不同N2气流量比反应溅射TiN薄膜的表面形貌分形特征

采用反应磁控溅射工艺通过改变N<,2气流量比在Si衬底上沉积300nm厚TiN薄膜.用原子力显微镜(AFM)观察薄膜表面形貌,并根据分形理论予以定量表征.结果表明:TiN薄膜的溅射模式与分形维数D<,f>值的演化存在相关性.当N<,2气流量比由O.0%增加至4.0%时,TiN薄膜的溅射方式属于金属模式,D<,f>保持不变;当N<,2气流量比继续增加至10.0%时,薄膜溅射方式转变为过渡模式,此时D<,f>急剧减小;而当N<,2气流量比超过10.0%以后,薄膜溅射模式改变为氮化物模式,相应的D<,f>轻微增加.     

纳米硅薄膜表面形貌分形特征的STM研究

利用扫描隧道显微镜（ＳｃａｎｎｉｎｇＴｕｎｎｅｌｉｎｇＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，简称ＳＴＭ）对纳米硅薄膜在纳米尺度上的表面微观形貌进行了研究，结合分形理论，计算出样品表面形貌的分形维数Ｄ，从而得出Ｄ与有关样品微结构参数之间的关系．ＳＴＭ结合图象处理和傅利叶分析法可以很好地研究薄膜材料表面形貌的分形特征．纳米硅薄膜的表面在纳米尺度上的微观形貌呈现出分形特征．     

sol-gel法制备掺Al的ZnO薄膜及其表面形貌表征

用原子力显微镜,观察了sol-gel法制备之掺Al的ZnO薄膜的表面形貌,计算了薄膜的表面高度–高度相关函数H(r)-r,并用分形表面高度–高度相关函数的唯象表达式,对薄膜表面高度–高度相关函数进行拟合。结果表明:掺Al的ZnO薄膜表面具有典型的分形特征,Al掺杂量的增加和退火温度升高,使掺Al的ZnO薄膜的表面粗糙度w从1.39增大到5.47,分形维数Df由2.12减小到2.08,水平相关长度ξ从31.25增到76.17。     

光学薄膜界面粗糙度互相关特性与光散射

为了研究光学薄膜界面的互相关特性及光散射特性,介绍了光学薄膜的散射理论和模型。依据光学薄膜矢量散射的表达式,借助于总背向散射理论分析了光学薄膜界面互相关特性对光散射的影响,并用实验验证和分析了TiO2单层薄膜膜层厚度,K9玻璃基底粗糙度以及离子束辅助沉积(IBAD)工艺等因素对光学薄膜界面互相关特性的影响。结果表明,根据矢量光散射理论计算的光学薄膜界面互相关特性和光散射的关系与实验测量结果一致。随着基底粗糙度、薄膜光学厚度的增加,薄膜界面的互相关特性会变差,采用离子束辅助沉积的TiO2单层薄膜的膜层界面互相关性明显好于不用离子束辅助沉积的薄膜。     

CVD金刚石薄膜的表面形貌研究

本工作采用HFCVD方法在Si、Mo衬底上生长出不同晶粒形貌的多晶金刚石薄膜,研究了生长条件(衬底温度、碳源浓度、反应压强)对金刚石薄膜晶粒形貌的影响。结果表明,在HFCVD方法中,金刚石薄膜晶粒形貌对生长条件十分敏感,生长条件的变化会导致不同形貌晶粒的生长。     

不同N2气流量下反应溅射TiN薄膜的表面形貌

采用反应磁控溅射工艺,通过改变N2气流量,在Si衬底上沉积300nm厚TiN薄膜.用原子力显微镜(AFM)观察薄膜表面形貌,并根据分形理论予以定量表征.结果表明,TiN薄膜的溅射模式与分形维数Df值的演化存在相关性,随着N2气流量由0.0%增加至4.0%,TiN薄膜溅射方式属于金属模式,Df保持不变;当N2气流量增加至10.0%时,溅射方式为过渡模式,Df急剧减小;而当N2气流量超过10.0%后,薄膜溅射为氮化物模式,Df轻微增加.     

