不同溅射功率制备的Zn0.97Co0.03O薄膜的结构和光学性质研究

采用磁控溅射法在不同射频功率下制备了Zn_(0. 97)Co_(0. 03)O薄膜。利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、紫外-可见光谱和室温光致发光谱对薄膜进行了表征。XRD和Raman结果表明,Zn_(0. 97)Co_(0. 03)O薄膜为六方纤锌矿结构,沿(002)晶面择优取向。随着溅射功率的增大,薄膜的(002)晶面择优取向增强,晶化程度提高,晶粒尺寸增大。不同溅射功率制备的Zn_(0. 97)Co_(0. 03)O薄膜均具有较高的可见光透过率。随溅射功率增加,光学带隙减小,光吸收边红移。光致发光谱表明不同溅射功率制备的Zn_(0. 97)Co_(0. 03)O薄膜均具有较强的带边紫外发光峰。随着溅射功率的增加,该发光峰的峰位发生红移,且峰强度增强。以上研究结果表明,溅射功率对Zn_(0. 97)Co_(0. 03)O薄膜的生长速率、结晶质量及光学性能有明显影响,但不会影响薄膜的成分。     

水热法制备Co掺杂CeO2纳米晶的微观形貌及磁学性能研究

以Ce(NO3)3·6H2O和Co(NO3)3·6H2O为原料,Na3PO4·12H2O为沉淀剂,用水热法制备了不同浓度Co掺杂的CeO2纳米晶.利用XRD、Raman、SEM、PPMS等测试手段研究纳米晶的晶体结构、微观形貌和磁学性能.XRD和Raman研究结果表明,不同浓度Co掺杂的CeO2纳米晶仍保持纯CeO2的立方莹石结构.没有出现Co以及Co氧化物的特征峰,说明Co掺杂替换了CeO2中的Ce晶格位.XRD的特征峰未出现明显的平移,Co掺杂导致CeO2的晶格畸变也不明显.SEM研究发现纳米晶的形状都是棱长约为600～800 nm的八面体,Co掺杂CeO2纳米晶的微观形貌与Co掺杂浓度存在明显关系,随着Co掺杂浓度的增加,八面体的棱从清晰变为模糊,各个面从光滑变为粗糙.PPMS测量表明所有样品都表现出室温铁磁性,随着Co掺杂浓度的增加,饱和磁化强度先增加后减小,5;Co掺杂CeO2纳米晶具有最大的饱和磁化强度.不同Co掺杂浓度导致纳米晶的磁性有了明显的变化,可见通过改变Co掺杂浓度可以调制纳米晶的室温铁磁性能.     

模拟退火法在椭偏光谱数值反演中的应用

将模拟退火（ＳＡ）法应用于椭偏光谱数值反演,以达到同时得到介质薄膜的厚度和光学常数谱,并对ＳＡ算法作了说明和改进,作为应用实例,计算了Ｓｉ衬底上的ＳｉＯ２薄膜和Ｂａ０．９Ｓｒ０．１ＴｉＯ３（ＢＳＴ）铁电薄膜的膜厚及光学常数谱,同时讨论了椭扁参数φ和△随膜厚及折射率变化的灵敏度。     

C+注入Si形成SiC/Si异质结构的椭偏光谱

用椭偏光谱法测量了(35keV,1.0×10118cm-2)和(65keV,1. 0×1018cm-2)C+注入Si形成的SiC/Si异质结构.应用多层介质膜模型和有效介质近似,分析了这些样品的SiC/Si异质结构的各层厚度及主要成份.研究结果表明:注35keV C+的样品在经1200 C、2h退火后形成的SiC/Si异质结构,其β-SiC埋层上存在一粗糙表面层,粗糙表面层主要由β-SiC、非晶Si和SiO2组成,而且β-SiC埋层与体硅界面不同于粗糙表面层与β-SiC埋层界面;注65keV C+的样品在经1250 C、10h退火后形成的SiC/Si异质结构,其表层Si是较完整的单晶Si,埋层B-SiC分成三层微结构,表层Si与β-SiC埋层界面和β-SiC埋层与体硅界面亦不相同.这些结果与X射线光电子谱(XPS)和横截面透射电子显微镜(TEM)的分析结果一致.     

