硅基LiNbO3薄膜的工艺研究及其性能分析

利用射频磁控溅射法在硅衬底上生长c轴取向LiNbO3薄膜.研究了生成高质量薄膜的实验条件和快速退火处理对薄膜结晶质量的影响.发现以600℃衬底温度制备薄膜并以650℃进行快速退火时获得了具有优异结晶质量的LiNbO3薄膜.采用扫描电镜分别对薄膜的表面、截面进行了分析.结果表明,薄膜表面光滑,晶粒均匀致密.     

脉冲激光沉积技术沉积温度对PZT/LSAT薄膜生长取向的影响

采用固相法分别制备了标准摩尔配比和铅过垦10%的两种靶材.并利用脉冲激光沉积技术(PLD)在镧锶铝钽(LaSrAlTaO3,LSAT)单晶衬底上成功制备了锆钛酸铅(Pb(Zr0.3Ti0.7)O3,PZT)铁电薄膜,在550～750℃沉积温度范围内研究了PZT薄膜的生长取向和铅含最对薄膜生长取向的影响.利用X射线衍射(XRD)仪和原子力显微镜(AFM)表征了薄膜生长取向和表面形貌.XRD测量表明在标准摩尔配比情况下薄膜牛长从550 C近似c轴取向逐渐过渡到750℃近似a轴取向,而在铅过量情况下薄膜生长取向无明显过渡性变化;AFM测量表明PZT薄膜在近似C轴和a轴生长情况下,表面均方根(RMS)粗糙度分别为16.9 nm和13.7 nm,而在混合生长无择优取向的情况下,薄膜表面均方根粗糙度达到68 nm,这可能是两种取向竞争生长的结果.     

激光脉冲沉积法在Si(100)上生长c轴择优取向的LiNbO3晶体薄膜及其性能

采用激光脉冲沉积(PLD)法在Si(100)衬底上生长得到了完全c轴择优取向的LiNbO3(LN)薄膜,X射线衍射分析表明LN(006)衍射峰的半峰宽为0.35°.利用棱镜耦合器,激光可以被耦合到LN薄膜中,形成TE和TM模式的光波导.测得LN薄膜的折射率n0为2.285,薄膜的厚度为0.199μm.     

激光脉冲沉积法在Si(100)上生长c轴择优取向的LiNbO3晶体薄膜及其性能

采用激光脉冲沉积(PLD)法在Si(100)衬底上生长得到了完全c轴择优取向的LiNbO3(LN)薄膜,X射线衍射分析表明LN(006)衍射峰的半峰宽为0.35°.利用棱镜耦合器,激光可以被耦合到LN薄膜中,形成TE和TM模式的光波导.测得LN薄膜的折射率n0为2.285,薄膜的厚度为0.199μm.     

持效疏水二氧化硅增透膜的制备和研究

为了制备结晶质量好的Cu掺杂ZnO薄膜,研究其结构和光学性质,采用脉冲激光沉积方法,在Si衬底上选择不同的衬底温度来制备薄膜.实验成功制得了结晶质量较好的Cu掺杂ZnO薄膜.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光分光光度计对样品进行了测量和分析.所制备的样品均表现出高度的c轴择优取向,衬底温度为300℃时,薄膜表面形貌均匀致密;在样品的光致发光谱中,发现样品除了在380nm附近出现紫外发光峰外,在460nm附近出现了蓝光发光峰,真正意义上实现了ZnO薄膜的蓝光发射.结果表明,衬底温度对其晶体质量有较大影响.     

激光能量对脉冲激光沉积法制备ZnO薄膜性能的影响

脉冲激光沉积技术(PLD)易于获得高质量的氧化物薄膜已成为一种重要的制备ZnO薄膜的技术.采用脉冲激光沉积(PLD)(KrF准分子激光器:波长248 nm,频率5 Hz,脉冲宽度20 ns)方法在氧气气氛中以高纯Zn(99.999%)为靶材、在单晶硅和石英衬底表而成功生长了ZnO薄膜.通过X射线衍射仪、表面轮廓仪、荧光光谱仪、紫外可见分光光度计对合成薄膜材料的晶体结构、厚度、光学性质等进行了研究,分析了激光能量变化对其性能的影响.实验结果表明我们使用PLD法可以制备出(002)结晶取向和透过率高于75%的ZnO薄膜,激光能量为450 mJ的ZnO薄膜的发射性能较好,但激光能量的增加不能改善薄膜的透光率.     

