Te_(81)Ge_(15)S_2Sb_2溅射薄膜热致析晶

本文用X-射线照相、透射电子显微镜、电子衍射复型法电子显微镜差动扫描量热器以及电导等方法,研究了Ge_(15)Te_(81)S_2Sb_2溅射薄膜的热析晶行为。结果表明,对本组份的溅射薄膜,加热和电子束照射可以使薄膜析晶,引起结构变化。第一阶段在160℃附近析出Te晶体,第二阶段在225℃附近析出GeTe晶体。电存储机理是与Te晶体析出和熔融相关。     

SnO_2薄膜材料的进展

本文综述SnO_2薄膜材料的制备、结构、光学及电学性质。近年来,由于SnO_2材料对某些气体具有敏感功能特性,本文着重讨论掺入Sb、Sb_2O_3、ThO_2和超微粒SnO_2薄膜材料对提高检测气体灵敏度和选择性的作用机理。     

常压CVD法制备Sb掺杂SnO2薄膜的性能研究

以C4H4SnCl3和SbCl3为反应先驱体,采用常压化学气相沉积法制备Sb掺杂SnO2薄膜,研究了薄膜沉积时间、基板温度以及Sb掺杂量对薄膜结构和红外反射性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对所制备薄膜的结构、形貌、成分进行了分析表征。XRD结果表明薄膜具有四方相金红石晶型结构,在基板温度为650℃时能制得结晶性能较好的多晶薄膜;XPS结果表明元素Sb主要以Sb5+的形式掺杂于SnO2薄膜中。还讨论了Sb掺杂量对方块电阻、透射率等薄膜性质的影响。结果表明,当Sb掺杂量为2%,基板温度为600℃,镀膜时间为4min时可制备出可见光透过率为75%、红外透过率仅为30%的薄膜,且此时薄膜方块电阻为38.4Ω/□。     

生长温度对Cr原子掺杂在Bi_(2)Se_(3)中位置及磁性的影响北大核心CSCD

本文报道用分子束外延(Molecular Beam Epitaxy:MBE)技术制备了优良的铬(Cr)掺杂硒化铋(Cr-Bi_(2)Se_(3))薄膜样品。通过反射高能电子衍射(Reflective High Energy Electron Diffraction:RHEED)、X射线衍射(X-ray diffraction:XRD)技术和电磁输运系统对Cr-Bi_(2)Se_(3)进行测试。实验结果显示:较低的生长温度下Cr进入Bi_(2)Se_(3)中替代Bi位形成Cr Bi;较高的生长温度下Cr进入Bi_(2)Se_(3)中的范德瓦尔斯间隙形成层间(Interlayer)CrI,这一区别导致Cr-Bi_(2)Se_(3)在生长速率及磁性等方面表现出不同的性质。所以可以通过控制生长温度来调制Cr的掺杂位置,得到更理想的效果。     

聚焦脉冲激光作用下Ge2Sb2Te5薄膜晶化过程及机理

采用聚焦脉冲激光研究了Ge2Sb2Te5薄膜在沉积和激光淬火两种非晶态下反射率与激光脉冲宽度变化的关系，发现沉积态的Ge2Sb2Te5薄膜在晶化触发阶段内的反射率随激光脉冲宽度增加而减小，经过激光淬火的非晶态Ge2Sb2Te5薄膜在晶化触发阶段内的反射率随激光脉冲宽度增加而变化平缓。本文借用气－液体系中过饱和度分析液滴形成的原理，从统计物理学角度详细研究了两种非晶态Ge2Sb2Te5薄膜在脉冲激光作用下的晶化过程及机理，结果表明，当Ge2Sb2Te5的非晶态程度处于未饱和或饱和状态时不形成晶核；当Ge2Sb2Te5的非晶态程度处于过饱和状态时，此时的Ge2Sb2Te5为亚稳态，可能形成大小不等的晶核，但只有半径大于临界晶核尺寸时才可能长大成晶粒，而应力降低晶化能垒，增加非晶态Ge2Sb2Te5的过饱和度是导致沉积态与激光淬火态的Ge2Sb2Te5薄膜在晶化触发阶段内反射率随激光脉冲宽度变化规律不一致的根本原因，并据此解释了Ge2Sb2Te5薄膜在这两种状态下的反射率随激光脉冲宽度的变化特点及规律。     

