氧分压对PLD制备ZnO薄膜结构和发光性质的影响

采用脉冲激光沉积(PLD)技术,在Si(100)衬底上制备出高度c轴取向的ZnO薄膜。通过X射线衍射(XRD)谱,扫描电镜(SEM)和室温光致发光(PL)光谱的测量,研究了生长气氛压强的改变对薄膜结构和光致发光的影响。实验结果表明,当氧压从10Pa升高到100Pa时ZnO(002)衍射峰的半峰全宽(FWHM)增大。可以认为这是由于较高的氧压下,到达衬底表面的离子动能减小。这样部分离子没有足够的能量迁移到生长较快的(002)面,c轴取向变差,导致(002)衍射峰的强度降低,半峰全宽增大。随着氧压增大,紫外发光强度增强。这可能是氧压变大,薄膜的化学配比升高,说明化学配比对UV发光的影响要大于薄膜微结构的影响。改变氧气压强对薄膜的表面形貌也有较大的影响。     

Co:BaTiO3纳米复合薄膜的制备及其结构

用脉冲激光沉积技术(PLD)在MgO(100)基底上生长了嵌埋Co纳米晶的BaTiO3复合薄膜. 分别利用x射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)以及拉曼光谱(Raman)对薄膜的微观结构、表面 形貌进行了表征. 结果表明该薄膜为c轴取向的四方晶体结构，薄膜表面均匀、致密、 具有原子尺度的光滑性，其均方根表面粗糙度(RMS)达到015nmCo以纳米晶形式嵌埋BaTi O3基体中，呈单分散性均匀分布，其粒径随激光脉冲数的增加而增大. Co：BaTiO3纳米 复合薄膜拉曼峰的强度随钴纳米晶粒径的增加明显减弱，但是峰的宽度逐渐增加. 关键词： Co：BaTiO3 纳米复合薄膜 脉冲激光沉积     

强自旋轨道耦合化合物Sr2-xLaxIrO4的掺杂和拉曼谱学

利用固相反应法成功制备了Sr_2-xLa_xIrO₄系列掺杂样品, 并详细研究了样品晶体结构随掺杂的演变. 拉曼散射峰向高频移动和X射线衍射谱的结构精修数据发现随着掺杂量的增加, c轴晶格常数减小, 顶角Ir–O1键键长随之减小, 表明掺杂导致晶格收缩, 而且IrO₆八面体畸变程度减弱. 变温拉曼散射谱显示随着温度降低也出现蓝移现象, 且与顶角氧相关的拉曼振动模式的蓝移在110 K附近出现明显跳变, 表明在该温度附近出现了结构变化和磁性质转变.     

Mg掺杂对AlGaN薄膜特性的影响

利用高精度x射线衍射和拉曼散射光谱，对MOCVD生长的不同Mg掺杂量的AlGaN薄膜的c轴 晶格常数、摇摆曲线和拉曼频移进行测量发现：当Mg掺杂剂量较小时，E2模式向 低频方向漂移表明张力应力有所增加，但是摇摆曲线和A1(LO)模式半高宽减小表 明薄膜质量有所提高；随着Mg掺杂剂量的增加，E2模式反向漂移表明此时薄膜中 存在压力应力，同时薄膜质量有所下降.最后根据拉曼频移和应力改变进行拟合得出相应的 线性表达式为Δσ＝-0298+0562·ΔE. 关键词： AlGaN:Mg 异质外延 x射线衍射 拉曼散射     

Mn掺杂对ZnO薄膜结构及发光性能的影响

利用脉冲激光沉积的方法在Si衬底上生长出了c轴高度取向的Mn掺杂ZnO薄膜.X射线衍射表明所有样品都具有纤锌矿结构,没有发现其它相,随着掺杂量的增加,c轴晶格常数增大.原子力显微镜结果显示:Mn的掺杂引起了ZnO薄膜表面粗糙度的变化.由光致发光谱发现,在387 nm附近出现了由于近带边自由激子复合引起的紫外峰,还有以4...     

ZnO薄膜的分子束外延生长及性能

利用分子束外延(MBE)和氧等离子体源辅助MBE方法分别在Si(100)、GaAs(100)和蓝宝石Al2O3(0001)衬底上用Zn、ZnS或以一定Zn-O化学计量比作缓冲层,改变衬底生长温度和氧压,并在氧气氛下,进行原位退火处理,得到ZnO薄膜。依据X射线衍射(XRD)图,表明样品的结晶性能尚好,且呈c轴择优取向;实验结果表明在不同衬底上生长的ZnO薄膜,由于晶格失配度不同,其衍射峰也有区别。用原子力显微镜(AFM)观测薄膜的表面形貌,为晶粒尺寸约几十纳米的ZnO纳米晶,且ZnO晶粒呈六边形柱状垂直于衬底的表面。采用掠入射X射线反射率法测膜厚。在360nm激发下,样品的发光光谱是峰值为410,510nm的双峰谱,是与样品表面氧缺陷有关的深能级发光。     