BST/LSCO异质结构的研究

利用脉冲激光沉积法在STO(001)基片上外延生长了La0.5Sr0.5CoO3(LSCO)导电氧化物薄膜,研究了基片温度对LSCO薄膜结构和电性能的影响,并制备了Ni-Cr/BST/LSCO多层膜结构。XRD谱发现,沉积温度在450~700℃均能得到高度(00 l)取向的LSCO薄膜,LSCO(002)峰的半高峰宽FWHM=0.1°~0.2°;在LSCO薄膜上制备的BST介质膜具有良好的c轴取向和较高的表面平整度,其εr约为470,tgδ为0.036~0.060。     

垂直靶向脉冲激光沉积制备ZnO纳米薄膜

用一种新颖的制备纳米粒子与薄膜的垂直靶向脉冲激光沉积(VTPLD)方法,在室温及空气气氛下,于玻璃基底上成功地制备出ZnO纳米薄膜.用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)仪对ZnO纳米薄膜的表面形貌和结构进行了表征,用荧光光谱仪对薄膜的光致发光(PL)性能进行了测量.结果表明,当激光功率为13 W时,沉积出的粒子大小较均匀,尺寸在40 nm左右,且粒子排列呈现出一定方向性;当激光功率为21 W时,沉积的ZnO纳米薄膜图呈现出微纳米孔的连续薄膜.在玻璃基底上沉积的ZnO纳米薄膜有一主峰对应的(002)衍射晶面,表明ZnO纳米薄膜具有良好的c轴取向性.不同激光功率下沉积ZnO纳米薄膜经500 ℃热处理后的PL峰,其强度随激光能量而变化,最大发光波长位于412 nm.     

Cu掺杂ZnO薄膜光学性质的研究

为了制备结晶质量好的Cu掺杂ZnO薄膜,研究其结构和光学性质,采用脉冲激光沉积方法,在Si衬底上选择不同的衬底温度来制备薄膜。实验成功制得了结晶质量较好的Cu掺杂ZnO薄膜。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光分光光度计对样品进行了测量和分析。所制备的样品均表现出高度的c轴择优取向,衬底温度为300℃时,薄膜表面形貌均匀致密;在样品的光致发光谱中,发现样品除了在380nm附近出现紫外发光峰外,在460nm附近出现了蓝光发光峰,真正意义上实现了ZnO薄膜的蓝光发射。结果表明,衬底温度对其晶体质量有较大影响。     

脉冲激光沉积Al膜的沉积模式及沉积速率研究

为了给脉冲激光沉积(PLD)法沉积大面积均匀薄膜的应用提供相关的理论依据,以纯铝块作为靶材,采用PLD法在同轴和旁轴两种模式下对比研究了Al薄膜的厚度均匀性。同时,在旁轴的沉积模式下分别研究了基片温度、激光功率和重复频率对A l薄膜沉积速率的影响规律。实验结果表明,采用PLD方法在旁轴的沉积模式下获得的Al薄膜的厚度更加均匀。随着基片温度的增加,薄膜的沉积速率反而降低。升高激光功率,薄膜的沉积速率也随之提高。而在激光重复频率的变化过程中,Al薄膜的沉积速率有一最大值。     

在(001)SrRuO_3/(001)SrTiO_3上外延生长c轴取向Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)铁电薄膜的显微结构研究

用脉冲激光沉积在(001)SrRuO3,(001)SrTiO3上外延生长了c轴取向的Bi3.15Nd0.85Ti3O12(BNdT)铁电薄膜.SrRuO3底电极层厚约117 nm,BNdT薄膜厚～35nm.X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)观察证实了SrRuO3层和BNdT薄膜的外延生长.通过TEM平面样品观察,在SrRuO3/BNdT界面附近看到了两种村度处于不同高度的失配位错网,位错线沿<110>走向,其柏格斯矢量沿[110]或[110]方向有分量,在[001]方向上可能没有分量.讨论了位错的形成机制.     

