a—Ge／Al双层膜中分形和退火温度的关系

侯建国等曾系统地研究了a-Ge/Au双层膜体系,发现a-Ge晶化形成的分形结构与退火温度、Au的晶粒尺寸等物理因素间存在着很强的关联。最近我们报道了Al/Ge膜中分形的形成与Al/Ge的厚度比有关,随着Al/Ge厚度比减小,分形结构变得越来越密集,维数增大,并用逐次触发成核模型(PSN)解释了观察到的现象。     

Ge单晶(111)面上Au和Au/a-Ge膜的高温行为

(111)锗单晶上的Au膜和Au/a-Ge膜在氢气保护下分别加热到200℃、260℃、310℃、360℃和450℃。在Au-Ge共晶温度356℃以下加热,由于固态表面扩散,Au膜严重缩聚。356℃以上加热时,在Au/(111)Ge试样形成液态Au-Ge合金,局部熔蚀Ge单晶,形成的三角形小岛的形态类似于(111)Ge单晶上的位锗蚀坑;在Au/aGe/(111)Ge试样中,Au/a-Ge膜形成的液态共晶合金复盖整个Ge单晶表面,抑制了金膜的严重缩聚。     

Ge掺杂TeOx薄膜的光学和结构特性

以真空混合蒸镀和交替蒸镀法在K9玻璃基底上制备了TeOx∶Ge单层薄膜和Ge/TeOx双层薄膜.使用光谱仪、X射线衍射仪等对初始、250℃退火后及不同功率下连续Ar+激光(514.5 nm)辐射后薄膜的光学和结构特性进行了研究.实验结果表明:初始TeOx∶Ge单层薄膜和Ge/TeOx双层薄膜均为非晶态,退火后TeOx∶Ge单层薄膜反射率增加,薄膜中出现了多种结晶相;Ge/TeOx双层薄膜随着激光辐射功率的增加透过率增大,辐射后薄膜中未发现明显结晶相.处理后(退火和光辐射)两种薄膜的表面与处理前不同.Ge掺杂后TeOx薄膜的反射、吸收和结构特性均发生了明显变化.基于实验结果对变化机制进行了初步分析.该类薄膜有望作为短波长高密度光存储记录介质.(PH5)     

退火对Ge掺杂SiO2薄膜的影响

用等离子体增强化学气相淀积制备了Ge掺杂SiO2薄膜,并对薄膜进行了不同温度的退火处理。采用棱镜耦合仪、原子力显微镜和傅里叶变换红外光谱分析技术研究了不同退火温度对Ge掺杂SiO2薄膜性质的影响。通过1 100℃退火处理后,正的折射率变化量和负的体积变化量随着GeH4流量增加而增大,Ge-O-Ge键增多;而通过900℃退火处理后,折射率没有随着GeH4流量增加而增大;薄膜的表面粗糙度随着退火温度升高而降低。研究结果表明,SiO2薄膜中Ge掺杂过量,其折射率反常下降;通过1 100℃退火处理后,折射率随着GeH4流量增加而增大,折射率的增大主要是由于薄膜密实化和Ge-O-Ge键的形成。     

离子注入aGe/Au双层膜分形区的高分辨电镜观察

在以前的工作中,我们证明了在aGe/Au退火膜中的Ge结晶区是一种具有空间相关不变性分形结构,本文报道了在离子注入aGe/Au双层膜中出现的分形区的微观结构。样品采用真空蒸积法並在室温下进行离子注入。图1(a)是样品在100℃、4b退火后的形貌相,白色区域的平均分数维数为1.69±0.01,衍射表明它含有Ge晶体,黑色区域则基本上已经没有Ge的衍射,微分析结果表明在退火过程中,Ge原子向白色区域聚集,而Au原子则反之。图1(b)为样品在300℃,0.5h退火后的形貌相,它的平均维数为1.77±0.01。不同的分形结构,它们的微观结构也有很大差别。图2是低分维分形区的高分辨象,Ge晶粒较小,取向随机,並且有很多缺陷和位错。高分维区域的晶粒要大得     

Au/a-Ge膜退火行为的多重分形研究

研究了Ａｕ／ａ－Ｇｅ 双层膜退火后形成分形花样的分布及其分维。单个分形枝叉的疏密可用简单分维定量描述。多重分形谱可以很好地定量描述多个分形区的分布的变化，分形花样稀少且分布不均匀的图形对应的分形谱较宽。经１００℃退火６０ｍ ｉｎ 后薄膜中出现分布不均匀的很少的分形花样，经１２０℃退火６０ｍ ｉｎ 后分形花样布满整个薄膜表面，相应的分形谱宽度Δα从３．７０ 减小到０．２３。     

