电子束蒸发a—Si1—xGdx薄膜的电导特性

稀土元素适量地掺入化合物半导体材料和非晶玻璃固体材料,均能有效地改善基质材料的光学、力学和其它物理特性。研究表明,三价的稀土离子容易进入非晶玻璃网格形成键合,它的不满4f电子受5s、5p电子层的屏蔽。因此,稀土离子受玻璃非晶体基质的配位场的影响较小,它在非晶体中的行为与在晶体基质中基本相似。非晶硅半导体材料,由于制备较简便,易实现大面积而受到重视。本文对a-Si_(1-x)Gd_x薄膜的电导特性进行了研究,并结合薄膜的ESR特性,对实验结果进行了初步讨论。     

掺硼p型非晶硅薄膜的制备及光学性能的表征

以高氢稀释的硅烷(SiH₄ )为反应气体,硼烷(B₂H₆)为掺杂气体,利用RF-PECVD方法,在玻璃衬底上制备出掺硼的氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜,研究了硼掺杂量对氢化非晶硅(a-Si:H)薄膜的光学性能的影响.利用NKD-7000 W光学薄膜分析系统测试薄膜的透射谱和反射谱,并利用该系统的软件拟合得出薄膜的折射率、消光系数、吸收系数等光学性能参数,利用Tauc法计算掺硼的非晶硅薄膜的光学带隙.实验结果表明,随着硼掺杂量的增加,掺杂非晶硅薄膜样品在同一波长处的折射率先增大后减小,而且每一样品均随着入射光波长的增加而减小,在波长500 nm处的折射率均达到4.3以上;薄膜的消光系数和吸收系数随着硼掺杂量的增大而增大,在500 nm处的吸收系数可高达1.5×10⁵cm^-1.在实验的硼掺杂范围内,光学带隙从1.81 eV变化到1.71 eV.     

沉积电位对电沉积ZnS薄膜的影响

采用电沉积方法,在不同沉积电位条件下,在氧化锡铟(ITO)导电玻璃上沉积制备了ZnS薄膜,利用XRD、SEM和UV-VIS测试技术对在不同沉积电位所制备薄膜的晶相结构、表面微观形貌和光学性能进行了表征.研究结果表明:沉积电位在1.5 V—1.7 V范围内制备的ZnS薄膜呈非晶态,其可见光透过率从60 %降低到20 %,薄膜的光学带隙约为3.97 eV.在沉积电位为2.0 V条件下所沉积薄膜为ZnS结晶相和金属Zn混合相,薄膜透过率显著降低.     

脉冲激光沉积制备SrSn1-xCoxO3外延薄膜的微结构表征及能带调控

钙钛矿结构SrSnO₃因其独特的介电和半导体性质而备受关注,通过掺杂可显著调控其电学、磁学性能,拓宽其应用范围。本研究在单晶SrTiO₃(001)衬底上通过脉冲激光方法外延生长了SrSn_1-xCo_xO₃ (x = 0, 0.16, 0.33, 0.5) (SSCO)薄膜,探究了Co含量对薄膜结晶性、微观结构、光学性能以及介电性能的影响。结果表明, SrSn_1-xCo_xO₃薄膜可在SrTiO₃(001)衬底上外延生长, Co掺杂不会导致薄膜结晶质量的劣化。薄膜表面形貌平整、致密,膜厚200 nm,表面粗糙度为0.44 nm。随薄膜中Co掺杂量增加,薄膜透过率从90%降至25%,光学带隙从4.24 eV降至2.44 eV。介电性能测试表明,掺杂薄膜在10⁶Hz时介电常数为70.1,比无掺杂SrSnO₃薄膜提高57%。室温时SSCO薄膜表面电阻率为172 MΩ,在1000℃范围内薄膜结构稳定。     

退火对射频溅射法制备a—Si：H：Y合金薄膜结构和性质的影响

对射频溅射法制备的ａ－Ｓｉ：Ｈ：Ｙ薄膜进行电子衍射、红上吸收和卢瑟福级散射测试，结果表明，退火可从以下几方面摹结构和性质，使合金膜晶化，从非晶态向多晶或单晶态转化，改变原子间的键合状态，将某些Ｓｉ－Ｈ键断裂，形成更多的Ｓｉ－Ｙ键；Ｙ原子向Ｓｉ衬底方向扩散，使膜表面Ｙ的浓度降低，Ｓｉ：Ｙ的合金层厚度增大。     