LaNiO3: a promising material for contact with YBa2Cu3O7-x thin films

Epitaxial LaNiO₃ metallic oxide thin films have been grown on c-axis oriented YBa₂Cu₃O_7-δ thin films on LaAlO₃ substrates by pulsed laser deposition technique and the interface formed between the two films has been examined by measuring the contact conductance of the same. The specific contact conductance of the interface measured using a modified four probe method was found to be 1.4 to 6×10⁴ ohm^-1 cm^-2 at 77 K. There are indications that contact conductance can be brought closer to that obtained for noble metal-YBCO interface     

热电Ca3Co4O9薄膜的一致取向生长及其激光感生电压效应

利用脉冲激光沉积(PLD)法,在蓝宝石(0001)平衬底上成功制备了c轴一致取向的Ca3Co4O9薄膜。利用X射线衍射(XRD)分析测定了薄膜的相结构和生长取向。研究了不同衬底温度与不同原位氧压对Ca3Co4O9薄膜结晶质量与生长取向的影响,确定了最佳生长条件。利用这一条件在倾斜Al2O3(0001)衬底上制备了Ca3Co4O9薄膜。研究发现,当Ca3Co4O9薄膜被波长248nm,脉冲宽度20ns的脉冲激光照射时,在薄膜两端存在较大的激光感生热电电压(LITV)信号,峰值电压达到4.4V,其上升沿为36ns,半峰全宽(FWHM)为131ns。可以认为这种激光感生热电电压信号是由于Ca3Co4O9薄膜面内与面间泽贝克(Seebeck)系数张量的各向异性引起的。     

退火气氛对稀土Eu3+掺杂ZnO薄膜结构和发光性质的影响

采用脉冲激光沉积(PLD)法在Si(111)衬底上制备稀土Eu3+掺杂ZnO薄膜材料,分别在纯氧和真空气氛中进行退火处理。XRD图谱中仅观察到尖锐的ZnO(002)衍射峰,表明ZnO:Eu3+,Li+薄膜具有良好的c轴取向。薄膜的结构参数显示：在纯氧气氛中退火的样品具有较大的晶粒尺寸且应力较小,表明在纯氧中退火的样品具有较好的结晶质量。通过光致发光谱发现,在纯氧中退火的样品的IUV/IDL比值较大,说明在纯氧中退火的样品缺陷去除更充分,结晶质量更好。当用395nm光激发样品时,仅发现Eu3+位于595nm附近的5D0→7F1磁偶极跃迁峰。并没有发现Eu3+在613 nm附近的特征波长发射,表明掺杂的Eu3+占据了ZnO基质反演对称中心格位。     

非晶态SiO2过渡层对生长C轴取向LiNbO3薄膜的影响

采用磁控溅射方法,在Si衬底和LiNbO3薄膜之间引入SiO2过渡层制备LiNbO3薄膜。采用X射线衍射（XRD〉、傅里叶变换红外吸收光谱（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）对LiNbO3薄膜的结晶取向、组成成分和表面形貌进行了表征,重点研究了非晶态SiO2过渡层对LiNbO3薄膜C轴取向的影响。结果表明,非晶态S...     

铜掺杂氧化锌薄膜的阻变特性

采用脉冲激光沉积法在SnO<,2>:F(FTO)衬底上制备了单一c轴取向生长的ZnO和ZnO:Cu薄膜,并对具有Au/ZnO/FTO和Au/ZnO:Cu/FTO三明治结构的器件进行了阻变特性测试.结果显示:两种器件在室温电场作用下均显示出双极可逆变阻特性;Cu掺杂使ZnO薄膜的开关比大幅增加,电流-电压曲线拟合结果显示...     

Effects of Annealing Temperature on Properties of ZnO Thin Films Grown by Pulsed Laser Deposition

ZnO thin films are deposited on n-Si（111） substrates by pulsed laser deposition（PLD） system. Then the samples are annealed at different temperatures in air ambient and their properties are investigated particularly as a function of annealing temperature. The microstructure, morphology and optical properties of the as-grown ZnO films are studied by X-ray diffraetion（XRD）. atomic force mieroseope（AFM）, Fourier transform infrared spectroscopy（FTIR） and photoluminescence（PL） spectra. The results show that the as- grown ZnO films have a hexagonal wurtzite structure with a preferred c-axis orientation. Moreover, the diameters of the ZnO crystallites become larger and the crystal quality of the ZnO fihns is improved with the increase of annealing temperature.