薄膜厚度和微量元素对非晶存储器性能的影响

非晶态存储器的主要性能是改写循环次数和读出、存放稳定性。本文以这两个特性为依据,研究非晶薄膜厚度和添加微量元素的影响,目的是寻找最佳的非晶薄膜厚度和组分,改进非晶存储器的性能。 Te_(81)Ge_(15)S_2Sb_2薄膜厚度分别为0.8μm,1.3μm,1.8μm和 2.6μm用高频溅射成膜,并做成夹层形。改写循环数的比较是以“成形”后的阈值电压下降3V来计算。薄膜厚度为1.8μm和2.6μm的样品改写次数最高(约是10~5),其次是1.3μm的样品,0.8μm的循环次数最少。不同厚度的薄膜,其最佳复位电压随厚度增加而增加。此外对这4种厚度的薄膜存储器作了抗干扰的对比试验。结果得到膜厚为2.67μm的存储器抗干扰最好,其次是膜厚为1.8μm的,并对此作了定性解释。微量元素影响的试验采用Te_(81)Ge_(15)Sb_2S_2,Te_(81)Ge_(15)Sb_2Bi_2,Te_(81)Ge_(15)Sb_2S和Te_(81)Ge_(15)Sb_4四种材料。首先比较了它们的“成形”过程。发现含有 Sb_4和 Bi_2的两种材料,其“成形”过程较快,其它两种较慢。比较了4种材料的改写循环数。在改写中存储器失效大多数是随改写循环数的增加,阈值电压降低,最后永久处于低阻态。试验证明:在所添加的微量元素中,金属性越强,材料越容易析晶,改写时所需的擦除能量越大,改写循环数亦最少。如含Bi_2的材料,改写循环最少,含Sb_4的材料,改写循环数居中,而含S_2和S_1的材料,改写循环数最高。此外,还比较了4种材料的读出、存放稳定性。发现所添加的微量元素中,金属性越强,抗干扰性越强。如含Bi_2的材料,在各种写入电流时,其抗干扰性均显著优于其它3种,而含Sb_4的材料,抗干扰性次之,含S_2和S_1的材料,抗干扰性最差。总之,提高改写循环数和提高抗干扰性是矛盾的,要兼顾两方面只好采用折中的办法。     

锑在直流反应磁控溅射制备二氧化钛薄膜中的作用

用直流反应磁控溅射方法在玻璃基底上制备了Sb修饰TiO2薄膜,利用XRD,Raman光谱以及SIMS研究了Sb对其表面结晶情况的影响并用XPS及SIMS分析了薄膜的成分.结果表明一定程度Sb的修饰对TiO2薄膜成晶有优化作用,起到了类似表面活性剂的作用,并使薄膜表面的光致亲水性能得到改善.当Sb修饰过量时,破坏了TiO2原有的晶格结构,劣化了薄膜表面的光致亲水性.     

热历史对SrO-Al_2O_3-SiO_2系玻璃析晶动力学的影响

以SrO-Al2O3-SiO2系玻璃为研究对象,采用Ozawa方程、Kissinger方程和JMA修正方程研究了热历史对玻璃析晶动力学的影响。结果发现化学组成相同的玻璃,热历史对其析晶活化能E、Avrami指数n和析晶速率指前因子υ影响较明显,采用不同的计算方法得到的结果存在不同程度的差异。通过玻璃析晶试验发现热历史对微晶玻璃主次晶相的析出没有影响,热历史对析晶活化能的影响主要来源于析出主次晶相的比例不同。     

氧化锌薄膜的拉曼光谱研究

利用拉曼光谱结合X射线衍射分析对未掺杂和掺杂的ZnO薄膜，陶瓷薄膜进行了研究，ZnO薄膜及ZnO陶瓷薄膜均由sol-gel法制备，掺杂组份有Bi2O3,Sb2O3,MnO和Cr2O3等。结果表明，未掺杂的薄膜的ZnO主晶相均表现出显著的定向生长特征，其拉曼光谱特征谱峰为437cm^-1，谱峰强度随薄膜退火温度的提高略有增强，掺杂后ZnO的拉曼谱峰发生了红移，掺Bi2O3后ZnO的拉曼谱峰由347cm^-1移质移至434cm^-1，掺Sb2O3后ZnO的拉曼谱峰移至435cm^-1，而掺杂Bi2O3,Sb2O3,MnO和Cr2O3等组份的ZnO陶瓷薄膜的ZnO拉曼谱峰则移至434cm^-1，说明掺杂元素进入了ZnO晶格，引起了晶格的变化，ZnO薄膜性能不仅受次晶相组成的影响，而且受因掺杂元素进入而引起的ZnO晶格畸变的影响。     

