信息时代的铌酸锂晶体:进展与展望

铌酸锂晶体具有非线性效应、电光效应、声光效应、光折变效应、压电效应与热释电效应等多种物理特性,在表面声波器件、光电器件、声光器件等方面获得广泛的应用.经历了六十多年的发展,铌酸锂晶体历久弥新,随着材料特性的不断开发,新功能、新器件、新应用层出不穷,尤其是铌酸锂单晶薄膜在薄膜滤波器、集成光电器件等领域的性能具有明显优势,...     

深紫外大口径非球面反射膜的均匀性研究

膜厚均匀性作为高精度光学薄膜的重要参数,对光学薄膜的性能起到至关重要的作用,特别是大尺寸高精度反射膜,对膜厚均匀性的要求极高。本文通过研究蒸发源的发射特性与膜厚分布,结合Mathcad软件建立精准数学及物理模型,编写自动程序,模拟修正挡板形状,极大地提高了薄膜制备均匀性修正的效率与准确性。通过该方法,在公自转行星蒸发沉积设备上制备了直径为320 mm的非球面深紫外反射镜,在紫外(240～300 nm)波段平均反射率大于97.5%,均匀性优于0.5%。本研究对大口径非球面薄膜的均匀性修正提供了理论基础与技术支撑。     

ZnSe薄膜的化学反应辅助热壁外延法生长及特性研究

本文通过将新型化学气相反应促进剂Zn(NH4)3Cl5引入到热壁外延系统中,以二元素单质Zn和Se为原料,直接在Si(111)衬底上生长了高质量的ZnSe晶体薄膜,薄膜成分接近理想化学计量比。研究了主要工艺参数对薄膜生长形貌和性能的影响。采用SEM、AFM、EDS和PL谱技术研究了生长的ZnSe薄膜的形貌、成分和发光特性。研究结果表明,热壁温度和生长时间是影响ZnSe薄膜形貌的主要因素;气相反应促进剂在薄膜生长和调节成分方面扮演了关键角色,Zn(NH4)3Cl5的存在使得Zn(g)和Se2(g)合成ZnSe晶体的反应转变为气固非一致反应,从而更容易获得近乎理想化学计量比的ZnSe薄膜。ZnSe薄膜在氦镉激光激发下,室温下PL谱由近带边发射和(VZn-ClSe)组合的SA发光组成,而在飞秒激光激发下,仅在481nm处显示出强烈的双光子发射峰。     

Cu3N薄膜及其研究现状

Cu3N薄膜是近10年来研究的热点材料之一.Cu3N是立方反ReO3结构,理想立方反ReO3结构的一个晶胞中Cu原子占据立方边的中心位置而N原子占据立方晶胞的八个顶点,此结构的体心位置有一较大间隙,Cu原子以及其他原子如Pd、碱金属原子等很有可能进入此位置导致Cu3N的电学性能、光学性能等发生很大的变化,这使得该材料具有很大的潜在应用价值.Cu3N的晶格常数为0.3815nm,密度5.84g/cm3,分子量204.63,颜色呈黑绿色或红褐色,空间点群Pm3m.Cu3N薄膜在室温下相当稳定并且热分解温度较低(300℃左右),热分解前后薄膜的光学反射率有较大差别,这可使Cu3N薄膜用作一次性光记录材料.此外,Cu3N薄膜还可用作在Si片上沉积金属Cu线的缓冲层、低磁阻隧道结的阻挡层、自组装材料的模板等.     

硅锗合金Seebeck系数影响因素的研究

作为一种洁净能源,硅锗合金的热电转换性能的研究越来越受到人们的重视.本文重点研究了不同Ge浓度的硅锗合金以及Si、Ge单晶在300～1100K温度范围内,Seebeck系数随温度的变化.并对组分相同导电类型不同、晶向不同以及结晶状态不同的样品的Seebeck系数进行了比较.在研究温度区间,Seebeck系数的绝对值大小一般在200～600μV/K之间,随温度不同连续变化.通过对比发现SiGe合金的Seebeck系数大小不仅与Ge的浓度和温度有关,其他因素对其绝对值也有影响,其中晶向最为明显,表现出了明显的各向异性.此外,材料本身的电阻率除了作为一个热电参数影响最优值外,其大小还对Seebeck系数的绝对值有影响,即掺杂济浓度对Seebeck系数的影响.     

工作气压对磁控溅射ITO薄膜性能的影响

工作气压在ITO薄膜的制备过程中是一个重要的工艺参数,直接决定着薄膜的性能.本文利用射频磁控溅射方法,采用氧化铟锡陶瓷靶材,在衬底温度为175℃,工作气压范围为0.45～1.0 Pa条件下,制备了氧化铟锡透明导电薄膜.研究了工作气压对其微观结构、表面形貌和光电特性的影响.在衬底温度为175℃、纯氩气中制备的氧化铟锡薄膜电阻率为3.04 ×10-4 Ω·cm、可见光波段(400～800 nm)透过率为91.9;,适合用作异质结太阳电池的前电极和减反射膜.     

用化学溶液方法在Ni-5at%W基底上制备La2Zr2O7过渡层的研究

La2Zr2O7(LZO)过渡层以其独特的物理化学性质越来越受到人们的关注。本文以乙酰丙酮镧和乙酰丙酮锆为前驱盐,丙酸为溶剂配置前驱液,用化学溶液方法(CSD)在具有立方织构的Ni-5at%W基底上制备了LZO过渡层薄膜。研究了前驱液成分、性质以及退火温度对LZO成相以及取向的影响。用常规XRD和X射线四环衍射仪分析了LZO薄膜的相成分和织构。结果显示,在1050℃下退火可以获得强立方织构的LZO薄膜,其中(222)峰的Phi扫描半高宽值为8.95°;(400)峰的Chi扫描半高宽值为6.8°。用高分辨扫描电子显微镜(FE-SEM)观察到LZO薄膜表面均匀致密,没有裂纹和空洞。     

退火温度对6H-SiC衬底上ZnO薄膜发光性质的影响

采用溶胶-凝胶方法,在6H-SiC衬底上制备ZnO薄膜.X射线衍射结果表明薄膜是c轴取向的,具有六方纤锌矿多晶结构.研究了退火温度对ZnO薄膜发光特性的影响.发现在650℃退火温度下,观察到近带边紫外发射和可见光发射并且紫外发光强度大于可见光发射.随着退火温度的提高,紫外峰强度减弱直至消失,而绿光发射强度先增加而后降低.对退火温度引起ZnO薄膜发光性质改变的机制进行了探讨.     

含氢类金刚石薄膜的生长及表征

采用射频-等离子体辅助化学气相沉积(RF-PECVD)法在硅片、玻璃上生长类金刚石薄膜.通过Raman光谱、AFM等测试手段,研究不同的生长工艺条件下类金刚石薄膜的性质的变化.实验表明,RF-PECVD生长DLC膜,在上方电极处以及较低功率下可获得较高sp3含量的薄膜.     

（Ti,Al）N薄膜光学性能的研究

研究了（Ｔｉ，Ａｌ）薄膜的光学特性，对其反射和透射光谱作了仔细分析。运用Ｈａｄｌｅｙ方程，算出一定成分（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ膜的折射率ｎ，消光系数ｋ随波长的变化关系。又根据透射曲线，计算出了（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ膜的光隙能。