金属有机物化学气相法制备YBCO超导薄膜研究

运用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD),在LaAlO3(LAO)单晶上沉积YBa2Cu3O7-x(YBCO)超导薄膜。通过使用优化的进液装置,使金属有机源连续、稳定地输送至蒸发皿进行闪蒸。通过优化总气压、氧分压等生长条件,获得高质量的YBCO薄膜。在固定的温度条件下,调节反应总气压和氧分压,在总压为380Pa,氧分压为180Pa获得YBCO薄膜临界电流密度Jc=0.6MA/cm2。随着氧分压增大,YBCO薄膜产生a轴取向,(005)峰向左偏移,且薄膜中的Cu/Ba由1.0变化至1.63。在Cu/Ba=1.48时,YBCO薄膜结构与性能较优。     

Soft Magnetic Thin Films FeCoHfO for High-Frequency Noise Suppression Applications

A series of FeCoHfO films were fabricated by dc magnetron reactive sputtering at varying partial pressure of oxygen （Po2） from 0 to 11.7%, and the electrical and magnetic properties of films have been studied. It is shown that optimal Fe43.29 Co19.51Hf7.49 O29.71 films with desired properties can be obtained when the films were prepared under Po2= 5.1%. The films show superior properties of low coereivity, Hc ∽5.5 Oe, relatively high saturation magnetization, 47rMs · 18.3 kG, high anisotropy field Hk ∽ 65 Oe, and high electrical resistivity ρ∽ 2675 μΩ·cm. Permeability spectra shows that the natural ferromagnetic resonant frequency is as high as 3.1 GHz. The combined merits of the film make the films taken as an ideal candidate material for high-frequency applications such as noise suppressor. In addition, the effects of the film thickness and annealing treatment on the magnetic properties are also reported.     

氧分压和沉积速率对YSZ薄膜残余应力的影响

采用摩尔分数为7%的Y2O3掺杂的ZrO2混合烧结料为原料,在不同的氧分压和沉积速率下用电子柬蒸发方法沉积氧化钇稳定氧化锫(YSZ)薄膜样品.利用ZYGO Mark Ⅲ-GPI数字波面干涉仪对YSZ薄膜的残余应力进行了研究,讨论了氧分压和沉积速率等工艺参量对残余应力的影响.实验结果表明,不同氧分压和沉积速率下,YSZ薄膜的残余应力均为张应力;应力值随氧分压的升高先增大后减小,随沉积速率的增加单调增加.热应力对薄膜所呈现的张应力性质起着决定性作用,同时应力值的大小受本征应力和附加应力的影响.通过对样品的X射线衍射(XRD)测试,结合薄膜微结构的变化,对应力的形成原因进行了解释.     

脉冲激光溅射沉积镱铒共掺Al2O3薄膜工艺参数优化

分别以铝、铒、镱为靶材,采用脉冲激光沉积技术(PLD),在二氧化硅/硅基底上沉积镱、铒共掺的三氧化二铝薄膜.利用原子力显微镜(AFM)、单色仪等分析手段,研究了薄膜的表面形貌、光致发光强度(PL)等性质.优化了氧分压和靶间距两个重要工艺参数.光致发光强度提高14倍,半峰宽提高了70nm.     

多道氧分压智能测量仪的研制及应用

采用最新集成芯片和软件设计，研制出可直接在计算机上多道同步处理的高灵敏氧分压测量仪，为氧分压活体检测提供了一个功能完备、方便经济的数据处理工作站。同时采用数字相关技术提高信噪比，得到了较满意的结果。与其它氧分压测量方法相比，测量仪具有检测限低、精确度高、智能化数据处理、体积小等特点。本系统使氧分压微探针传感器在更高要求的在位活体检测和临床诊断的应用成为可能。     

气氛氧压对PLD法生长Nd:LuVO4薄膜的性能影响

采用脉冲激光沉积技术在不同气氛和氧分压下, 在抛光石英片上生长了一系列(200)面择优取向的NdLuVO4薄膜. 利用X射线衍射(XRD)分析了所制备薄膜性能, 认为成膜较为适宜的气氛为氧气, 且氧分压为20 Pa时所得到的薄膜性能较好. 利用原子力显微镜(AFM)观察了NdLuVO4薄膜的表面形貌, 分析了氧分压的存在对薄膜表面质量的影响. 利用卢瑟福背散射(RBS)分析了薄膜的组成, 发现薄膜的成分组成与靶材的成分较为一致. 利用棱镜耦合法测得了该薄膜中每条模所对应的有效折射率为2.0044和1.7098.     