非晶态莫来石纤维析晶动力学的研究

用非等温差热分析研究了莫来石纤维(Al2O379wt%)的析晶动力学行为,它在高温下的析出相为莫来石晶体.随着升温速率β的增大,析晶反应初始温度T0、最大析晶速率dx/dtp以及达到最大析晶速率时的温度Tp都逐渐增大.在JMA模型的基础上,用四种方法系统分析了非晶态硅莫来石纤维的析晶反应过程动力学,确定该析晶反应的最佳动力学参数为Ee=625kJ/mol,n=1.61,k0=4.98×1019(s-1).该析晶反应是扩散生长控制的,晶粒的生长介于一维生长和二维生长之间,并且在析晶反应的过程中形核速率是下降的.     

水热法制备Sb_2Te_3纳米线及其性能表征

在450K,pH值为11的条件下,以SbCl3,和Na2TeO3粉体为原料,用水热法制备了Sb2Te3纳米线。X-射线衍射(XRD)分析表明,所制的的材料为Sb2Te3,透射电镜(TEM)观察到Sb2Te3纳米线直径约为20nm,长度在200~600nm之间,并且自然平行密排成六边形纳米片状;然而在450K,pH值为13的条件下,制备出的产物则为完整的纳米片。扫描电镜(TEM)分析发现纳米线延(015)方向生长。差热测试得到Sb2Te3纳米线的熔点为727.5K。红外光谱的进一步研究表明,由Sb2Te3纳米线编织成的纳米片结构要优于整体生长成的纳米片,并就Sb2Te3纳米线的生长机理进行了初步推测。     

Sn掺杂Ge-Sb-Te相变薄膜的晶化特性

用磁控溅射法制备了掺杂Sn的Ge2Sb2Te5相变材料薄膜,研究了Sn含量对结晶性能的影响.薄膜的X射线衍射(XRD)表明,热处理使薄膜发生了从非晶态到晶态的相变,并出现Sn-Te相.通过示差扫描量热(DSC)实验测出在不同加热速率下非晶态薄膜粉末的结晶峰温度,计算了材料的结晶活化能.根据结晶动力学分析和结晶活化能数据,掺杂Sn后的Ge-Sb-Te具有更高的结晶速率,用于光存储时将具有更高的擦除速度.     

Thermoelectric properties of Sb2Te3 thin films by electron beam evaporation

This study applies the thermoelectric grains of Sb2Te3 on conductive glass to evaporate Sb2Te3 thin films by the electron beam evaporation method. Through experimental tests with different evaporation process parameters and film annealing conditions, thin films with better Seebeck coefficient, resistivity (p) and power fact (PF) can be obtained. Experimental results show that when thin films are annealed, their defects can be decreased accordingly, and carrier mobility can be enhanced to further elevate the conductivity of thin films. When the substrate temperature is set at 200 degrees C to fabricate Sb2Te3 thin films by the evaporation process and by annealing at 220 degrees C for 60 minutes, the Seebeck coefficient of Sb2Te3 thin films increase from 87.6 microV/K to 177.7 microV/K; resistivity falls from 6.21 m ohms-cm to 2.53 m ohms-cm and PF can achieve the maximum value of 1.24 10(-3) W/K2 m. Finally, this study attempts to add indium (In) to Sb2Te3 thin films. Indium has been successfully fabricated In3SbTe, thin films. This study also analyzes the effects of In on the thermoelectric properties of In3SbTe2 thin films.     