Au／a—Ge膜退火行为的多重分形研究

研究了Ａｕ／ａ－Ｇｅ双层膜退火后形成花样的分布及其分维。单个分形枝叉的疏密可用简单分维定量描述。多重分形谱可以很好地定量描述了多个分形区的分布的变化，分形花样稀少且分布不均匀的图形对应的分形谱较宽。经１００℃退火６０ｍｉｎ后薄膜中出现分布不均匀的很少的分形花样，经１２０℃退火６０ｍｉｎ后分形花样布满整个薄膜表面，相应的分形谱宽度△α从３．７０减小到０．２３。     

退火温度对ZnO/PZT薄膜结构及电阻率的影响

采用射频反应磁控溅射法在Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)/Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备了ZnO薄膜,利用X线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、霍尔效应测试系统等对不同退火温度下制备薄膜的结构、形貌及电阻率等进行了分析表征。结果表明,退火温度600℃的ZnO薄膜(002)择优取向较好,晶粒大小均匀,表面平整致密。随着退火温度的增大,电阻率先下降后升高,600℃时ZnO薄膜电阻率达最小。     

快热退火对Co/n-Poly-SiGe肖特基结I-V-T特性的影响

采用射频磁控溅射法在n-Si(100)衬底上沉积Si1-xGex薄膜,俄歇电子谱(AES)测定Si1-xGex薄膜的Ge含量约为17%。对薄膜进行高温磷扩散掺杂,制得n-poly-Si0.83Ge0.17。在n-poly-Si0.83Ge0.17薄膜上溅射一层Co膜,制成Co/n-poly-Si0.83Ge0.17/n-Si肖特基结样品。在300～600℃范围内,对样品做快热退火。对不同退火温度下的样品做I-V-T测试。研究发现,测试温度升高,不同退火温度样品的肖特基势垒高度(SBH)的差别变小,500℃退火的样品,表观SBH最小。总体上,SBH随测试温度的升高而变大,理想因子的变化趋势则与之相反。基于SBH的不均匀分布建模,对实验结果给出了较为合理的解释。     

退火温度对Ga掺杂SnO_2薄膜结构和光致发光特性的影响

利用电子束蒸镀在石英玻璃上制备出Ga掺杂的SnO_2(SnO_2∶Ga)薄膜。结合X射线衍射仪、原子力显微镜、紫外-可见-近红外分光光度计和光致发光谱,研究了不同退火温度对薄膜的结构与发光特性的影响。研究结果表明:当退火温度超过500℃,薄膜呈现四方金红石结构,随着退火温度的提高,晶粒尺寸增大,薄膜的禁带宽度变宽,发光强度逐渐增加,成功制备出发蓝紫光的SnO_2∶Ga薄膜。薄膜样品在700℃下退火后光致发光强度显著增强,这是因为随着退火温度的升高,SnO_2∶Ga薄膜的非辐射中心减少,有利于发生辐射复合。     

Si衬底上采用溅射Fe/Si纳米多层结构制备β-FeSi2薄膜

采用磁控溅射的方法在Si衬底上生长Fe/Si多层膜,退火后形成了硅化物薄膜。利用X射线衍射(XRD)、Raman光谱、原子力显微镜(AFM)研究了Fe/Si膜厚比和退火温度对薄膜结构特性的影响。研究表明,当Fe/Si膜厚比为1/2,预先在衬底上沉积Fe缓冲层,退火温度为750℃,形成的硅化物为β-FeSi2,晶粒的平均尺寸大约为50nm,且分布得比较均匀。如果Fe/Si厚度比为1/1或3/10时,形成的硅化物为ε-FeSi。随着退火温度的升高,Fe/Si之间的相互扩散逐渐增强,当退火温度为1 000℃时,形成了富硅的二硅化物的高温相α-FeSi2。     

退火温度对 BNST薄膜结构和性能的影响

采用射频磁控溅射法在Pt/Ti/LaAlO3(100)衬底上制备了BaO-Nd2O3-Sm2O3-TiO2系(BNST)薄膜.研究了退火温度对BNST薄膜结构、表面形貌和介电性能的影响.X线衍射仪(XRD)分析表明,随着退火温度的升高,晶粒逐渐长大.经850℃退火处理的BNST薄膜具有很好的结晶质量.原子力显微镜(AFM)分析表明,在一定范围内提高退火温度所制备的薄膜晶粒致密、大小均匀.LCR测试分析表明,在测试频率为100 kHz时,随着退火温度的升高,BNST薄膜介电常数有所增加,介电损耗则先降低,后增加.实验表明,经850℃退火处理,所制备的BNST薄膜的介电常数达37,介电损耗小于1.2‰.     

