基于激光诱导击穿光谱技术的铜铟镓硒薄膜中元素含量比的快速定量分析方法

采用单靶磁控溅射方法在不同溅射时间下制备了铜铟镓硒薄膜,并且利用激光诱导击穿光谱技术实现对铜铟镓硒薄膜中元素含量比的快速定量分析。结果表明:随着溅射时间延长,Ga与(In+Ga)的谱线强度比值以及薄膜的禁带宽度同步变化,均呈先减小后增大的规律;铜铟镓硒薄膜的激光诱导击穿光谱图以及谱线分析、几种元素辐射强度比值的快速定量分析都表明,激光诱导击穿光谱技术能够间接地实现对铜铟镓硒薄膜中元素含量比的快速检测,能够在铜铟镓硒薄膜的性能分析以及制备参数优化方面发挥辅助作用。     

基于激光诱导击穿光谱技术的铜铟镓硒纳米薄膜的分析探测研究

铜铟镓硒薄膜中4种元素的含量比对薄膜的性能有非常大的影响。采用磁控溅射方法在不同工作气压下制备了铜铟镓硒薄膜,利用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术实现了铜铟镓硒薄膜中Ga含量与(In+Ga)含量之比以及Cu含量与(In+Ga)含量之比的定量分析。分析了不同工作气压下制备的铜铟镓硒薄膜中元素谱线的强度,结果表明:IGa/I(In+Ga)与薄膜的禁带宽度是对应的,均随工作气压的增加而先增大后减小,当工作气压为2.0Pa时,获得了最大的薄膜禁带宽度;ICu/I(In+Ga)与能谱仪测得的浓度变化一致。LIBS技术能够实现薄膜中元素含量比例的快速检测,不同元素谱线强度的相对比值能够间接反映薄膜中元素含量的比值,验证了LIBS技术在薄膜分析方面的潜力,为优化磁控溅射制备铜铟镓硒薄膜的工作参数提供了方法和技术支持。     

氩气压强对溅射法制备Ga掺杂ZnO薄膜性能的影响

采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备了高质量的Ga掺杂ZnO透明导电薄膜(GZO).通过X射线衍射、原子力显微镜、四探针电导率测试仪等表征方法研究了溅射气压对薄膜结晶特性及导电性能的影响.所制备的GZO薄膜是具有六角纤锌矿结构的多晶薄膜,最佳择优取向为(002)方向.随着溅射气压的增大,薄膜方块电阻与薄膜电阻率均随之增大.最小方块电阻可达17.6 Ω/□,最小薄膜电阻率为7.3×10~(-4) Ω·cm.另外,GZO薄膜在可见光范围内的透过率达到了90%以上.     

直流磁控溅射制备非晶硅薄膜的研究

非晶硅薄膜(a-Si)是目前重要的光敏材料,在很多领域得到广泛应用.直流磁控溅射具有工艺简单,沉积温度低等优点,是制备薄膜的一种重要技术.采用直流磁控溅射工艺在玻璃基板上沉积薄膜,并对样品进行了退火处理.研究了沉积速率与溅射功率的关系.结果表明薄膜的沉积速率与溅射功率近似有线性关系.利用X射线衍射(XRD)对薄膜进行了分析鉴定,结果表明溅射的薄膜是非晶硅薄膜.利用扫描电子显微镜(SEM)对非晶硅薄膜的表面形貌进行了观察和分析,与X射线衍射测试的结果一致.所以,利用直流磁控溅射工艺能在常温下能快速制备出良好的非晶硅薄膜.     

直流磁控溅射制备非晶硅薄膜的研究

非晶硅薄膜（a-Si）是目前重要的光敏材料,在很多领域得到广泛应用。直流磁控溅射具有工艺简单．沉积温度低等优点,是制备薄膜的一种重要技术。采用直流磁控溅射工艺在玻璃基板上沉积薄膜,并对样品进行了退火处理。研究了沉积速率与溅射功率的关系。结果表明薄膜的沉积速率与溅射功率近似有线性关系。利用X射线衍射（XRD）对薄膜进行了分析鉴定,结果表明溅射的薄膜是非晶硅薄膜。利用扫描电子显微镜（SEM）对非晶硅薄膜的表面形貌进行了观察和分析,与X射线衍射测试的结果一致。所以．利用直流磁控溅射工艺能在常温下能快速制备出良好的非晶硅薄膜。     

真空退火温度对GZO/Ag/GZO三层膜性能的影响

室温下在玻璃衬底上,采用射频磁控溅射GZO(Ga掺杂ZnO)膜和离子束溅射Ag膜的方法,制备了GZO/Ag/GZO三层膜,分析了真空退火温度对样品结构、光学、电学性能的影响。结果显示:随着退火温度的升高,Ag层的结构得到明显改善,但GZO层结晶度受到了Ag扩散的影响。经过350℃退火后,样品在可见光区平均透射率达92.63%,电阻率由8.0×10–5Ω·cm降至4.0×10–5Ω·cm。     

