直流反应磁控溅射法制备CdIn2O4薄膜的光电性能研究

利用直流反应磁控溅射法制备了CdIn2O4(CIO)薄膜,研究了氧浓度、基片温度、溅射时间和退火处理对薄膜光电性能的影响.结果表明电阻率随着氧浓度的增加和溅射时间的减小而增加,随着基片温度的升高先减小后增加;透光率随着氧浓度、基片温度的增加和溅射时间的减小而增加.退火处理后,薄膜的电阻率降低,光吸收边发生"蓝移".点缺陷对薄膜的光电性能产生重要影响,光吸收边的移动是"Burstein-Moss"效应和多体效应共同作用的结果.综合实验结果和理论研究,推荐了直流反应磁控溅射法制备CIO薄膜的最佳条件.此条件下制备薄膜的电阻率为2.95×10-4 Ω·cm,波长为628 nm时薄膜的透光率高达91.7%.     

退火处理对CdIn2O4薄膜光电特性的影响及温差电动势的研究

研究了直流磁控反应溅射制备三元化合物CdIn2O4薄膜(简称CIO膜)的光电性质和温差电动势,及其反应气体中氧浓度和退火处理对CIO膜性质的影响.结果表明CIO膜在可见光区有良好的导电性和透光性,退火处理明显提高了膜的透光率和载流子浓度,这一影响对CIO的广泛应用具有重要的意义.     

直流反应磁控溅射法制备VO_2薄膜

VO2是一种相变材料.发生相变时,VO2的电阻、透过率、反射率都会发生显著的变化;反应磁控溅射法是制备VO2薄膜的一种比较理想的方法.文中,重点讨论氧氩气质量流量比m(O2)/m(Ar)、基片温度以及沉积后薄膜的退火处理对制备薄膜成分、结构和性能的影响.通过分析得出m(O2)/m(Ar)比在113和112间具有较高的VO2含量;基片温度在250℃时具有较佳的VO2结晶特性;450 ℃保持2 h的真空退火处理可以改变薄膜成分和结构,使高价的V2O5薄膜还原到四价的VO2,且明显减少薄膜的氧缺陷,提高氧原子的含量,减少空洞,增加晶粒尺寸提高膜的致密度.     

三氧化钨薄膜的光学特性和结构研究

用溶胶-凝胶法和直流反应磁控溅射法制备了表面均匀致密的三氧化钨薄膜,并用双光束紫外可见分光光度计和X衍射分别对薄膜的透光性、结构形态进行了测定;描述了退火温度对薄膜透光性和结构形态的影响,结果表明在高温(＞300℃)退火处理后薄膜的透光率下降,且退火温度越高透光率越低;在350℃以下退火处理后得到薄膜样品为非晶态,在350～400℃范围内退火处理,样品由非晶态向晶态转变.     

Al2O3薄膜的发光性能及其结构研究

以高纯铝为靶材,在不同氧氩比例下,采用直流反应磁控溅射法制备了Al2O3薄膜。用F-4500型荧光分光光度计测量其荧光光谱,观察到416 nm和438 nm处的光致发光发射谱（PL）,是由于氧空位充当的色心所致,且随着氧氩比例的增加,峰的位置基本不变,强度先上升后下降,这是由于氧氩比例的改变导致氧空位浓度变化引起的。通过对未退火及不同温度退火样品的XRD分析发现：室温沉积的Al2O3薄膜为非晶态,400℃退火开始有晶体出现,且退火温度越高,结晶性能越好。     

基片温度对直流辉光等离子体辅助反应蒸发法沉积的ITO膜性能的影响

使用直流辉光等离子体辅助反应蒸发法沉积了ＩＴＯ透明导电膜。通过膜的霍尔系数测量及ＸＲＤ、ＳＥＭ分析，详细研究了沉积时的基片温度对膜的透光率和电阻率的影响。结果表明：基片温度影响膜的载流子浓度，霍尔迁移率以及膜的结晶程度。当基片温度为１５００Ｃ附近时所沉积的膜具有较高的载流子浓度和迁移率，因而电阻率最低，而且结晶良好，具有高的透光率。试验中还研究了加热退火对膜性能的影响。结果表明：后处理（加热退火）的效果与成膜时的基片温度有密切关系。在低基片温度下沉积的膜经过后处理其透光率得到较大改善但电阻率有所上升，在高基片温度下沉积的膜经过后处理其导电和透光性能都变差。存在一个适中的基片温度区，在该温度下采用直流辉光等离子体辅助反应蒸发法可以不必进行后处理，直接沉积出性能良好的ＩＴＯ透明导电膜。     

