工艺在碱性催化条件下,采用旋转镀膜法在K9玻璃上分别制备了性能稳定的单层SiO2薄膜与单层ZrO2薄膜。用反射式椭圆偏振光谱仪测试了薄膜的椭偏参数,并用Cauchy模型对椭偏参数进行数据拟合,获得了溶胶-凝胶SiO2与ZrO2薄膜在300~800 nm波段的色散关系。用紫外-可见分光光度计测量了薄膜的透射率,并与用椭偏仪换算出来的结果相比较;用原子力显微镜观察了薄膜的表面微结构,并讨论表面微结构与薄膜光学常数之间的关系。分析结果表明,Cauchy模型能较好的描述溶胶-凝胶薄膜的光学性能,较详细的得到了薄膜的折射率,消光系数等光学常数随波长λ的变化规律;薄膜光学常数的大小与薄膜的微结构有关。     

预填充聚苯乙烯控制SiO2/ZrO2薄膜膜间渗透

提出预填充方式控制膜间渗透,采用聚苯乙烯(PS)对低折射率SiO2膜内孔隙进行预填充,镀第2层ZrO2后再于甲苯中洗脱,恢复孔隙率以实现膜间防渗透。采用椭偏仪、紫外-可见光分光光度计、原子力显微镜(AFM)和光学显微镜对薄膜进行表征,研究了预填充PS前后的溶胶-凝胶SiO2/ZrO2薄膜膜间渗透与激光辐照损伤。结果表明,单层SiO2填充PS后膜面均方根粗糙度由4.164 nm下降为1.983 nm,折射率由1.1474增加到1.358 3,在甲苯中浸泡15 min后可完全清除PS。PS填充后的SiO2/ZrO2双层膜清洗1 h后,可使填充了PS的SiO2层的平均折射率由1.36降为1.29(未填充区域为1.38),透光率峰值提高(1～2)%。利用Nd:YAG激光器(1.064μm,8.1 ns)对SiO2/ZrO2双层膜进行了损伤阈值的测试,结果表明经PS填充并清洗后损伤阈值降低了8 J/cm2,但两者损伤形貌均为熔融型。     

持效疏水SiO2增透膜的制备和研究

为了提高溶胶-凝胶SiO2增透膜的持效疏水性,以乙醇为溶剂,正硅酸乙酯和甲基三乙氧基硅烷在氨水催化下共水解-缩聚制备了甲基化氧化硅溶胶,然后采用提拉法在洁净的K9玻璃基片上双面镀单层膜。用傅里叶红外光谱仪分析了膜层的化学成分,用接触角测量仪测量了膜层的接触角,用紫外-可见分光光度计测量了膜层的透光率,用椭偏仪测量了膜层的厚度和折射率,并且报道了膜层疏水的持久性。结果表明,共水解膜层具有良好的透光率,峰值透光率可达99.5%;膜层与水的静接触角可达130°;膜层具有持久的疏水性能,疏水性能在相对湿度为90%的环境中可保持5月之久,克服了一般疏水膜疏水效果不持久、不能应用于实际的缺点。     

磁控溅射制备磁性多层膜中SiO2/Ta界面的研究

磁性多层膜常用磁控溅射的方法制备，并且以金属Ta做为缓冲层。本研究利用这种方法在单晶硅基片上沉积了Ta/NiFe/Ta薄膜。采用X射线光电子能谱（XPS）对该薄膜进行了深度剖析，并且对获得的Ta4f和Si2p的高分辩率XPS谱进行计算机谱图拟合分析。结果表明：磁控溅射这种高能量制膜技术导致了在SiO2/Ta界面处发生了化学反应：15SiO2 37Ta=6Ta2O5 5Ta5Si3，该反应使得界面有“互混层”存在，从而导致诱发NiFe膜（111）织构所需的Ta缓冲层实际厚度的增加。从本研究还可以看出XPS是表征磁性薄膜界面化学状态的一种有利工具。     

Mo／SiO2软X射线多层膜的结构研究

本文用磁控射方法制备了几种Ｍｏ／ＳｉＯ２多层膜。在北京同步辐射装置（ＢＳＲＦ）的衍射站上测量了其氏角Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）谱，并利用基于光学动力学理论的递推公式对低角Ｘ射线衍射谱进行了拟合，定量分析了膜层的周期结构和界面度以及界面度与层数、层厚的关系。同时用高分辩电子显微镜（ＨＲＥＭ）对一样品的截面进行了观察。     

酸催化制备溶胶-凝胶ZrO2薄膜及性能

以Zr(OC3H7)4为前驱体,乙酰丙酮为络合剂,在盐酸的酸性条件下,于乙醇溶剂中水解制备ZrO2溶胶.采用粘度、红外(IR)光谱、折射率、热分析(DSC)、原子力显微镜(AFM)等测试手段对溶胶和薄膜性能进行表征.结果表明,制备的ZrO2溶胶具有比较好的粘度稳定性,加入聚乙烯吡喏烷酮(PVP)对溶胶稳定性影响不大;经500 ℃热处理后,膜层折射率可达1.91;薄膜表面均匀平整;加入PVP能提高膜层的激光损伤阈值(LIDT),ZrO2膜的激光损伤阈值为19.6 J/cm2(1064 nm,1 ns),ZrO2-PVP膜的激光损伤阈值为23.3 J/cm2(1064 nm,1 ns).     