ZnO:Ga透明电极LED的制备及性能分析

基于本实验室的实验条件,采用射频磁控溅射、等离子干法刻蚀等技术成功制备出具有ZnO∶Ga(GZO)透明电极的LED芯片。实验研究了相同工艺条件制备的ITO透明电极LED芯片和GZO透明电极LED芯片,对比实验结果表明GZO薄膜沉积工艺简单,其器件性能与ITO电极LED相当。相同条件下制备的GZO薄膜可见光波段透过率约90%,而ITO仅为75%。实验室制备的LED器件均具有较高的阈值电压,一方面p-GaN与ZnO的禁带宽度相差4.13 eV,接触势垒大,另一方面器件制备过程中的等离子体损伤薄膜表面和器件性能。     

高RF功率制备的ZnO:Li薄膜性能研究

实验采用射频(RF)磁控溅射法在高射频功率(550 W)下制备了Zn0.9Li0.1O薄膜,探讨了薄膜的光学性能,并与低溅射功率制备的薄膜性能进行了比较。结果表明,高功率下溅射的薄膜晶粒均匀细小,表面平整致密,在可见光波长范围内,透过率达80%。该薄膜的光学带隙约3.29 eV,明显低于低功率溅射的薄膜(3.44 eV)。其室温光致发光(PL)谱结果显示,最强峰是由Li杂质能级引起的399 nm峰,热处理后,370 nm的带间发光峰增强,而低功率制备的薄膜其PL谱与纯ZnO材料的特征谱相似。     

柔性PEN衬底ZnO：Ga薄膜的性能研究

以PEN柔性薄膜作为衬底,采用直流对靶磁控溅射的方法,在室温下制备ZnO：Ga薄膜。研究了不同溅射功率和不同溅射压强下制备出的薄膜表现出不同的光学和电学特性。经过溅射压强和溅射功率的优化,获得薄膜厚约900nm、电阻率为7．72×10^-4Ω·cm和可见光平均透过率超过75％的PEN衬底ZnO：Ga薄膜。将其应用于PE...     

氮氩体积流量比对AlN薄膜生长取向、晶体质量及沉积速率的影响及机理分析

采用反应磁控溅射法,在溅射气压、溅射功率和衬底温度恒定的条件下,通过调控氮氩体积流量比,在单晶Si衬底上制备AlN薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)研究氮氩体积流量比对AlN薄膜的生长取向、晶体质量及沉积速率的影响规律并分析其机理。结果显示,提高氮氩体积流量比有利于AlN薄膜(002)择优取向的生长,但过高的氮氩体积流量比会降低薄膜的沉积速率。在溅射气压为5 mTorr(1 Torr=133.3 Pa)、溅射功率为500 W、衬底温度为200℃、氮氩体积流量(cm³/min)比为14∶6时,在单晶Si衬底上可以制备出质量较好的,具有良好(002)择优取向的AlN薄膜。研究结果可为反应磁控溅射制备高质量AlN薄膜提供工艺参数设置规律指导。     

溅射气压对氧化镓薄膜光学特性的影响

采用射频磁控溅射法在石英衬底上制备了氧化镓(Ga2O3)薄膜.利用X射线衍射仪和紫外-可见-红外分光光度计分别对Ga2O3薄膜的晶体结构和光学带隙进行了表征,并在室温下测量了 Ga2O3薄膜的光致发光(PL)谱.结果表明:制备的Ga2O3薄膜呈非晶态.吸收边随着溅射气压的增加先蓝移后红移,光学带隙值范围为5.06～5.37 eV,溅射气压为1 Pa时,制备的Ga2O3薄膜具有最大的光学带隙.在325 nm激光激发下,400 nm附近和525 nm附近处出现与缺陷能级相关的发光峰.     

Si基氨化ZnO/Ga2O3薄膜制备GaN纳米线

利用射频磁控溅射法在Si(111)衬底上溅射ZnO中间层和Ga2O3薄膜,然后在管式炉中常压下通氨气对ZnO/Ga2O3薄膜进行氨化,高温下ZnO层在氨气气氛中挥发,而Ga2O3薄膜和氨气反应合成出GaN纳米线.X射线衍射测量结果表明利用该方法制备的GaN纳米线具有沿c轴方向择优生长的六角纤锌矿结构.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶红外透射谱、能量弥散谱及选区电子衍射观测并分析了样品的形貌、成分和晶格结构.研究发现ZnO层的挥发有利于Ga2O3和NH3反应合成GaN纳米线.     