不同靶材制备ZrW_2O_8薄膜的对比研究

分别采用摩尔比n(WO3):n(ZrO2)=2.8:1复合陶瓷靶材、纯ZrW208陶瓷靶材以及WO3和ZrO2双靶,以射频磁控溅射法在石英基片上沉积制备ZrW2O8薄膜.利用x射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)研究了退火温度对采用不同靶材沉积制备薄膜的相组成和表面形貌的影响;用划痕仪、表面粗糙轮廓仪测量薄膜与基片之间的结合力和薄膜厚度.试验结果表明:采用不同靶材磁控溅射制备的薄膜均为非晶态,经过不同温度退火后,不同靶材制备的薄膜的相组成和表面形貌有所不同,但在高温1200℃热处理3 min后均得到立方相ZrW2O8薄膜,其中采用WO3和ZrO2双靶交替磁控溅射制备的立方相ZrW2O8薄膜纯度最高,致密度好,且薄膜与基片之间结合力良好.     

磁控溅射制备纳米TiO2半导体薄膜的工艺研究与晶型分析

通过射频反应磁控溅射在玻璃基片上制备TiO2薄膜.采用X射线衍射仪、Ranman光谱仪和原子力显微镜研究退火温度对薄膜晶体结构和表面形貌的影响;还探讨了磁控溅射氧分压对薄膜性能的影响.结果表明:磁控溅射制备的薄膜在不同温度下退火,发现300℃退火薄膜没有结晶,薄膜表面呈圆形离散的颗粒状;400℃退火出现锐钛矿结构,是连续的致密均匀薄膜;500℃退火后薄膜锐钛矿结构更完善,(101)方向开始优先生长,空隙率变大,且锐钛矿结构更完整.随着退火温度的升高晶粒长大拉曼光谱出现红移,拉曼光谱所反应的锐钛矿信息增强,500℃退火时197 cm-1,出现了Eg振动模式.和标准的单晶TiO2体材料相比,拉曼峰位置都略有红移是纳米量子尺寸效应造成的.氩氧比分别为9:1、7:3和6:4溅射制备的薄膜通过400℃退火后的XRD衍射谱没有明显的区别,但拉曼光谱显示氩氧比为7:3时结晶要完善些.     

氧分压强和基片温度对脉冲激光沉积的ZnO∶Al膜性能的影响

利用脉冲激光法制备了ZnO∶Al透明导电膜。通过对膜进行霍尔系数测量及SEM、XRD测试分析 ,详细研究了沉积时的基片温度、氧分压强对膜的透光率和电阻率的影响。结果表明 :基片温度、氧分压强影响着膜的电学、光学性能和膜的结晶状况。从电学分析看出 :基片温度从 2 0 0℃升到 30 0℃过程中 ,膜的载流子浓度、透光率和光隙能相应增大。在氧分压强为0Pa、基片温度为 4 0 0℃下沉积的膜 ,其电阻率具有较低值 ,且在可见光区其透光率约为 90 %。     

退火工艺对射频磁控溅射Bi:YIG薄膜磁性能的影响

对于用射频磁控溅射技术在Si基片上制备的Bi:YIG系薄膜,用快速循环退火方法对其进行晶化处理,研究了退火温度对Bi:YIG薄膜结晶状态和形貌的影响,以及退火气氛和循环周期对薄膜性能的影响.结果表明,用快速循环退火可以在si单晶基片上得到磁性能优良的薄膜(饱和磁化强度139 kA/m,矫顽力6.37 kA/m)并使薄膜形貌有较大改善,在石英基片上制备的薄膜法拉第角比常规退火的薄膜增大了约一倍.