CuPc/SiO2表面界面的电子状态研究

利用热生长工艺和热蒸发方法分别获得CuPc和SiO2薄膜层,通过原子力显微镜和X射线光电子能谱对其表面界面电子状态进行了研究,并采用高斯拟合方法对各谱进行了详细分析.结果表明,在氧原子的作用下,N1s,C1s,O1s 和Cu2p都经受了一定的化学位移,从而使得各原子间的相互作用强度有所改变,这是导致OFET性能劣化的重要原因之一.对OFET而言,采用溅射工艺制备的SiO2层应比热氧化生长的SiO2层更合适.     

CuPc/SiO2的表面界面电子状态研究

本文通过热生长工艺和热蒸发方法分别获得CuPc和SiO2薄膜层，通过原子力显微镜和x射线光电子能谱对其表面界面电子状态进行了研究，并采用高斯拟合的方法对各谱进行了详细的分析。研究结果表明，在氧原子的作用下，N1s, C1s, O1s 和Cu2p都经受了一定的化学位移，从而使得各原子间的相互作用强度有所改变，这可能是导致OFET性能劣化的重要原因之一。结果也表明，对OFET而言，采用溅射工艺制备的SiO2层应比热氧化生长的SiO2层的OFET要更合适。     

利用SiO2颗粒增强薄膜太阳能电池中硅膜对入射可见光的吸收

以正硅酸乙酯(TEOS：Tetraethoxysilane)、氨水、乙醇(EtOH：Ethyl Alcoh01)、去离子水为原料,采用溶胶-凝胶法,在普通玻璃衬底的上表面制备出一层最大粒径在400nm左右的SiO2颗粒,利用这层颗粒对可见光的散射作用,提高Si薄膜对入射可见光的吸收率。在相同的沉积条件下,分别在带有该层颗粒的玻璃和普通玻璃的E表面沉积了同样厚度的Si薄膜,制成两组样品。通过比较这两组样品在可见光波段的漫反射率和透射率以及Si薄膜样品的暗电导和定态光电导,证明该层颗粒增强了Si薄膜对入射可见光的吸收,有一定的实用前景。     

TiO2薄膜的宽光谱特性椭偏法研究

为了获得TiO2薄膜的光学常数,采用德国SENTECH生产的SE850宽光谱反射式光谱型椭偏仪,测量和分析了用光控自动真空镀膜机沉积在K9玻璃上的单层TiO2薄膜,得到了TiO2薄膜在300nm~2500nm宽谱上的光学常数曲线和薄膜厚度.根据TiO2的薄膜特性及成膜特点,考虑了表面粗糙层和界面层对薄膜性能的影响,建模时采用Cauchy指数模型和Tauc-Lorentz模型,对建立的各种模型测量得到的数据进行了分析和比较.结果表明,模型基底/Tauc-Lorentz模型/表面粗糙层可以得到最小的均方差为0.5544,得到的TiO2薄膜的厚度的测量值与TFCalc软件的计算值最接近.该研究结果对TiO2薄膜多层膜膜系设计和制备有参考价值.     

咔唑在Sol-Gel制备的SiO_2薄膜中的发光机理

利用溶胶-凝胶(sol-gel)工艺制备了能够发射红光的含咔唑的SiO2薄膜。测量了薄膜样品的发射谱,发现当激发波长从610nm连续减小到400nm时,样品的发射波长从760nm连续蓝移到了550nm左右。将含咔唑的SiO2薄膜溶解在乙醇中,经逐步稀释后所得溶液的发光可以从绿光变到紫光。基于它们的发射谱、激发谱和吸收谱,探讨了咔唑在SiO2薄膜中发红光的机理。结果表明,咔唑分子被紧缩在SiO2薄膜内部的微孔中,因受到挤压而使其共轭尺寸变大,从而导致咔唑的发光特性发生改变。     

溶胶-凝胶旋涂法制备ITO薄膜

以InCl_3和SnCl_4·5H_2O为主要原料,采用溶胶-凝胶法和旋转涂膜工艺,在普通玻璃基片上制备掺锡氧化铟(ITO)纳米透明导电薄膜。应用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对薄膜进行表征;研究了不同热处理温度、热处理时间及不同旋转速度对薄膜形态和结构的影响。结果表明,采用溶胶-凝胶旋涂法制备的ITO薄膜是由立方相纳米颗粒构成,随涂层增加,薄膜表面变得平滑。随热处理温度的提高或时间的延长,薄膜由非晶态逐渐转化为良好的晶态薄膜。     

溶胶-凝胶法制备AZO薄膜工艺参数的优化

采用正交设计法,对溶胶-凝胶方法制备AZO薄膜的工艺参数进行了优化研究,确定了最佳工艺参数,为制备AZO薄膜的工业化控制提供了一种可行的方法.     

