AlN薄膜择优取向生长机理及制备工艺

不同择优取向的AlN薄膜具有不同的物理化学性质和应用,其择优取向生长机理主要包括热力学的"能量最小化"理论和动力学的"选择进化"理论.在众多的制备方法中,通过控制工艺参数可以沉积出不同择优取向的A1N薄膜,各工艺参数对其择优取向的影响取决于沉积粒子到达衬底前携带能量的大小,它们引起的各晶面生长速率的竞争,其结果表明,择优取向晶面是该沉积条件下生长速率最快的晶面.在诸多工艺参数中,靶基距、离子束轰击是控制AlN薄膜择优取向的最重要工艺参数,靶基距增大容易得到(100)晶面择优取向的AlN薄膜,而一定范围内离子束轰击能量和轰击角度的增大会促进(002)晶面择优取向生长.     

双靶磁控溅射镀膜机及镀膜工艺

介绍了双靶磁探溅射镀膜机的结构、工作原理、主要功能同时还简述了非反应与反应溅射相结合的工艺技术，制备了渐米Ａｌ－Ｎ／Ａｌ太阳能选择性吸收涂层以及ＴｉＯ２／Ａｌ反光保护膜层。     

氧化钽薄膜的结构、成份和介电性能研究

采用直流磁控反应溅射技术制备氧化钽薄膜,重点研究了溅射气体中Ar:O2比例和退火温度对样品的结构.成份和介电性能的影响.XRD、XPS和介电谱分析表明:Ar:O2比例对薄膜的结晶性能和薄膜中O/Ta原子比有较大影响,但对薄膜的介电性能没有明显的影响.900℃退火后,XRD谱中出现明显的β-Ta2O5(001)和(200)衍射峰;介电损耗谱表明介质的损耗是由微弱的电导产生的,漏电电流在损耗中占主导地位.     

Synthesis and photoluminescence study on ZnO nano-particles

A new technique, namely low pressure sputtering, has been developed to fabricate Zn nanoparticles, with a subsequent oxidation to synthesize ZnO nanoparticles in the ambient atmosphere at 500$\,^{\circ}$C. The synthesized ZnO nanoparticle has a size of 6--8~nm with a preferred orientation of $c$-axis. The produced ZnO nanoparticles have a good UV photoluminescence (PL) emission energy of 3.349 eV with a significant enhancement of donor--acceptor pair emission located at 3.305 eV which implies a number of donor and acceptor bounded excitons existing in the synthesized ZnO nano particles. The near band edge PL emission of the fabricated ZnO is dominated by the bounded excitons at 10~K.     

衬底温度对Al/Zn_3N_2薄膜制备的影响

运用等离子体发射光谱,分析衬底温度对氮化锌薄膜制备过程中各等离子体活性基团的影响,随着温度升高,N*2第一正系B3Πg→A3Σ+u,N*2第二正系C3Πu→B3Πg,N+*2第一负系B2Σ+u→X2Σ+g,Zn*以及Zn+*活性基团等离子体发射光谱特征谱线强度逐渐增强;由于衬底温度升高,腔室中各离子动能增加,使得碰撞电离加剧,导致N*2,N+*2,Zn*以及Zn+*活性基团的等离子体离子密度增加;等离子体发射光谱分析结果表明衬底温度在一定范围内升高有利于氮化锌薄膜生长。采用离子源辅助磁控溅射技术在Al薄膜上制备Zn3N2薄膜;X射线衍射图谱(XRD)分析结果表明:室温下,反应生长出单一择优取向面(321)氮化锌薄膜;随着温度的升高,在Al膜上反应生长的氮化锌薄膜择优取向面逐渐丰富,出现(222),(400),(600),(411),(332),(431)以及(622)择优取向面,体现出随着衬底温度的升高,薄膜的结晶度逐渐增加。XP-1台阶仪分析的结果表明,随着衬底温度的升高,氮化锌薄膜的沉积率逐渐增大。场效应扫描电子显微镜(SEM)图表明氮化锌薄膜晶粒尺寸随着衬底温度的升高逐渐变小,表面结构更加致密,晶粒排列更加有序;SEM断面扫描显示Al膜和氮化锌薄膜结合非常紧密。衬底温度影响薄膜性能实验分析结果与等离子体发射光谱分析的结果基本一致,体现出等离子体发射光谱了解等离子体内在特性的有效、快捷性。     