通过提高生长温度改善碳化锗薄膜的性能

利用磁控溅射制备碳化锗(Ge1-xCx)薄膜,系统地研究了生长温度(Tg)对所获薄膜成分及性能的影响并揭示了它们之间的内在关系。研究发现所有Ge1-xCx薄膜样品均为非晶结构,随着Tg从60℃增加到500℃,膜中锗含量增加,而碳含量相对降低,这种成分的改变增加了膜中组成原子的平均质量,进而导致薄膜折射率从2.3增加到4.3,这种折射率大范围连续可调的特性十分有利于Ge1-xCx多层红外增透保护膜的设计和制备。此外研究还发现,随着Tg的增加,Ge1-xCx膜中Ge—H和C—H键逐渐减少,这不但显著减小了薄膜在～5.3μm和～3.4μm处的光吸收,而且显著提高了薄膜的硬度。这些结果表明,提高生长温度是调制Ge1-xCx薄膜成分、改善其光学和力学性能的有效途径。     

Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜的耐压特性研究

采用射频磁控溅射法制备了Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)薄膜,研究了基片、退火温度及膜厚对薄膜耐压特性的影响。结果显示,铝酸镧(LaAlO3)基片上制备的BST薄膜表面较平整,有较好的耐压;随着退火温度从750℃提高到850℃,BST薄膜晶粒长大,电击穿概率有所增加,750℃是一个较合理的退火温度。在优化的工艺条件下,BST薄膜耐压可达125V/μm。     

退火处理对Cu、CuNi薄膜及其热电偶电性能的影响

采用磁控溅射法在单晶硅片基底上制备多个Cu薄膜和CuNi薄膜,对其进行退火处理,分析不同退火温度对薄膜电阻率的影响。结果显示,随着退火温度的升高,两种薄膜的电阻率逐渐减小,且Cu薄膜的电阻率变化较CuNi薄膜更为明显。在镀有SiO2绝缘膜的硅片基底上制备T型(Cu/CuNi)薄膜热电偶,并进行退火处理,对退火前后的热电偶进行静态标定。实验数据表明,T型薄膜热电偶经过退火处理后,灵敏度由退火前38.35μV/℃增大到44.10μV/℃。     

制备条件对Ge2Sb2Te5薄膜电学性能的影响

研究了磁控溅射制备Ge2Sb2Te5薄膜时,制备条件诸如功率、气压等对薄膜性能的影响.主要通过测量薄膜方块电阻随退火温度的变化情况,探索Ge2Sb2Te5薄膜的成长机理.实验结果表明,不同溅射功率下制备的薄膜经不同温度退火后方块电阻没有明显的区别,而随着溅射气压的上升,薄膜方块电阻随退火温度的增加,下降的速率增加,意味着由面心立方结构转变为六方结构所需的结晶温度降低.     

制备条件对Ge2Sb2Te5薄膜电学性能的影响

研究了磁控溅射制备Ge2Sb2Te5薄膜时,制备条件诸如功率、气压等对薄膜性能的影响.主要通过测量薄膜方块电阻随退火温度的变化情况,探索Ge2Sb2Te5薄膜的成长机理.实验结果表明,不同溅射功率下制备的薄膜经不同温度退火后方块电阻没有明显的区别,而随着溅射气压的上升,薄膜方块电阻随退火温度的增加,下降的速率增加,意味着由面心立方结构转变为六方结构所需的结晶温度降低.     

退火温度对Cr-Si压阻薄膜电性能的影响

采用射频磁控溅射法在氧化铝陶瓷基底上制备了Cr-Si-Ni-Ti压阻薄膜,研究了不同退火温度对薄膜电性能的影响.结果表明:在溅射态及退火温度低于600℃时,薄膜为非晶态.随着退火温度的升高,薄膜的电阻温度系数(TCR)逐渐增大,应变因子(GF)先增大后减小,室温电阻率(ρ)则逐渐降低.在退火温度为300℃时,Cr-Si...     

nc-Ge/SiO2薄膜的光发射和光吸收研究

采用射频磁控反应溅射技术和后退火法制备了nc-Ge/SiO2薄膜材料。采用X射线衍射仪(XRD)对薄膜的微结构进行测试,随着退火温度的升高,衍射峰的半高宽减小,表明Ge纳米晶粒的平均尺寸逐渐增大,发现经过1 000℃退火后的薄膜具有三个明显的纳米锗衍射峰。薄膜的傅里叶红外吸收谱表明,随着退火温度的升高,薄膜的红外吸收增强。室温下,测量了不同温度退火下薄膜的光致发光谱,观察到了紫外光、紫光和橙色光。而且不同退火温度的薄膜,其光致发光谱有所不同,理论上着重讨论了紫光和橙光的发光机制。     

制备条件对Ge2Sb2Te5薄膜电学性能的影响

研究了磁控溅射制备Ge2Sb2Te5薄膜时，制备条件诸如功率、气压等对薄膜性能的影响. 主要通过测量薄膜方块电阻随退火温度的变化情况，探索Ge2Sb2Te5薄膜的成长机理. 实验结果表明，不同溅射功率下制备的薄膜经不同温度退火后方块电阻没有明显的区别，而随着溅射气压的上升，薄膜方块电阻随退火温度的增加，下降的速率增加，意味着由面心立方结构转变为六方结构所需的结晶温度降低