Cr掺杂Si基稀磁半导体的制备及其磁学特性

采用Cr离子注入方法,在不同气体环境下退火制备了两种具有不同磁化率和居里温度的Cr掺杂p型 (111) Si基稀磁半导体样品.利用X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外( FT-IR)光谱和超导量子干涉仪(SQUID)对样品的晶体结构、化学键及磁学特性的变化进行表征.实验发现,该样品在H2气中退火后,氢原子钝化了Cr离子注入时引起的样品中的Si悬挂键缺陷(形成Si-H),增加了传导电子的长程相互作用,使样品的居里温度达280 K,远高于同一条件下在Ar气中退火样品的居里温度(100 K). 部分氢原子束缚了样品中的受主载流子,降低了磁化率,导致在低温区(小于50 K)H2气中退火样品的磁化强度小于在Ar气中退火样品的磁化强度.这为室温铁磁半导体的研制提供了实验依据.     

LNO薄膜的射频磁控溅射制备及其电学性能与红外吸收性能

用磁控溅射法在Si（111）基片上以不同溅射功率沉积LaNiO3（LNO）薄膜,基片温度370℃,对沉积的薄膜样品进行快速热退火处理（500℃,10min）。使用电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）精确测量不同溅射功率沉积的LNO薄膜退火前后的组分情况。分析发现：LNO薄膜经退火处理后,其中的Ni／La的比值随着溅射功率增大而越接近理想比1：1,其导电性能也越好。另外,我们以相同工艺制备了不同厚度的LNO薄膜顶电极,四探针电阻测试仪和红外椭圆偏振光谱仪测试其电学与红外吸收性能,实验发现：（1）LNO薄膜的电阻率随膜厚的增加而降低,在大约300nm厚时略又有增加趋势;（2）LNO薄膜的红外吸收系数随其厚度的增加而增加,且随红外波长的增大而减小。     

CdS(Se)掺Cu薄膜的相结构和光电性能

分别采用X射线衍射（XRD）、俄歇电子谱（AES）、X射线光电与谱（XPS）研究喷涂烧结CdS(Se）薄膜在有氮气氛下热退火前后结构，并进一步研究了镉和硫化学态对表面层氧成分的影响，结果表明，表现几个原子层范围内的CdS(Se)膜的非化学计量组成和CdO降低了薄膜的光电性能和寿命。     

a-Se薄膜在X-ray照射下的光衰特性研究

依据光电导与驰豫时间成反经变化的理论，在蒸发温度为220℃的条件下用真空沉积法制行了多块厚度不同的a-Se薄膜，对其在X－ray照射下的光衰效应进行实验研究，实验结果表明a-Se薄膜在厚度较小时其灵敏度随厚度的增加而增加，在275－475μm之间时，a-Se薄膜存在极大值，实验结果对基于a-Se薄膜光电导特性的探测器的性能优化有一定的指导作用。     

MOCVD方法在Ni/Si(111)模板上生长ZnO薄膜

用常压金属有机化学气相外延方法在Ni／Si（111）模板上生长ZnO薄膜，研究了ZnO低温缓冲层的厚度（50h，300h）对薄膜性能的影响。采用原子力显微镜，X射线衍射和光致发光光谱仪对这些样品进行分析。结果表明：缓冲层的厚度对zno外延薄膜的表面形貌、晶体结构及发光性能都有较大影响。在50h～100A低温缓冲层上生长的ZnO外延膜，晶粒尺寸大小均匀，发光和结晶性能良好。     

后退火温度对溅射沉积Pb(Zr0.52Ti0.48)O3铁电薄膜结构和性能的影响

在具有Ti缓冲层的Pt(111)底电极上,用射频溅射工艺在较低的衬底温度(370℃)和纯Ar气氛中沉积Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)薄膜,沉积过程中基片架作15°摇摆以提高膜厚的均匀性.然后将样品在大气中进行5min快速热退火处理,退火温度550-680℃.用XRD、SEM分析薄膜的微结构,RT66A标准铁电测试系统测量样品的铁电和介电性能.结果表明,所沉积的Pt为(111)取向,仅当后退火温度高于580℃,沉积在Pt(111)上的PZT薄膜才能形成钙钛矿结构的铁电相,退火温度在580-600℃时结晶为(110)择优取向,退火温度高于600℃时结晶为(111)择优取向.PZT薄膜的极化强度随退火温度的升高而增加,但退火温度超过650℃时漏电流急剧上升,因此退火处理的温度对PZT薄膜的结构和性能有决定性的影响.     