Mg1-xAlxB2-yCy的结构与超导电性

本文利用固相反应法制备了一系列Mg1-xAlxB2-yCy样品．X射线粉末衍射结果表明，铝的掺入使其晶格常数减小，但层间晶格常数c变化明显而层内晶格常数α基本不变．当铝的掺杂量为0．25时，样品的超导转变温度随着碳的掺入量的增加而呈现增大趋势．这种现象可能是由于同时掺杂引起样品内部载流子浓度的变化或微观结构变化引起的．     

不同生长条件下BiFeO_3薄膜的显微拉曼光谱研究

使用显微拉曼散射技术观察了用脉冲激光沉积方法(PLD)在不同的生长条件下制备的BiFeO3薄膜的拉曼光谱,并且研究了薄膜的结构以及不同的生长条件对薄膜的结构和微结构的影响。与BiFeO3粉末的拉曼光谱比较,我们发现在N2气氛中,在LaNiO3缓冲层上沉积的BiFeO3薄膜具有单一的三方相和最完整的晶格结构。     

MOCVD法生长ZnO薄膜的结构及光学特性

采用MOCVD方法在c Al2 O3衬底上生长出了具有单一c轴取向的ZnO薄膜 ,采用X射线衍射 (XRD)、Raman散射、X射线光电子能谱 (XPS)及光致发光 (PL)谱等方法对ZnO薄膜的结构及光学特性进行分析测试。XRD分析只观察到ZnO薄膜 (0 0 0 2 )衍射峰 ,其FWHM数值为 0 1 84°。Raman散射谱中 ,4 35 32cm- 1 处喇曼峰为ZnO的E2 (high)振动模 ,A1 (LO)振动模位于 5 75 32cm- 1 处。XPS分析表明 :ZnO薄膜表面易吸附游离态氧 ,刻蚀后ZnO薄膜O1s光电子能谱峰位于 5 30 2eV ,更接近Zn—O键中O1s电子结合能 (5 30 4eV)。PL谱中 ,在3 2 8eV处观察到了自由激子发射峰 ,而深能级跃迁峰位于 2 5 5eV ,二者峰强比值为 4 0∶1 ,表明生长的ZnO薄膜具有较高的光学质量     

MOCVD外延Hg_(1-x)Cd_xTe/Cd_(1-y)Zn_yTe薄膜的光致发光

利用Raman显微镜系统对两块用MOCVD方法在Cd0 96Zn0 0 4 Te衬底上生长的Hg0 8Cd0 2 Te外延薄膜样品在光谱范围 5 0～ 5 0 0 0cm-1进行了测量 ,在其中的一块样品上首次发现了 1 4 3eV至 1 93eV范围内出现的具有周期结构的光致发光峰 ,该发光峰对应的能带中心位于Hg0 8Cd0 2 Te外延层导带底上方 1 73eV ,在另外一块外延薄膜样品中仅观察到四个Raman散射峰 ,没有周期结构的发光峰。为了分析上述光致发光的起因 ,对两块样品进行了X射线的双晶回摆曲线样品结构分析 ,得出样品在 1 4 3eV至 1 93eV范围的光致发光峰是由于改进MOCVD生长工艺提高了样品的结构质量所致 ,通过分析指出该光致发光峰是来源于Hg0 8Cd0 2 Te外延层中的阴性离子空位的共振能级。     

非晶InGaZnO薄膜成分配比对透明性和迁移率的影响

利用固相反应法制备了富铟含量在不同成分配比下的高质量InGaZnO陶瓷靶材,采用脉冲激光沉积法,在基片温度为20℃、氧压为1Pa条件下,在石英玻璃衬底上生长了非晶InGaZnO薄膜,并对薄膜进行X射线衍射、透射吸收光谱、拉曼光谱与霍尔效应测试。通过对InGaZnO薄膜的测试表征,在较低温度条件下,铟含量较高的薄膜样品保持了非晶结构、可见光的高透明性和高电子迁移率,InGaZnO薄膜有望应用于电子器件。     

白宝石衬底上生长的MgxZn1-xO晶体薄膜的结构和光学性能

在白宝石 (sapphire)衬底上低温外延生长出了MgxZn1 -xO晶体薄膜 .x射线衍射 (XRD)及能量色散x射线 (EDX)分析表明 ,MgxZn1 -xO薄膜的晶体结构依赖于薄膜中Mg的组分x,随着Mg组分的增大 ,MgxZn1 -xO薄膜的结构从与ZnO晶体一致的六方结构转变为与MgO晶体一致的立方结构 .对MgxZn1 -xO薄膜的紫外透射光谱及紫外光致荧光谱 (UVPL)的分析表明 ,随着Mg组分的增大 ,光学吸收边产生明显的蓝移 ,表明MgxZn1 -xO晶体薄膜的带隙增大 ,且带隙连续可调 .吸收光谱和XRD测量显示 ,带隙高达 5 6 5eV的MgxZn1 -xO晶体薄膜与MgO之间的晶格失配仅为0 16 % .     