AFM and XPS Study on the Surface and Interface States of CuPc and SiO2 Films

利用热生长工艺和热蒸发方法分别获得CuPc和SiO2薄膜层,通过原子力显微镜和X射线光电子能谱对其表面界面电子状态进行了研究,并采用高斯拟合方法对各谱进行了详细分析.结果表明,在氧原子的作用下,N1s,C1s,O1s 和Cu2p都经受了一定的化学位移,从而使得各原子间的相互作用强度有所改变,这是导致OFET性能劣化的重要原因之一.对OFET而言,采用溅射工艺制备的SiO2层应比热氧化生长的SiO2层更合适.     

溶胶-凝胶工艺制备SrTiO3纳米薄膜的研究

采用溶胶-凝胶方法,以醋酸锶、钛酸四丁酯为前驱体,乙酰丙酮为螯合剂,乙二醇甲醚为溶剂,乙酸为助溶剂和催化剂制备溶胶,用旋涂法在Si(100)衬底上制备出了具有典型钙钛矿型结构的SrTiO3纳米薄膜.用XRD、AFM、SEM和椭圆偏光仪等手段分析了薄膜的性能,结果显示薄膜的表面均匀、无裂纹、厚度20～30nm,折射率1.75～1.85,晶粒度35～60nm,表面平均粗糙度RMS为3.4～3.8 nm,晶粒形貌呈类圆锥形态.     

Sb∶SnO2/SiO2纳米复合薄膜的光学及气敏特性

采用溶胶 凝胶 (sol gel)工艺制备了Sb∶SnO2 /SiO2 复合膜。通过原子力显微镜 (AFM )观察了薄膜样品的表面形貌 ,利用紫外 可见光谱 ,p 偏振光反射比角谱研究了复合薄膜的光学特性。结果表明 ,薄膜中的晶粒具有纳米尺寸 (～ 35nm)的大小 ,比表面积大 ,孔隙率高 ;薄膜的透光率高 ,可见光波段近 95 % ;其光学禁带宽度约 3 6 7eV。因此Sb∶SnO2 /SiO2 纳米复合膜可作为气敏薄膜的理想选择。通过对三种不同的气体C3 H8,C2 H5OH及NH3气敏特性的测试表明 ,Sb掺杂大大提高了SnO2 薄膜对C2 H5OH的灵敏度 ,纳米Sb∶SnO2 /SiO2 复合膜的气敏灵敏度高于纯SnO2 薄膜及Sb掺杂的SnO2 薄膜     

准分子脉冲激光沉积法制备的ZrO2薄膜结构和电学性能的研究

采用准分子脉冲激光沉积法 (PLD)分别在Pt/Ti/SiO2 /Si和SiO2 /Si衬底上制备了ZrO2 薄膜 ,采用扩展电阻法 (SRP)研究了薄膜纵向电阻分布 ;采用X射线衍射法 (XRD)研究了衬底温度对ZrO2 薄膜结晶性能的影响 ;精确测试了薄膜的表面粗糙度 ;讨论了薄膜结晶性能与其电学I V特性之间的关系。     

溶胶-凝胶法制备氧化锌薄膜的研究

采用溶胶-凝胶法在锌片和硅片表面制备氧化锌薄膜.采用XRD、SEM等分析测试手段对比了不同的配置比和衬底对氧化锌薄膜的相组成和显微形貌的影响.实验结果表明:与Si片相比,Zn片衬底对样品的衍射峰幅度产生一定的影响;所制备出来的样品都在衍射角2θ=34.4°附近出现衍射峰;当Zn2+浓度不同时,得到的ZnO薄膜的形貌不同.     

单层SiO2和ZrO2薄膜激光辐照损伤的对比

分别采用物理气相沉积和溶胶-凝胶技术在K9基片上镀制了4块光学厚度相近的SiO2和ZrO2单层膜.分别采用椭偏仪、透射式光热透镜和原子力显微镜对两类薄膜的孔隙率、热吸收和微观表面形貌进行了表征;利用Nd:YAG激光器测试了样品的激光损伤阈值(LIDT;1064 nm/8.1 ns),并用光学显微镜观察了两类薄膜的损伤形...