GeTe 相变薄膜的结构及光学性能研究

相变材料可迅速地实现晶态与非晶态之间的相互转换,在相变存储领域具有重要的应用.本文用脉冲激光沉积(PLD)法在Si衬底上制备了高质量的GeTe相变薄膜,并对不同温度下退火的GeTe薄膜进行了结构和光学反射率的表征.实验结果表明,室温沉积的GeTe薄膜为非晶态结构,薄膜的结晶化温度约为250℃.随着退火温度的增加,(202)衍射峰位逐渐向低角方向移动,(202)面间距逐渐增加,这可能与退火薄膜中存在大的压应力有关.薄膜的光学反射率测试表明我们制备薄膜的晶态和非晶态具有高的反射率对比度.以上结果表明PLD法制备的GeTe薄膜在光学相变存储领域具有较好的应用潜能.     

Ge2 Sb2 Te5相变薄膜光学及擦除性能研究

利用蓝绿激光对非晶态Ge2Sb2Te5 相变薄膜进行擦除性能的研究,分别用1000 ns,500 ns,100 ns,60 ns脉宽的蓝绿激光进行实验.结果表明,一定脉宽下,反射率对比度随擦除功率的增加而增大.并且,在1000 ns,500 ns,100 ns,60 ns的激光作用时间范围内,非晶态薄膜均可转变成晶态.对于脉宽为60 ns的蓝绿激光,擦除功率大于4.49 mW以后,薄膜的反射率对比度高于15％,这表明Ge2Sb2Te5相变薄膜在短脉宽、低擦除功率条件下,可具有较高的晶化速度.同时,分析了非晶态和晶态Ge2Sb2Te5相变薄膜的光谱特性,对比研究了780 nm,650 nm,514 nm和405 nm波长处的反射率和反射率对比度,提出了Ge2Sb2Te5相变薄膜用于蓝光光盘的改进方法.     

纳秒单脉冲激光诱导AgInSbTe薄膜的相变特性

利用磁控溅射法在K9玻璃基底上制备了Ag8In14Sb55Te23(AIST)纳米薄膜,并利用激光抽运-探测技术测量了薄膜的时间分辨反射率变化特性。研究结果表明,在合适能量密度的单脉冲纳秒激光脉冲作用下,AIST薄膜可以快速从沉积非晶态转化为晶态结构,晶化过程包含中间熔化态。在较低能量密度范围内,反射率变化量和晶化时间都随能量密度变化呈线性增加趋势。     

新型AgInSbTe相变薄膜的光学及记录性能

利用直流磁控溅射法制备了一种新型AgInSbTe相变薄膜。示差扫描量热(DSC)实验测定的结晶峰温度为193．92℃。X射线衍射(XRD)表明未经热处理的沉积态薄膜是非晶态,而经过200℃热处理,X射线衍射图出现衍射峰,薄膜从非晶态转变到晶态。同时,研究了晶态和非晶态相变薄膜的吸收率、透射率和反射率随波长的变化。测定了650nm激光作用下的相变薄膜的记录性能,分析了记录功率、记录脉宽对薄膜反射率衬比度的影响,在同一记录脉宽条件下,记录功率越大,反射率衬比度也越大;在同一记录功率条件下,随记录脉宽的增加,反射率衬比度也增大。结果表明,新型AgInSbTe相变薄膜在激光作用下具有较高的反射率衬比度,可获得良好的记录性能。     

SiSb相变薄膜的激光初始化研究

利用直流磁控溅射法将SiSb薄膜沉积到聚碳酸酯光盘盘基上,利用相变光盘初始化仪分别在400,500,600,700,800和1200 mW的激光功率下将光盘初始化。比较了在不同激光功率下SiSb薄膜在300～800 nm波段的反射率变化情况。研究表明,随着初始化激光功率的提高,SiSb薄膜的反射率和反射率对比度逐渐增加。在400～800 nm波长范围内,SiSb薄膜在1200 mW激光初始化下高达30%～35%的反射率对比度,说明此相变薄膜是一种有前途的新型光存储材料。将沉积态与400,800和1200 mW初始化后的SiSb薄膜进行X射线衍射分析,研究表明,沉积态的SiSb为非晶态,激光初始化后的样品发生了不同程度的晶化,激光功率越高,晶化程度越高,晶化相为Sb的六方晶系菱形中心结构。     

离子束溅射沉积Ti-Ni薄膜及其电化学性能的研究

利用离子束溅射沉积的方法在不同基片温度条件下制备了不同成分的Ti-Ni贮氢薄膜，研究了其电化学贮氢性能。结果表明：用离子束溅射沉积制备的Ti-Ni薄膜的结构为非晶状，薄膜对基片的附着力较强，在冲放电循环50次后仍为非晶态；在基片温度为350℃时制备的薄膜的结构为晶态，在多次放电循环后呈现非晶化趋势；Ti-Ni薄膜具有较高的电化学活性，晶化薄膜比晶态薄膜的最大放电容量高，但晶化薄膜的循环稳定性差。     