氧分压对化学气相沉积法合成ZnO纳米结构形貌的影响

本文利用化学气相沉积(CVD)法在镀有Au(10 nm)膜的单晶Si(100)上制备了ZnO薄膜,并研究了不同的氧分压对ZnO形貌的影响.借助扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对样品的形貌、结晶质量和晶体生长取向进行了表征.结果表明:当O2分压较小的时候,O2只能与Zn团簇的某些界面发生反应并逐渐结晶生成层状的ZnO微米团簇.当 O2分压较大的时候,ZnO通过二次生长形成由微米柱阵列和表面无序纳米线构成的分层复合结构,并且表面纳米线的密度随着氧分压的增加而增加.高分辨透射电镜(HRTEM)和选取电子衍射(SAED)分析表明,单根纳米线是沿[001]方向生长的ZnO单晶.     

氧分压调控氧化铜薄膜生长及其表面功函数研究

本文采用反应磁控溅射法制备p型二元铜氧化物半导体薄膜,通过氧气流量调节实现Cu₂O、CuO和Cu₄O₃薄膜的可控生长。所制备薄膜的形貌与结构分别利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪以及拉曼光谱进行表征。经紫外可见分光光度计测量可知,Cu₂O、CuO和Cu₄O₃薄膜的带隙分别为2.89 eV、1.55 eV和2.74 eV。为进一步研究Cu₂O、CuO和Cu₄O₃薄膜的表面物理性质,基于Kelvin探针力显微镜(KPFM)技术直接测量了薄膜样品与探针尖端间的接触电位差(V_CPD),结果表明Cu₂O、CuO和Cu₄O₃薄膜的表面功函数都随着温度的升高而呈现逐渐减小的趋势。     

氧分压对脉冲激光沉积β-Ga2O3-δ薄膜光学性能的影响

在不同氧分压下,用脉冲激光沉积法在c-蓝宝石衬底上制备了高质量β-Ga₂O_3?δ薄膜。通过X-射线衍射、远红外反射光谱、X-射线光电子能谱和紫外-可见-近红外透射光谱系统地研究了β-Ga₂O_3?δ薄膜的晶格结构、化学计量比和光学性质。X-射线衍射分析表明,所有沉积的薄膜以(-201)晶向方向生长。透射光谱显示薄膜在255 nm以上的紫外-可见-近红外波段具有80%以上的高透明度,同时在255 nm附近有一个陡峭的吸收边。此外,利用Tauc-Lorentz(TL)色散函数模型和Tauc公式,我们提取了β-Ga₂O_3?δ薄膜的光学常数和光学直接带隙。更进一步,我们通过理论计算解释了氧气分压对β-Ga₂O_3?δ薄膜光学性质的影响。     

氩氧分压比对ZnO薄膜的结构及电学性能的影响

采用射频磁控溅射法制备了氧化锌基薄膜晶体管(ZnO-TFTS),研究了氩氧分压比对ZnO薄膜生长以及ZnO-TFT电学特性的影响。结果表明:氩氧分压比为40/16和40/8时制得的ZnO-TFT样品,都存在氧过量现象,生长晶向都存在一定左偏移,有源层沟道都为n型,均工作在增强型模式下,饱和特性都较好,且都呈现出一个较大的负方向漏电流,但氩氧分压比为40/16时制备的ZnO薄膜结晶性更好,其所对应的ZnO-TFT具有更高的场效应迁移率和开关电流比,以及更低的亚阈值摆幅。