CuO-SiO_2和Cu_2O-SiO_2薄膜的制备及其光学性能

以CuSO_4·5H_2O和正硅酸乙酯为前驱体,配制了稳定透明的Cu~(2+)-SiO_2复合溶胶电解液。采用电化学-溶胶凝胶方法,在恒电位-0.9 V下得到Cu-SiO_2复合膜,该复合薄膜分别在250和450℃的热处理后得到Cu_2O-SiO_2和CuO-SiO_2复合薄膜。采用XRD、SEM/EDX和台阶仪表征了复合薄膜的组成、形貌和厚度;采用紫外-可见光谱和Z扫描技术研究了复合薄膜的线性和三阶非线性光学性能。结果表明Cu2O-SiO_2和CuO-SiO_2复合薄膜中的Cu含量、Cu的形态(如Cu_2O、CuO)及Cu_2O或CuO颗粒大小影响薄膜的光学带隙和三阶非线性光学性能,2种薄膜的光学带隙分别是2.67和2.54 eV,三阶非线性极化率χ(3)分别为2.31×10~(-6)和1.36×10~(-6) esu。     

混合稀土对Cu—Ni—Si铸态合金组织和电性能的影响

研究了混合稀土对Ｃｕ－Ｎｉ－Ｓｉ三元合金铸态组织和电性能的影响，观察到稀土元素的加入造成合金晶界共晶相的改变以及基体中相中针状η－ＮｉＳｉ的分析，同时稀土元素的加入对合金的电阻率和电阻温度系数产生明显的影响，使得合金的电阻温度系数随稀土加入量的增加呈从递减到递升的变化。     

CuO-SiO2和Cu2O-SiO2薄膜的制备及其光学性能

以CuSO₄·5H₂O和正硅酸乙酯为前驱体,配制了稳定透明的Cu²⁺-SiO₂复合溶胶电解液。采用电化学-溶胶凝胶方法,在恒电位-0.9 V下得到Cu-SiO₂复合膜,该复合薄膜分别在250和450℃的热处理后得到Cu₂O-SiO₂和CuO-SiO₂复合薄膜。采用XRD、SEM/EDX和台阶仪表征了复合薄膜的组成、形貌和厚度;采用紫外-可见光谱和Z扫描技术研究了复合薄膜的线性和三阶非线性光学性能。结果表明Cu₂O-SiO₂和CuO-SiO₂复合薄膜中的Cu含量、Cu的形态（如Cu₂O、CuO）及Cu₂O或CuO颗粒大小影响薄膜的光学带隙和三阶非线性光学性能,2种薄膜的光学带隙分别是2.67和2.54 eV,三阶非线性极化率χ^（3）分别为2.31×10^-6和1.36×10^-6 esu。     

TixV1-xO2薄膜的光学及相变特性

采用射频磁控溅射方法,在c-Al2O3(0001)基底上制备了不同钒钛比例的TixV1-xO2(0≤x≤1)薄膜,利用X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱、紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)光谱对薄膜结构及光学性能进行测试分析,计算薄膜的太阳能智能调节率和光学带隙.实验结果及分析表明:随着Ti含量的增加,薄膜的红外调节特性和热滞特性逐渐减弱直至消失;薄膜样品的光学带隙随着Ti含量的增加而变宽,光响应范围发生蓝移;其光学带隙随着V含量的增加而变窄,光响应范围发生红移.     

Y2O3：Eu^3＋发光薄膜的溶胶—凝胶法制备、表征及图案化

采用Pechini溶胶－凝胶法制备了纳米级Y2O3：Eu^3 发光薄膜，同时，通过软石印技术得到了条纹宽度为5－60μm的Y2O3：Eu^3 图案化发光薄膜，通过X射线衍射（XRD），付里叶变换－红外光谱（FT－IR），原子力显微镜（AFM），光致发光（PL）光谱及寿命等方法对得到的发光薄膜进行了表征，XRD结果表明500℃时薄膜开始结晶，900摄氏度已结晶完全，得到了立方相的产物，图案化的条纹在烧结的过程中发生了明显的收缩（50％），Y2O3基质向掺杂的稀土离子Eu^3 发生了有效的能量传递，使得Eu^3 显示出5D0－7FJ（J＝0，1，2，3，4）特征发射，寿命和光致发光光谱的研究表明，发光强度随着温度的升高而增强。     

p—Si上电沉积Ni—W—P薄膜的结构与热稳定性

研究了ｐ－Ｓｉ上恒电流沉积Ｎｉ－Ｗ－Ｐ合金薄膜组成与结构的关系，讨论了镀层的组成、结构随沉积时间的变化．测定了非晶合金的晶体结构随热处理温度的改变以及ＤＴＡ曲线，结果表明，非晶Ｎｉ－Ｗ－Ｐ合金在晶化过程中形成两个纳米超微晶相，非晶Ｎｉ－Ｗ－Ｐ薄膜的热稳定性远高于通常使用的非晶Ｎｉ－Ｐ薄膜．     