反应溅射沉积技术制备燃料电池催化层的模拟

反应溅射沉积技术(RSDT)可以生成纳米大小的颗粒并有效溅射形成性能稳定的催化层,是一项崭新的催化层制备技术。为从理论上研究RSDT过程的复杂物理化学过程,本文提出了RSDT过程的三维综合数学模型,模型描述了流体流动、热/质传递,并与燃料气的化学反应和液滴的燃烧相耦合。RNGκ-ε模型用于描述湍动燃烧气流,液滴的跟踪和分析在拉格朗日框架下进行,并利用Monte Carlo方法生成了催化层的表面结构。计算结果可以为该技术的优化提供一定的参考。     

β-C_3N_4的制备及若干问题探讨

采用热丝辅助反应溅射和等离子体增强热丝化学气相沉积（ＣＶＤ）的制备方法，获得了含有β－Ｃ３Ｎ４结晶相的ＣＮｘ薄膜．文章将重点介绍制备参数与ＣＮｘ薄膜结构的关系，并进一步讨论与β－Ｃ３Ｎ４结晶相择优生长有关的主要问题     

铽掺杂纳米晶GaN薄膜的室温可见发光

利用直流磁控反应式共溅射方法制备了GaN：Tb薄膜。XRD结果显示,该薄膜为纳米晶结构,根据Scherrer公式,计算得到了GaN薄膜晶粒的平均大小为4．8nm;紫外可见谱表明在可见光区薄膜的平均透过率大于75％,同时利用Tauc公式计算得到了薄膜的光学带隙为3．07eV;测量了薄膜的室温光致发光谱,获得了Tb^3＋在可见光区（位于497．0,552．4,594．2以及627．8nm）的本征发光。     

反应溅射法制备高透明导电ZnO薄膜的研究

利用Zn/ZnO复合靶材,通过射频磁控溅射技术,在衬底温度为150℃时分别在Ar+O2和Ar+H2的混合气氛中制备ZnO薄膜,通过干涉显微镜、XRD、Hall效应测试仪、紫外-可见分光光度计研究了O2和H2流量对薄膜结构及透明导电性能的影响.结果发现,薄膜厚度随O2流量增加而明显增加而随H2流量增加呈下降趋势.只有通入合适流量的O2或H2,薄膜才能保持(002)择优取向、较高的结晶度以及较小的压应力,同时在薄膜中形成高浓度Vo和/或Hi等缺陷,因此有效降低ZnO薄膜的电阻率,并保持高的透光率,从而改善ZnO薄膜透明导电性能.当前研究中,当O2和H2流量分别为0.4 sccm和2.0 sccm时,得到的最低电阻率分别为6.33×10-3和2.51×10-3Ω·cm,平均透光率均大约为81.5;,相应的最高品质因子分别为1.04×10-3和1.29×10-3 Ω-1.     

反应溅射法制备Y_2O_3种子层研究

采用直流磁控反应溅射法在双轴织构的镍钨合金(Ni-5%W)基带上生长Y2O3种子层。研究了由于水分压导致的金属靶材的氧化问题而引起反应溅射的迟滞效应,在其他最优工艺条件下通过水分压系列的试验,通过试验得出溅射电压和水分压的关系和溅射电流和水分压平衡点Pb的关系,以及水分压平衡点为反应溅射法制备Y2O3种子层薄膜的水分压最优化条件。在优化工艺条件下,反应溅射法可以制得C轴单一取向的Y2O3种子层,其面内外半高宽可达到3.874°和4.914°。