双掺钾钠铌酸锶钡晶体光学特性研究

成功地生长、制备出了双掺（Cu,Ce)钾钠铌酸锶钡晶体样品,测量了双掺（Cu,Ce)钾钠铌酸锶钡晶体在红光波段的二波耦合特性及其光诱导吸收变化。实验结果显示,双掺（Cu,Ce)钾钠铌酸锶钡晶体在红光波段具有好的光折变性能,基红光波段的二波耦合增益可达10cm^-1;且存在着较强的光诱导吸收现象,其光诱导吸收变化明显地依赖于泵浦束光强和探测束光偏振,探测束偏振方向平等晶体c轴时的光诱导吸收系数和探测束偏振方向垂直于晶体c轴时的光诱导吸收系数分别达0．53c^-1和0．26cm^-1,并以实验结果用两光折变中心模型进行了解释。     

二氧化铈基稀磁氧化物的第一性原理研究

基于第一性原理的计算方法研究了纯CeO_2、Co掺杂CeO_2和同时引入氧空位Vo和Co掺杂的CeO_2稀磁半导体体系.通过计算体系的能带结构和态密度,探讨了该体系磁性产生的机制.计算发现,纯CeO_2体系不具有磁性;没有氧空位Vo的Co掺杂CeO_2体系中,Co离子之间通过O原子发生超交换反铁磁耦合,体系无铁磁性;当氧空位Vo和Co离子同时存在于CeO_2体系中时,Co离子之间通过氧空位Vo发生铁磁耦合,该体系表现出铁磁性能.另外,由氧空位Vo诱导的Co离子之间的铁磁耦合不仅发生在紧邻的两个Co离子,而且可以扩展到几个原子距离的长度.计算结果证明了氧空位Vo诱导铁磁性耦合机制.本文工作将为CeO_2基稀磁半导体体系制备与磁学性质的研究提供支持.     

Sr0.61Ba0.39Nb2O6薄膜的电光特性

用激光脉冲沉积(PLD)法在MgO(001)衬底上成功地生长、制备出了外延Sr_0.61Ba_0.39Nb₂O₆(SBN61)电光薄膜;通过SBN61电光薄膜椭偏光谱测量的分析研究,得到了SBN61电光薄膜的光学常数;通过电致双折射方法对生长在(001)MgO衬底上的SBN61薄膜的电光性能进行了测量研究,发现SBN61电光薄膜电致双折射的变化Δn与所加电场E成平方关系,其二次电光系数R=0.21×10^-16(m/V)²。     

射频磁控溅射制备Mn掺杂ZnO薄膜的结构和铁磁性能研究

采用射频磁控溅射法制备了Mn掺杂ZnO(Zn1-x Mnx O,其中x=0,0.03,0.06)薄膜.通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、原子力显微镜(AFM)和超导量子干涉磁强计(SQUID)对薄膜结构和磁性能进行了研究.XRD和Raman研究表明,不同浓度Mn掺杂ZnO薄膜均为ZnO的六角纤锌矿结构,...     

溶胶-凝胶法制备MgxZn1-xO薄膜的结构及光学特性

用溶胶-凝胶法制备了一系列的Mg_xZn_1-xO(0≤x≤0.3)薄膜,并用X射线衍射(XRD)和光致发光(PL)研究了不同的退火温度和Mg的掺杂含量对Mg_xZn_1-xO薄膜的结构和光学性质的影响.研究表明:Mg_xZn_1-xO薄膜为单相六角纤锌矿结构,并且具有沿c轴的择优取向;发现了中间热处理温度为350℃的Mg_xZn_1-xO薄膜退火温度的转折点为700℃,低于这个温度时随退火温度的升高,(002)衍射峰强度增强且掺Mg的薄膜既有紫外光又有绿光发射;800℃退火时,薄膜的(002)衍射峰强度减小,出现了(100)和(101)衍射峰,且掺Mg的薄膜只有紫外发光峰.不同的掺杂浓度对于发光也有影响,低于700℃退火时,ZnO薄膜只出现紫外发光峰,掺Mg的薄膜却出现了紫外和绿光两个发光峰.     

退火温度对Co掺杂CeO2稀磁氧化物薄膜的结构和铁磁性能的影响

采用溶胶-凝胶法,在Si(100)和石英玻璃衬底上制备了3;Co掺杂CeO2稀磁氧化物薄膜,研究了不同退火温度(500 ℃, 600 ℃和700 ℃)对薄膜结构和铁磁性能的影响.XRD 和拉曼光谱结果表明,随着退火温度的升高,薄膜晶化度明显提高.不同退火温度下的3;Co掺杂CeO2薄膜为多晶薄膜,且未破坏CeO2原有的结构.随着退火温度的升高, 晶粒尺寸逐渐增大.另外,3;Co掺杂CeO2薄膜在可见光范围内都有很好的透射率,其室温下的光学带隙Eg随退火温度增加而减小.超导量子干涉磁强计(SQUID)测量表明所有样品都表现出室温铁磁性,随着退火温度的升高,饱和磁化强度和矫顽力增大,700 ℃退火的薄膜具有最大的饱和磁化强度和最大的矫顽力.不同退火温度导致样品的磁性有了明显的变化,这源于磁性产生的不同机理.可见薄膜的结构最终影响了其铁磁性能.