直流磁控溅射沉积含He钛膜的研究

研究了用He/Ar混合溅射气体的直流磁控溅射制备钛膜中，He的掺入现象.分析结果表明，大量的He原子（He/Ti原子比高达56%）被均匀地引入到Ti膜中，其He含量可由混合溅射气体的He分量精确控制.通过调节溅射参数，可实现样品中He的低损伤引入.研究还发现，溅射沉积的含氦Ti膜具有较高的He成泡剂量和高的固He能力，这可能是溅射沉积形成了纳米晶Ti膜所致.纳米晶Ti膜较粗晶材料具有很高浓度的He捕陷中心，使He泡密度增大而泡尺寸减小.随He引入量的增加，Ti膜的晶粒尺寸减小，He引起的晶体点阵参数和X射线衍射峰宽度增大，晶体的无序程度增加.Helium trapping in the Ti films deposited by DC magnetron sputtering with a He/Ar mixture was studied. He atoms with a surprisingly high concentration (He/Ti atomic ratio is as high as 56%)incorporate evenly in deposited film. The trapped amount of He can be controlled by the helium partial amount. The introduction of the helium with no extra damage(or very low damage) can be realized by choosing suitable deposition conditions. It was also found that because of the formation of nanophase Ti film a relative high He flux for bubble formation is needed and the amount of the retain He in sputtering Ti films is much higher than that in the coarse grain Ti films. The nanophase Ti film can accommodate larger concentration of trapped sites to He, which results in a high density and small size of the He bubbles. With the increasing He irradiation flux, the grain size of Ti film decreases and the lattice spacing and width of the X ray diffraction peak increase due to the He introduction, and the film tends to amorphous phase.     

三维多孔花状ZnO微纳结构的合成及光催化性能

采用电沉积及后续的热处理技术,在Ti衬底上合成了一种三维多孔花状ZnO微纳结构薄膜. 这种ZnO结构是由包含大量纳米颗粒和孔洞的纳米薄片组成,纳米颗粒的大小可以通过调节电沉积时间和煅烧温度控制. 光催化性能的测试表明这种多孔ZnO薄膜是一种理想的光催化剂.     

卫星激光通信滤光膜的研制

为满足卫星激光通信中超高速数据传输的特殊要求,采用电子束和离子辅助沉积技术,制备了532nm、632nm和1 064nm波长处高反射,808nm和1 550nm处高透射的多波段滤光膜.选取了H4和SiO2作为高低折射率材料,通过对膜系设计曲线的不断优化,减少了灵敏层的个数,得到了相对易于制备的膜系结构;采用电子束加热蒸发方法并加以离子辅助沉积系统制备薄膜,采用光控与晶控同时监控的方法控制膜厚;通过不断调整工艺,提高了薄膜的抗激光损伤能力,减小了膜厚控制误差,提高了透射波段的透过率及反射波段的反射率,最终得到了光谱性能较好的滤光膜.该薄膜能够承受雨淋、盐雾、高低温等环境测试,满足使用要求.     

用甲醇－氢混合气源在不锈钢上生长金刚石薄膜的研究

利用甲醇－氢（ＣＨ３ＯＨ－Ｈ２）混合气体为气源，３０ｎｍ厚的无定形硅为过渡层，借助于微波等离子体化学气相沉积（ＭＷＣＶＤ）成功地将金刚石薄膜生长在不锈钢上，其最低生长温度可至４２０℃，并且甲醇－氢混合气体比传统的甲烷－氢（ＣＨ４－Ｈ２）更具优势，测试表明这种金刚石薄膜有希望作为耐磨层在工业上应用     

生长温度对Ga掺杂ZnO薄膜光电性能的影响

在不同衬底温度(室温~750 ℃)条件下,采用脉冲激光沉积(PLD)方法在石英玻璃和单晶硅(111)衬底上制备了Ga掺杂ZnO(GZO)薄膜。结果显示:衬底温度的变化导致衬底表面吸附原子扩散速率和脱附速率的不同,从而导致合成薄膜结晶质量的差异,衬底温度450 ℃时制备的GZO薄膜具有最好的结晶特性;GZO薄膜中载流子浓度随衬底温度升高而单调减小的现象与GZO薄膜中的本征缺陷密切相关,晶界散射强度的变化导致迁移率出现先增大后减小的趋势,衬底温度450 ℃时制备的GZO薄膜具有最小的电阻率~0.02 Ω·cm;随着衬底温度的升高,薄膜载流子浓度的单调减小导致了薄膜光学带隙变窄,所有合成样品的平均可见光透过率均达到85%以上。采用PLD方法制备GZO薄膜,衬底温度的改变可以对薄膜的光电性能起到调制作用。     

微纳米加工技术对La2/3Ca1/3MnO3材料性能影响的研究

利用脉冲激光沉积(PLD)方法制备了La2/3Ca1/3MnO3(LCMO)外延薄膜.然后利用微纳米加工技术对LCMO薄膜材料进行了局部改造,制造出宽度仅为83纳米的弱联接结构,并对此进行了一系列的物性改变研究.发现在测量电流不变(1μA)的情况下,R～T曲线在120K附近有一个尖锐的跳变,跳变的温度区间很窄.此外,测量电流和外加磁场的增加,都能对跳变现象产生抑制作用.目前认为这种现象的产生是由于相分离的原因导致的.     

ZnO薄膜近带边紫外发光的研究

用ZnO陶瓷靶,采用脉冲激光沉积(PLD)技术在c-Al₂O₃衬底上制备了ZnO薄膜。通过不同温度下光致发光(PL)光谱的测量,对样品的紫外发光机理进行研究。 在较低温度(10 K)下的PL光谱中,观测到一个位于3.354 eV处的束缚激子(D⁰X)发射,随着温度的升高(~50 K),在D⁰X的高能侧观测到了自由激子的发射峰。在10 K温度下,3.309 eV处出现了一个较强的发光带A,此发光带强度随着温度升高先增大然后减小,并且一直延续到室温。重点讨论了此发光带的起源,并认为A带可归属于自由电子-受主之间的复合发射。