氮化硅薄膜的沉积速率和表面形貌

/min.薄膜的粗糙度随着衬底温度和微波功率的增加而降低,粗糙度最低为0.89 nm,说明薄膜的表面质量较高.     

ZnO多晶薄膜绒面结构及陷光特性分析

针对当前薄膜太阳电池对光管理的迫切需求,采 用磁控溅射及后腐蚀技术制备获 得了高性能绒 面铝掺杂氧化锌(AZO,ZnO:Al)前电极。深入分析了ZnO多晶薄膜厚度及腐蚀时间对绒面 结构及陷光特性的影响。研究 结果表明,随多晶薄膜厚度的增加,晶粒尺寸增大,腐蚀后获得的弹坑状表面结构的粒径亦 随之增大,绒 度增大;随后腐蚀时间的增加,弹坑状粒径及绒度均具有先增大而后趋于饱和的趋势。当沉 积ZnO多晶 薄膜初始厚达2μm时,获得的薄膜电阻率小于3×10－4 Ω· cm,经180s稀HCl(0.5%)腐蚀后,绒面 ZnO 的均方根粗糙度(RMS)达143nm, 400～ 1100nm平均透过率达81.4%, 在500nm处绒度为84.3%nm处绒度可达73.8%,方块电阻小于5Ω/□,满足了硅基 薄膜叠层电池对前电极的光电性能需求。     

光波导用TiO_2/SiO_2复合薄膜的制备及其性能研究

用离子自组装成膜技术制备了用作光波导器件的TiO2/SiO2复合薄膜,介绍了薄膜光学常数的测定方法,并研究了光波导的波导特性.结果表明随着TiO2含量的增大。光波导的折射率增加;但同时光波导损耗也将发生变化,一般TiO2占10％时,薄膜的波导损耗较低.在更高的含量范围内,必须使TiO2分散.     

斜角入射沉积TiO_2薄膜的光学特性和表面粗糙度

采用电子束热蒸发技术在K9玻璃基底上以不同的沉积入射角沉积了单层TiO2薄膜,研究了不同入射沉积角沉积的TiO2薄膜的光学特性、填充密度和表面粗糙度,并比较了不同膜层厚度下薄膜表面粗糙度与入射沉积角之间的关系。研究结果表明,随着入射沉积角的增加,TiO2薄膜的透射率增加,透射峰值向短波移动,薄膜的填充密度从入射沉积角0°时的0.801降低到入射沉积角为75°时的0.341;薄膜的表面粗糙度随着入射沉积角的增加而增加,当入射沉积角为75°时,薄膜的表面粗糙度略高于基底的表面粗糙度。在沉积入射角不变时,随着膜层厚度的增加,膜层的表面粗糙度降低。     

低压MOCVD法制备TiO_2薄膜的研究

以四异丙醇钛为原料 ,氧气作反应气体 ,高纯氮气作载气 ,采用低压MOCVD法在单晶Si基片上制备出了TiO2 薄膜。研究了基片温度和氧气流量对TiO2 薄膜沉积速率的影响 ,以及基片温度和退火温度对TiO2 薄膜的结构的影响。采用X射线衍射和喇曼光谱对TiO2 薄膜的结构进行分析。实验表明 :基片温度在1 1 0℃～ 2 5 0℃时制备的TiO2 薄膜是非晶态的 ,在 35 0℃～ 5 0 0℃时制备的TiO2 薄膜为锐钛矿和非晶态混杂结构 ,当基片温度超过 6 0 0℃时开始生成金红石。     

衬底温度对AlN/ZnO复合薄膜结构形貌的影响

采用直流反应磁控溅射法在ZnO/Si基片上制备了良好(002)(c轴)取向的AlN薄膜,利用XRD、AFM对不同衬底温度下制备的AlN薄膜的结构、形貌进行了分析表征.结果表明,在一定湿度范围内(450～650℃),随着衬底温度的升高,晶粒逐渐长大,沉积速率增大,表面粗糙度先减小后增大;AlN(002)择优取向呈改善趋势,取向度先增大后减小,600℃时达到最佳.     