溶胶-凝胶法制备的MgxZnl—xO纳米薄膜结构和光学性质

用溶胶-凝胶法制备了不同组分的MgxZn1-xO薄膜．X射线衍射结果表明，薄膜为具有六角纤锌矿结构的纳米薄膜，晶粒尺寸3～5nm，随着Mg进入ZnO晶格，其晶格常数变小．紫外-可见吸收光谱表明，随着Mg含量的增加带隙变宽，自由激子吸收峰明显蓝移．室温光致发光光谱由很强的且与氧空位相关的深能级缺陷发光和较弱的紫外激子发光组成，激子发光强度和缺陷发光强度比随x的增大而减小，表明Mg原子进入ZnO晶格会引起深能级缺陷的增加．Mg0.03Zn0.97O薄膜经700℃热氧化后，紫外与可见发光强度比达到30．     

高效长余辉发光薄膜及粉体的溶胶—凝胶工艺研究

研究了溶胶－凝胶工艺制备SrAl2O4:Eu^2 ,Dy^3 高效长余辉发光薄膜及粉体的工艺条件,以无机盐为原料,成功制备了均一、稳定、透明的SrAl2O4溶胶,并在较低温度下制备了均匀、无裂纹的发光薄膜和颗粒均匀的针状纳米发光粉体。通过热失重和X射线衍射结果分析了样品的结晶过程和晶相组成,并通过扫描电镜、透射电镜和荧光光谱的分析对薄膜和粉体的微结构、表面形态及发光性能进行了表征。结果表明,在本文的工艺条件下,制备的薄膜和粉体的发光特性与传统的高温固相烧结法相似,但烧结温度可降低300℃左右。     

（100），（110）和（111）生长方向的La0.7Sr0.3MnO3薄膜结构及性能研究

利用磁控溅射方法，在（100），（110）和（111）LaAlO3（LAO）衬底上制备得到了不同生长方向的La0.7Sr0.3MnO3（LSMO）薄膜并对其晶体结构及磁电学性能进行了系统研究。AFM图揭示出（100），（110）和（111）生长方向的LSMO薄膜分别具有圆形、长条形和点状的表面晶粒形貌。磁电学测试结果表明不同生长方向的LSMO薄膜磁电学性能与其应变程度有关。（111）生长方向的LSMO薄膜由于按最密排面生长，晶格畸变很小，从而具有相对最大的磁饱和强度值和最低的电阻。     

纳米晶双相稀土永磁合金透射电镜薄膜样品的制备

探讨了纳米晶双相稀土永磁合金在ＰＴＦＥ夹具园片抛光法和在离子薄化技术中的电镜薄膜样品的制备,比较了利用离子薄化和电解双喷加离子薄化技术获得的纳米晶双相稀土永磁合金的透射电分析结果,优化了两种方法制备电镜薄膜样品的实验条件及参数范围。探索出较佳的有竽透电镜观察的纳米双相稀土永磁合金薄膜样品的制备方法。     

非晶NdxFe1—x薄膜的穆斯堡尔谱研究

对用闪蒸法在７７Ｋ制备的非晶ＮｄｘＦｅ１－ｘ（ｘ＝０．２０～０．４０）薄膜的穆斯堡尔谱表明，其精细场有很宽的分布。这一分布对Ｎｄ含量只有微弱的依赖性。薄膜合金中Ｆｅ原子的有效磁矩μＦｅ＝１．３０μＢ，在所研究的非晶成分的范围内与Ｎｄ含量无关。由穆期堡尔谱测量导出的磁有序转变温度Ｔｃ与我们在同样条件下（Ｈ→０）用磁测量得到的Ｔｃ值一致。     

一种新结构ZnS：Tm^3＋薄膜电致发光器件的研究

采用电子束蒸发法制备了一种新结构（ITO／SiO2/ZnS:TmF3/SiO2/ZnS:TmF3/SiO2/Al)的薄膜电致发光器件,并与传统双绝缘层结构的器件相比较。结果表明,新结构器件的发光蓝红外比和发光亮度要明显高于双绝缘层结构的器件。分析认为这是由于SiO2夹层起到了加速电子和提供界面的作用。     

掺杂Nd对GdFeCo薄膜的磁光性能的影响

制备了三元GdFeCo合金薄膜和四元NdGdFeCo合金薄膜,测量了其磁饱和磁化强度对温度的依赖关系、磁滞回线以及可见光范围内的克尔谱.研究了轻稀土Nd掺杂对GdFeCo磁光薄膜的克尔旋转角的影响,发现在一定掺杂范围内能够有效提高薄膜在短波长下的克尔旋转角.掺入适量的轻稀土Nd可以使GdFeCo薄膜在短波长下的磁光性能提高,更好的适用于作为中心孔探测磁超分辨的短波长磁光读出层材料.