激光致晶态Ag11In12Te26Sb51相变介质光学常数的研究

研究了结晶度对Ag11In12 Te2 6Sb51相变薄膜光学常数的影响。用初始化仪使相变薄膜晶化 ,改变晶化参量得到不同的结晶度 ,当转速固定时 ,随激光功率的增加 ,折射率基本随之减小 ,消光系数先是增大 ,而后减小 ;当激光功率固定时 ,随转速的增大 ,折射率也随之增大 ,消光系数也是先增大后减小。非晶态与晶态间的变换、薄膜微结构的变化 (包括晶型的转变和原子间键合状态的变化 )以及薄膜内残余应力是影响Ag11In12 Te2 6Sb51相变薄膜复数折射率的主要原因。测量了单层膜的透过率和CD RW相变光盘中Ag11In12 Te2 6Sb51薄膜非晶态和晶态的反射率     

基于Ge2Sb1.5Bi0.5Te5可饱和吸收体的锁模光纤激光器

Ge2Sb1.5Bi0.5Te5薄膜具有宽光谱吸收和高稳定性的特点.在金镜上采用磁控溅射制备了40 nm厚的Ge2Sb1.5Bi0.5Te5薄膜,将其在150℃下退火20 min,退火后Ge2Sb1.5Bi0.5Te5由非晶态转变为晶态.测试发现晶态Ge2Sb1.5Bi0.5Te5可饱和吸收体的调制深度提高到了原来的1...     

氮掺杂Ge2Sb2Te5相变存储器的多态存储功能

通过反应溅射的方法,制备了N掺杂的Ge2Sb2Te5(N-GST)薄膜,用作相变存储器的存储介质.研究表明,掺杂的N以GeN的形式存在,不仅束缚了Ge2Sb2Te5 (GST)晶粒的长大也提高了GST的晶化温度和相变温度.利用N-GST薄膜的非晶态、晶态面心立方相和晶态六方相的电阻率差异,能够在同一存储单元中存储三个状态,实现相变存储器的多态存储功能.     

基于Si掺杂Sb2Te3薄膜的相变存储器研究

采用磁控三靶(Si,Sb及Te)共溅射法制备了Si掺杂Sb2Te3薄膜,作为对比,制备了Ge2Sb2Te5和Sb2Te3薄膜,并且采用微加工工艺制备了单元尺寸为10μm×1Oμm的存储器件原型来研究器件性能.研究表明,Si掺杂提高了Sb2Te3薄膜的晶化温度以及薄膜的晶态和非晶态电阻率,使得其非晶态与晶态电阻率之比达到106,提高了器件的电阻开/关比;同Ge2Sb2Te5薄膜相比,16at%Si掺杂Sb2Te3薄膜具有较低的熔点和更高的晶态电阻率,这有利于降低器件的RESET电流.研究还表明,采用16at%Si掺杂Sb2Te3薄膜作为存储介质的存储器器件原型具有记忆开关特性,可以在脉高3V、脉宽500 ns的电脉冲下实现SET操作,在脉高4 V、脉宽20 ns的电脉冲下实现RESET操作,并能实现反复写/擦,而采用Ge2Sb2Te5薄膜的相同结构的器件不能实现RESET操作.     

Influences of annealing on structural and compositional properties of Al_2O_3 thin films grown on 4H–SiC by atomic layer deposition

Annealing effects on structural and compositional performances of Al_2O_3 thin films on 4H–Si C substrates are studied comprehensively. The Al_2O_3 films are grown by atomic layer deposition through using trimethylaluminum and H_2 O as precursors at 300?C, and annealed at various temperatures in ambient N_2 for 1 min. The Al_2O_3 film transits from amorphous phase to crystalline phase as annealing temperature increases from 750?C to 768?C. The refractive index increases with annealing temperature rising, which indicates that densification occurs during annealing. The densification and grain formation of the film upon annealing are due to crystallization which is relative with second-nearest-neighbor coordination variation according to the x-ray photoelectron spectroscopy(XPS). Although the binding energies of Al 2p and O 1s increase together during crystallization, separations between Al 2p and O 1s are identical between as-deposited and annealed sample, which suggests that the nearest-neighbour coordination is similar.     

Optical characterization of antimony-based bismuth-doped thin films with different annealing temperatures

Antimony-based bismuth-doped thin film,a new kind of super-resolution mask layer,is prepared by magnetron sputtering.The structures and optical constants of the thin films before and after annealing are examined in detail.The as-deposited film is mainly in an amorphous state.After annealing at 170-370℃,it is converted to the rhombohedral-type of structure.The extent of crystallization increased with the annealing temperature.When the thin film is annealed,its refractive index decreased in the most visible region,whereas the extinction coefficient and reflectivity are markedly increased.The results indicate that the optical parameters of the film strongly depend on its microstructure and the bonding of the atoms.     