掺铁与铜的硫系玻璃的电学性质与能带结构

用高温熔融法在 Sb_(12)Ge_(28)Se_(60)玻璃中掺入 Fe 和 Cu。对 Cu_x(Sb_(12)Ge_(28)(Se_(60))_(100-x)系统玻璃,当 Cu 含量为5 at%时,电导率提高3.4个数量级,电导活化能下降0.23eV。分析表明,Cu 引入后与母体玻璃中的阴离子形成了正常结构键合的共价键,各元素的价键均得到满足,电导活化能的下降是由于禁带宽度降低导致(E_f-E_v)值下降所致。对 Fe_x(Sb_(12)Ge_(28)Se_(60))_(100-x)系统玻璃,DSC 与 SEM 的测定表明,Fe 引入后玻璃产生了分相。当 Fe 含量为2 at%时,电导率增加了6.3个数量级,电导活化能则下降0.61eV,光声子谱的分析表明,E_(opt)仅下降了0.04eV。根据这些数据和 ESR 的测定结果得出了该系统玻璃的能带结构模型,导致电导率激增的原因是由于 Fe~(2+)(d~(?))施主缺陷态的形成。     

Sb掺杂对ZnO-V2O5多元系压敏电阻的影响

本文研究了V/Sb预合成粉、SbVO4和Sb2O3等三种不同形式的Sb掺杂对ZnO-V2O5基压敏陶瓷结构和性能的影响.化学计量比不变情况下,上述Sb掺杂方式的改变,使烧结过程中Sb3 离子在陶瓷样品中的浓度上升,促进Zn7Sb2O12型尖晶石相形成,材料晶粒随之细化.同时材料的压敏电压出现大幅上升,而非线性系数和漏电流密度受Sb掺杂形式的变化影响不大.Sb以V/Sb预合成粉进行掺杂可以获得较大尺寸的晶粒,有利于材料在低压方面的应用.     

半导体陶瓷致冷材料的性能与结构

采用新的陶瓷工艺技术,在气氛保护条件下,通过固相烧结反应法制备出温差电多晶材料。对膺三元固溶体化合物 P 型(72%Sb_2Te_3+25%Bi_2Te_3+3%Sb_2Se_3)和 N 型(90%Bi_2Te_3+5%Sb_2Te_3+5%Sb_2Se_3)的掺杂陶瓷样品进行了性能与结构研究。找到了最佳工艺制度。样品性能参数为:N 型:α=186μV/K σ=1250Ω~(-1)·cm~(-1) λ=14.7mW/(cm.K) Z=2.9×10~(-3)/KP 型:α=220μV/K σ=900 Ω~(-1)·cm~(-1) λ=14.0mW/(cm.K) Z=3.1×10~(-3)/K     

MOCVD of Bi2Te3 and Sb2Te3 on GaAs substrates for thin-film thermoelectric applications

Metal organic chemical vapour deposition (MOCVD) has been investigated for growth of Bi2Te3 and Sb2Te3 films on (001) GaAs substrates using trimethylbismuth, triethylantimony and diisopropyltelluride as metal organic sources. The surface morphologies of Bi2Te3 and Sb2Te3 films were strongly dependent on the deposition temperatures as it varies from a step-flow growth mode to island coalescence structures depending on deposition temperature. In-plane carrier concentration and electrical Hall mobility were highly dependent on precursor ratio of VI/V and deposition temperature. By optimizing growth parameters, we could clearly observe an electrically intrinsic region of the carrier concentration over the 240 K in Bi2Te3 films. The high Seebeck coefficient (of -160 microVK(-1) for Bi2Te3 and +110 microVK(-1) for Sb2Te3 films, respectively) and good surface morphologies of these materials are promising for the fabrication of a few nm thick periodic Bi2Te3/Sb2Te3 super lattice structures for thin film thermoelectric device applications.     

Sb对直流反应磁控溅射制备TiO2薄膜的影响

用直流磁控溅射方法在Si(100)面及载玻片上制备了Sb掺杂TiO2薄膜.利用XRD光谱研究了Sb对其薄膜结晶情况的影响,用AFM观察其表面形貌,利用分光光度计测量了TiO2薄膜的光学特性及其对亚甲基蓝的分解活性,通过测量和计算表面对水的接触角来衡量光致亲水性.研究结果表明纯TiO2薄膜为锐钛矿型,适量Sb的掺杂能使TiO2薄膜的结晶有显著改善,并出现Ti2O3和金红石相TiO2,薄膜的光催化活性和光致亲水性明显改善.随着掺杂量的增加,TiO2薄膜的吸收边逐渐红移.但Sb掺杂过量时,破坏了二氧化钛原有的晶格结构,光催化活性和光致亲水性也相应降低.