MOCVD方法在Cu/Si(111)基板上生长ZnO薄膜

采用常压MOCVD方法在Cu／Si（111）基板上生长ZnO薄膜,研究了缓冲层的生长温度对ZnO外延膜性能的影响。实验通过干涉显微镜、原子力显微镜、高分辨X射线衍射仪、光致发光谱仪对样品的表面形貌、晶体结构以及发光性能进行了分析。实验结果表明：ZnO／Cu／Si（111）外延膜的性能与缓冲层的生长温度有一定关系。当缓冲层温度控制在400℃附近时ZnO外延膜C轴取向较为明显、晶粒大小较均匀、结构也更为致密,并且PL光谱中与缺陷有关的深能级发射峰也相对较弱。     

后退火温度对溅射沉积Pb(Zr0.52Ti0.48)O3铁电薄膜结构和性能的影响

在具有Ti缓冲层的Pt(111)底电极上,用射频溅射工艺在较低的衬底温度(370℃)和纯Ar气氛中沉积Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)薄膜,沉积过程中基片架作15°摇摆以提高膜厚的均匀性。然后将样品在大气中进行5min快速热退火处理,退火温度550-680℃。用XRD、SEM分析薄膜的微结构,RT66A标准铁电测试系统测量样品的铁电和介电性能。结果表明,所沉积的Pt为(111)取向,仅当后退火温度高于580℃,沉积在Pt(111)上的PZT薄膜才能形成钙钛矿结构的铁电相,退火温度在580-600℃时结晶为(110)择优取向,退火温度高于600℃时结晶为(111)择优取向。PZT薄膜的极化强度随退火温度的升高而增加,但退火温度超过650℃时漏电流急剧上升,因此退火处理的温度对PZT薄膜的结构和性能有决定性的影响。     

SnO2气敏薄膜的制作与性能研究

采用射频溅射法制备了SnO2气敏薄膜，并在薄膜中掺杂Sb2O3和Pt用于气敏薄膜的增敏．使用XRD对制备的薄膜进行了结构分析，测量了薄膜的吸收光谱和电阻，并研究了薄膜工艺条件的改变对薄膜结构和性能的影响．结果表明，不同退火温度下处理的氧化锡薄膜均为金红石结构，退火温度对薄膜的晶粒尺寸和电阻有较大影响：退火温度愈高，薄膜中形成的晶粒越完整，晶化程度愈高；电阻率随着退火温度的升高而降低，考虑到气敏薄膜的敏感性能，本文选取1100℃为最佳退火温度．由于掺杂的影响，在氧化锡的禁带中产生了杂质能级，使薄膜对2722nm附近的红外光波产生了强烈吸收．     

两亲性卟啉－紫精化合物LB膜的光电性质

两亲性卟啉－紫精化合物具有分子内光电子转移体系．用ＬＢ膜技术在透明导电玻璃基片上制备成分子排列规则的超薄膜材料，并用两种光电池（导电玻璃／ＬＢ膜／Ｉ３，Ｉ－／导电玻璃，导电玻璃／ＬＢ膜／Ｈｇ探针）测量了ＬＢ膜的光量子产率和光电开关性能．作为分子光电二极管，其最大光量子产率为３．１７×１０－６，光电开关的响应起始时间和驰豫时间分别约为０．２和０．３ｓ，并具有较好的光电响应寿命．     

退火温度对ZnO薄膜结构和内应变的影响

采用磁过滤阴极脉冲真空弧沉积技术(pulsed filtered cathodic vacuum arc deposition,PFCVAD),以Si(100)单晶片为衬底,在衬底温度400℃、氧气压力4×10-2Pa、靶负压400 V的条件下制备了具有c轴取向的ZnO薄膜。采用原子力显微镜(AFM)和X射线衍射仪(XRD)研究了退火温度对ZnO薄膜     

纳米多孔TiO_2薄膜的制备与表征

以TiCl4为前躯体,两亲性三嵌段共聚物F38为模板剂,Si(100)为衬底,采用溶胶-凝胶法和旋涂涂膜工艺,制备了孔径可调的纳米多孔TiO2薄膜.研究了聚合物模板浓度与TiO2薄膜的纳米孔形态的关系.随着模板剂含量的增加,薄膜中介孔密度随之增加,约大于15%便发生介孔连通,连通后介孔成蠕虫状.同时,研究了不同的退火温度及退火方式对纳米TiO2薄膜晶相的影响.单次退火4h(600～800℃)为锐钛矿相、热稳定性好,而等时退火容易生成锐钛矿相/金红石相的混晶.     

不同退火条件对多孔阳极氧化铝热释光的影响

本文采用两步阳极氧化法在0.5mol/L的草酸溶液中制备了多孔且排列有序的多孔阳极氧化铝（PAA）薄膜,并对薄膜进行不同条件的退火后处理,通过对PAA薄膜的热释光（TL）特性表征和机理分析,研究了基底及后处理中退火时间、退火温度及退火气氛等条件对其热释光特性的影响．结果表明,相同辐照剂量下,去除铝基底的双通PAA薄膜,接触辐射面积大,吸收辐射能量多,表现出更强的热释光响应;相同退火环境中,经γ辐照后的PAA薄膜的TL特性随退火处理的时间延长而增强;退火时间均控制为4h时,薄膜的TL强度随退火温度的升高也明显增强,在空气中经600℃退火的PAA薄膜显示出最大的TL强度;并且PAA薄膜在空气中退火后的TL发光强度明显高于在真空中退火后的强度．     