掺TiO2的ZnO薄膜气敏特性研究

用直流磁控溅射法分别在Si(111)基片及陶瓷基片上制备掺有TiO2的ZnO薄膜,并进行500℃、700℃退火处理,对掺杂前后ZnO薄膜进行XRD分析,测试各掺杂样品气敏特性.500℃退火后,各掺杂样品对有机气体有较高的灵敏度,随着掺杂时间延长,气敏特性提高.700℃退火后,2 min掺杂的样品对乙醇有很高的灵敏度和很好的选择性,最佳工作温度为220℃左右.而其他掺杂量的样品对乙醇气体灵敏度低,随着掺杂时间延长,气敏特性降低.     

本征和Al3+掺杂ZnO薄膜的特性研究

采用溶胶-凝胶方法在载玻片衬底上制备了本征及不同Al3+掺杂浓度的ZnO:Al薄膜,利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜,紫外-可见光吸收光谱及霍尔效应研究了Al3+掺杂浓度对ZnO:Al薄膜结构和光电性能的影响。结果显示,ZnO:Al薄膜为六角纤锌矿晶体结构,具有很高的沿c轴的(002)择优取向,Al3+掺杂并没有改变ZnO的晶体结构,只是Al取代了Zn;掺杂前后薄膜样品均在ZnO带边吸收的位置有较强的吸收而在可见光范围吸收较小;并且当Al3+掺杂浓度为1.5%(摩尔百分比)时所获得的ZnO:Al薄膜具有最小的电阻率,为26Ωcm。     

Al掺杂ZnO薄膜的XPS谱及电学性质研究

采用直流反应磁控溅射法在玻璃基底上用Zn(99.99%)掺杂Al(1.5%)靶制备出高质量的Al掺杂的ZnO(AZO)薄膜。用X射线光电子能谱仪对退火处理后的薄膜进行了成分和元素的价态分析,并用Van der Pauw方法对样品的电学特性进行了测量。实验结果表明,Zn和Al元素都以氧化态的形式存在,O元素主要是以晶格氧和吸附氧的形式存在。AZO薄膜的电学性质受退火温度和氧氩比的影响较大。随着退火温度的升高,电阻率减小,载流子浓度和迁移率增大。随着氧氩比的增大,电阻率增大,迁移率减小。因此可得到用直流反应磁控溅射法制备AZO薄膜的最佳氧氩比和退火温度分别为0.3/27和400℃,在此条件下制备出的薄膜电阻率可低至10-4Ω.cm,载流子浓度可达1020cm-3。     

射频磁控溅射ZnO薄膜的微结构与光学特性

研究了膜厚对ZnO薄膜微结构和光学性能的影响。采用射频磁控溅射法在单晶硅(111)和玻璃基片上制备了不同厚度的ZnO薄膜。通过X射线衍射、原子力显微镜和紫外可见光谱对薄膜进行了表征。结果表明薄膜结晶性能良好,在(002)晶面具有明显的c轴取向。随着薄膜厚度的增加,透射率下降,吸收边红移,禁带宽度逐渐减小。     

直流磁控溅射ZnO薄膜的结构特性

通过改变工作气压、溅射电流、氩氧比等工艺参数,较为系统地探索了用反应式直流磁控溅射法制备ＺｎＯ薄膜的工艺条件,并采用ＸＲＤ和ＡＥＳ对这些薄膜的结构特性进行测试分析,成功地得到了具有ｃ轴择优取向、结晶度高的ＺｎＯ薄膜。     

PLD法制备PbSe薄膜的性能分析

通过脉冲激光沉积(PLD)法在Si(111)和SiO2玻璃基片上制备了PbSe薄膜。X射线衍射、X射线能谱、原子力显微镜、傅里叶变换红外光谱仪测试结果表明：所有制备的薄膜都为多晶薄膜,发现薄膜生长温度对薄膜衍射峰有一定影响;PLD法制备的薄膜的成分与靶材的基本一致,实现了同组分沉积;所有薄膜表面比较平滑,表面不平整度小于200nm,结构比较致密;PbSe薄膜对红外光具有敏感的响应特性;在波长为5μm处存在有明显的吸收边,此吸收边对应于直接带隙PbSe材料的禁带宽度;对应于波长小于5μm的红外光,PbSe薄膜存在有明显的强吸收。