退火处理对磁控溅射制备Ga掺杂ZnO薄膜性能的影响

采用磁控溅射法在普通玻璃上制备了Ga掺杂ZnO(GZO)薄膜,研究了退火处理对GZO薄膜组织结构、表面形貌及光电性能的影响,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、紫外分光光度计、四探针测试仪等对GZO薄膜的表面形貌、晶体结构、透光率及电阻率等进行测量与表征。结果表明:400~800℃退火对GZO薄膜的生长方式影响较小,所制薄膜均在(002)晶向沿c轴择优取向,退火温度对薄膜表面形貌影响较大,退火温度为600℃时,薄膜表面致密、平整,结晶质量最好,薄膜的透光率超过95%,电阻率最低为4.9×10~(-4)?·cm。     

CuCr合金催化剂制备条件对大电流CNTs阴极的影响

通过改变溅射功率以磁控溅射法制备了Cu/Cr合金催化剂,研究了化学气相沉积法制备的碳纳米管(CNTs)作为大电流密度场发射阴极的场发射性能。采用扫描电镜和场发射测试仪分别对不同功率催化剂制备的CNTs进行了形貌及性能分析。结果表明,根据溅射功率与催化剂颗粒的关系,可以通过调节溅射功率改变CNTs的长径比及密度,在250WCu/Cr催化剂制备的CNTs薄膜具备了良好的场发射性能,阴极电子发射的开启电场仅为1.47V/μm,当电场为3.23V/μm,发射电流密度可高达3259μA/cm2。     

Si基氨化ZnO／Ga2O3薄膜制备GaN纳米线

利用射频磁控溅射法在Si(111)衬底上溅射ZnO中间层和Ga2O3薄膜，然后在管式炉中常压下通氨气对ZnO/Ga2O3薄膜进行氨化，高温下ZnO层在氨气气氛中挥发，而Ga2O3薄膜和氨气反应合成出GaN纳米线．X射线衍射测量结果表明利用该方法制备的GaN纳米线具有沿c轴方向择优生长的六角纤锌矿结构．利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶红外透射谱、能量弥散谱及选区电子衍射观测并分析了样品的形貌、成分和晶格结构．研究发现ZnO层的挥发有利于Ga2O3和NH3反应合成GaN纳米线．     

磁控溅射硅基AIN薄膜的氮-氩气体流量比研究

反应磁控溅射制备AIN薄膜时,薄膜的质量与众多实验参数有关.靶基距、溅射功率、工作气体总压及N2气分压等实验参数影响薄膜质量的报道很多,因此,研究N2/Ar流量比对磁控溅射硅基AIN薄膜元素种类与含量的影响很有实用意义.实验表明,在其他参数一定的情况下,N2/Ar流量比对AIN薄膜元素种类与含量有很大影响.通过实验验证,选择N2/Ar流量比约为1.525可获得高质量的AIN薄膜(100取向).     

磁控溅射硅基AlN薄膜的氮-氩气体流量比研究

反应磁控溅射制备AlN薄膜时,薄膜的质量与众多实验参数有关。靶基距、溅射功率、工作气体总压及N2气分压等实验参数影响薄膜质量的报道很多,因此,研究N2/Ar流量比对磁控溅射硅基AlN薄膜元素种类与含量的影响很有实用意义。实验表明,在其他参数一定的情况下,N2/Ar流量比对AlN薄膜元素种类与含量有很大影响。通过实验验证,选择N2/Ar流量比约为1.525可获得高质量的AlN薄膜(100取向)。     

制备工艺对ITO薄膜的电阻率及沉积速率的影响

采用射频磁控溅射法制备了氧化铟锡[ITO,In2O3:SnO2=90:10(质量比)]薄膜,详细探讨了溅射气氛氧氩体积比、溅射功率及溅射气压对ITO薄膜电阻率和沉积速率的影响。结果表明:溅射工艺参数对ITO薄膜电阻率和沉积速率的影响十分明显。随着氧氩体积比的增大,样品的电阻率显著增大,沉积速率下降;随着溅射功率的增加,ITO薄膜的电阻率先减小后略微增大,沉积速率上升;随着溅射气压升高,ITO薄膜的电阻率先减小后增大,当溅射气压增大到较大值时,ITO薄膜的电阻率又开始减小,而沉积速率则先上升后下降。     

铜铟镓硒(CIGS)光伏薄膜的磁控溅射及组成调控研究进展

铜铟镓硒(Cu(In_xGa_(1–x))Se_2,CIGS)薄膜是目前备受关注的一种太阳能电池材料,磁控溅射是其重要的制备方法。本文从溅射工艺(衬底温度、溅射功率、工作气压)和组成调控(硒含量、Ga梯度)两个方面简述了关于磁控溅射CIGS薄膜的研究进展(尤其是对其光伏性能的调控),提出了提高CIGS薄膜电池光电转换效率的建议及研究方向。     

TiO_2的制备及其在钙钛矿太阳电池中的应用

分别采用溶液法和磁控溅射法制备了TiO_2薄膜。其中对采用磁控溅射法制备的样品进行了退火。用扫描电子显微镜(SEM)观察了薄膜的表面形貌,表征结果发现,与溶液法制备的TiO_2薄膜相比,采用磁控溅射法制备的薄膜更加致密,表面粗糙度更低。X射线衍射(XRD)测试结果说明,溶液法制备的薄膜是多晶结构,而磁控溅射制备的薄膜是非晶结构,经过500℃退火后溅射的样品也只有一个(101)峰。在制备好的TiO_2薄膜上旋涂钙钛矿层,将其制备成太阳电池,并测试其光电性能。I-V曲线表明,采用磁控溅射法制备的TiO_2薄膜制备的电池具有更高的开路电压。