Fe_XCu_(1-X)纳米颗粒膜R-I特性

用磁控溅射的方法制备得到 Fe XCu1-X纳米颗粒膜 ,并系统研究了它的 R- I特性 (电阻 -电流特性 ) .实验发现随着纳米颗粒膜的厚度、铁铜含量比和退火条件的改变 ,R- I特性将发生明显的变化 ,表明测量电流的大小对纳米颗粒膜的结构和性质有不可忽视的影响 .基于较大测量电流导致的阻温特性和薄膜的部分晶化效应 ,对实验现象进行了相应的讨论     

金属与金属氧化物复合靶制备Bi_4Ti_3O_（12）薄膜

报道了金属与金属氧化物复合靶的射频溅射法，制备Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ（１２）（ＢＴＯ）铁电陶瓷薄膜的方法，研究ＢＴＯ薄膜的晶体结构，表面形貌以及断面．实验表明采用复合靶能够制备质量好、成分均匀的ＢＴＯ薄膜，其结晶取向与基片材料有关，且退火工艺对膜的质量有影响．     

硒化镉片状纳米晶的合成与表征

采用溶剂热法制备了有机,无机前驱物CdSe·0．5en,然后对前驱物进行了真空退火处理,成功制备了CdSe片状纳米晶．所得样品物相和形貌用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）表征．结果表明,以乙二胺为溶剂,在18℃下反应24h后得到前驱物,然后将前驱物在300℃真空环境下进行退火1h,得到了物相为六方相、具有片状形貌的CdSe纳米晶．     

电极对PZT铁电薄膜的铁电和光学性能的影响

采用射频磁控溅射(RF Magnetron Sputtering)工艺在Si片上分别制备Pt/Ti和LaNiO3 (LNO)底电极,然后在不同的底电极上沉积PbZr0.52Ti0.48O3(PZT)铁电薄膜,在大气环境中对沉积的PZT薄膜进行快速热退火处理(RTA).用X射线衍射(XRD)分析PZT薄膜的相结构和结晶取向,原子力显微镜(AFM)分析薄膜的表面形貌和微结构.再沉积LNO作为顶电极制成"三明治"结构的LNO/PZT/Pt和LNO/PZT/LNO样品,用 RT66A标准铁电测试系统分析样品的电学特性,傅立叶红外光谱仪分别测得样品的反射谱和透射谱.分析了不同电极对PZT铁电薄膜的铁电和光学性能的影响.     

稀土—SnO2薄膜气敏特性的研究

本文用真空镀锡膜，氧化和化学浸渍技术研制了稀土氧化物的SnO2薄膜气敏元件，并测试了薄膜的气敏特性，掺杂元件改善了对乙醇，丙酮蒸气的灵敏度和选择性，而对苯，丁烷，游化石 经石油气，NH3，H2和煤气等不敏感。     

Nd_(0.05)Bi_(0.95)FeO_3极化诱导La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3/Nb:SrTiO_3异质结薄膜电阻变换效应

采用脉冲激光沉积等方法在Nb:Sr Ti O3衬底上分别制备了Nd0.05Bi0.95Fe O3,La0.7Sr0.3Mn O3,[Nd0.05Bi0.95Fe O3/La0.7Sr0.3Mn O3]异质结薄膜,并研究了异质结薄膜的电阻变换效应.研究显示:[Nd0.05Bi0.95Fe O3/La0.7Sr0.3Mn O3]双层结构的异质结薄膜电阻变换性能优于单层Nd0.05Bi0.95Fe O3,La0.7Sr0.3Mn O3异质结薄膜,电阻变换比值超过100,电阻状态连续可调,电阻翻转电压仅需要2 V左右,且具有较好的阻态保持性.研究揭示出[Nd0.05Bi0.95Fe O3]铁电场效应诱导La0.7Sr0.3Mn O3/Nb:Sr Ti O3的界面耗尽层宽度的变化为电阻变换增强的原因.     

MgO-SnO2薄膜乙醇气敏元件的研制

采用真空镀锡膜、锡膜氧化，浸泡掺杂的方法研制了掺MgO的SnO2薄膜气敏元件，在对乙醇、丙酮等八种气体的测试结果表明：MgO-SnO2元件提高了对乙醇的灵敏度和选择性，而对其余气体的气敏特性同未掺杂元件相类似，实验发现，随着浸泡液浓度的增大，元件对乙醇的灵敏度并不是单调地随之增大，而是出现了一个峰值，实验还发现经Mg(NO3)2溶液处理过的元件对乙醇的灵敏度与乙醇浓度之间的线性关系大大拓宽，在敏感机理方面，提出了流过元件电泫I的公式，该公式可以较好地解释实验现象，利用化学方法在SnO2薄膜中掺入MgO，所制备的元件既克服了烧结型元件的缺点，又克服了薄膜元件物理方法掺杂时掺杂量难以控制的不足之处，为开发新型薄膜气敏元件作了一种尝试。