不同退火温度下晶化硅薄膜的电学输运性质

采用等离子体化学气相沉积技术制备氢化非晶硅薄膜,经过不同温度下的热退火处理,使薄膜由非晶结构向晶化结构转变,得到含有纳米晶粒的晶化硅薄膜.在晶化过程中,采用Raman技术对样品的结构进行表征.通过变温电导率的测试,对薄膜的电学输运性质进行了分析.研究结果表明：退火温度为700 ℃时,样品中开始有纳米晶形成,随着退火温度的增加,样品的晶化比增大,在1000 ℃时,薄膜的晶化比达到90%以上.在700 ℃退火时,薄膜中晶化成分较低,载流子的传输特性主要受到与硅悬挂键有关的缺陷态影响,表现为带尾定域态的跳跃电导 关键词： 氢化非晶硅 退火 纳米硅 电输运     

Laser induced crystallization of as-deposited amorphous Ge2Sb2Te5 films

Crystallization is induced by pulsed laser irradiation of s-deposited amorphous Ge2Sb2Te5 films. Changes of the irradiated areas have been analyzed with the reflectivity contrast. As laser fluences increasing,the reflectivity contrast increases from 0% - 2% to 14% - 16%, which indicates the structure of as deposited films transforms from amorphous to crystalline phases. The process of crystallization driven by the movement and rearrangement of atoms is described. And also the influence of the pulse duration on the threshold of crystallization is discussed, the results show that a lower threshold of crystallization can be produced for as-deposited films irradiated by the laser with short pulse duration. However, by the laser with long pulse duration, crystallization can only be formed with a higher threshold. The crystallization of films by irradiation of laser pulses is studied by Raman spectra.     

退火对磁控溅射HfSi_xO_y薄膜光学性质的影响

采用射频反应磁控溅射方法在硅衬底制备了HfSixOy薄膜,用X射线光电子能谱(XPS)分析了HfSixOy薄膜的成分,用X射线衍射(XRD)检测了薄膜的结构,并用椭圆偏振光谱仪研究了退火处理对薄膜光学性质的影响。XRD谱显示,HfSixOy薄膜经700℃高温退火处理后仍为非晶态,而在900℃高温退火处理后出现晶化。采用Tauc-Lorentz(TL)色散模型对测试得到的曲线进行拟合并分析得出薄膜的光学常数,结果表明,薄膜的折射率随退火温度的升高而增加,而消光系数随退火温度的升高呈降低趋势。薄膜的光学带隙随着退火温度的升高增加,采用外推法得到薄膜沉积态和经500℃,700℃,900℃退火后的带隙分别为5.62,5.65,5.68,5.98eV。     

富硅氮化硅薄膜的制备及其光学带隙研究

采用双极脉冲磁控反应溅射法在不同参数条件下制备了一系列氮化硅薄膜。利用数字式显微镜和紫外-可见光光谱仪研究了沉积薄膜的表面形貌及其光学带隙,利用共焦显微拉曼光谱仪比较了硅衬底、氮化硅薄膜退火前后的拉曼光谱。结果表明,氮气流量对薄膜的光学带隙影响较大,制备的薄膜主要为富硅氮化硅薄膜。原沉积薄膜的拉曼光谱存在明显的非晶硅和单晶硅峰,退火处理后非晶硅峰减弱或消失,表明薄膜出现明显的结晶化;单晶硅峰出现频移现象,表明薄膜中出现硅纳米颗粒,平均尺寸约为6.6 nm。     

High Reflection Ge_(0.45)Te_(0.55) Recording Films

ＨｉｇｈＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎＧｅ０．４５Ｔｅ０．５５ＲｅｃｏｒｄｉｎｇＦｉｌｍｓＬＩＵＨｕｉｙｏｎｇＪＩＡＮＧＦｕｓｏｎｇＭＥＮＬｉｑｉｕＦＡＮＺｈｅｎｇｘｉｕＧＡＮＦｕｘｉ（ＳｈａｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓ＆ＦｉｎｅＭｅｃｈａｎｉ...     

钛酸锶钡薄膜的室温光学性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了(Ba0.75Sr0.25)TiO3薄膜,研究了不同退火温度下样品的物相结构、薄膜的光致发光性能和光学透过率。结果表明:室温下非晶钛酸锶钡薄膜在蓝光激发下具有明显的发光现象,发光波长范围是500～650 nm,峰值在525 nm附近。延长非晶态薄膜的退火时间能够显著提高样品的发光强度,且发光强度随薄膜厚度增加而增大。晶态薄膜有微弱的发光现象。透射谱测试结果表明,钛酸锶钡薄膜在可见光范围内具有良好的光学透过率。