Preparation of nanocone ZnO thin film and its aging effect of photoluminescence

In this work, a nanocone ZnO thin film was prepared by electron beam evaporation on a Si (1 0 0) substrate. The structural properties of the film were investigated by X-ray diffraction (XRD), atomic force microscopy and laser Raman scattering, respectively. The aging effect of the nanocone ZnO thin film was studied by photoluminescence spectra. The structural analyses show that the prepared ZnO thin film has a hexagonal wurtzite structure and is preferentially oriented along the c-axis perpendicular to the substrate surface. The photoluminescence spectra show that with the increase of aging time, the green emission of the nanocone ZnO thin film gradually decreases while the ultraviolet emission somewhat increases. The reason for this phenomenon is likely that the green-emission-related oxygen vacancies in the film are gradually filled up. The Raman scattering analyses also suggest that the intensity of the Raman peak related to oxygen vacancies in the nanocone ZnO thin film declines after the film is aged in air for a year. Therefore, the authors think the green emission is mainly connected with oxygen vacancy defects.     

Raman scattering of polycrystalline GaSb thin films grownby co-evapouration process

<正>This paper reports that GaSb thin films have been co-deposited on soda-lime glass substrates.The GaSb thin film structural properties are characterized by Raman spectroscopy.The Sb-A_1g/GaSb-TO ratio decreases rapidly with the increase of substrate temperature,which suggests a small amount of crystalline Sb in the GaSb thin film and suggests that Sb atoms in the thin film decrease.In Raman spectra,the transverse optical（TO） mode intensity is stronger than that of the longitudinal optical（LO） mode,which indicates that all the samples are disordered.The LO/TO intensity ratio increases with increasing substrate temperature which suggests the improved polycrystalline quality of the GaSb thin film.A downshift of the TO and LO frequencies of the polycrystalline GaSb thin film to single crystalline bulk GaSb Raman spectra is also observed.The uniaxial stress in GaSb thin film is calculated and the value is around 1.0 GPa.The uniaxial stress decreases with increasing substrate temperature.These results suggest that a higher substrate temperature is beneficial in relaxing the stress in GaSb thin film.     

存储器用铁电薄膜及电极材料的研究

铁电体独特的自发电极化双稳性质和非线性光学性质使其在光电子器件中得到广泛应用．为了实现器件的小型化和与微电子、光电子工艺兼容，铁电薄膜已成为一个研究热点．自发电极化的大小和取向以及外电场、缺陷和铁电薄膜／电极界面与自发电极化的交互作用决定了铁电薄膜的性质和服役行为．文章以铁电存储器和光电子器件应用为背景，选择了具有重大应用前景的Bi4-xLaxTi3O12（BLT）、SrBi2Ta2O9（SBT）、PbZrxTi1-xO3（PET）和LiNbO3（LN）铁电薄膜以及相关的La（Sr，Co）O3（LSCO）和LaNiO3（LNO）等电极材料为研究对象，研究了缺陷电荷和电畴的交互作用和它们在交变外电场中的动力学行为，探明了铁电薄膜疲劳现象的物理本质；从晶格结构与缺陷的观察研究入手，探索了材料铁电性质的起源和优化材料铁电性质的途径；从铁电薄膜／电极界面结构与性质的研究入手，寻找更有效、更稳定的电极材料与结构，从而为器件应用打下了基础；在研究外电场对铁电薄膜生长机制影响的基础上，找到了利用外电场调控铁电薄膜结构的新途径，发展了新的、与半导体器件和光电子器件工艺兼容的制膜方法．     

La,V共掺杂的Bi_4Ti_3O_(12)铁电薄膜的溶胶-凝胶法制备及性能测试

采用溶胶-凝胶(sol-gel)工艺在Pt/TiO2/SiO2/p-Si(100)衬底上制备出Bi4Ti3O12(BIT)和Bi3.25La0.75Ti2.97V0.03O12(BLTV)铁电薄膜,研究了La,V共掺杂对BIT薄膜的晶体结构和电学性能的影响.BIT薄膜为c轴择优取向,BLTV薄膜为随机取向,拉曼光谱分析表明V掺杂降低了TiO6(或VO6)八面体的对称性,也增强了Ti—O键(或V—O键)杂化.BLTV薄膜的剩余极化Pr为25.4μC/cm2,远大于BIT薄膜的9.2μC/cm2,表现出良好的铁电性能.疲劳、漏电流测试显示BLTV薄膜具有优良的抗疲劳特性和漏电流特性,表明La,V共掺杂能有效地降低薄膜中的氧空位.     

YBa_2Cu_3O_(7-x)对氧的检测灵敏度和响应速度

研究了高温超导体 YBa2 Cu3O7- x块材和厚膜在温度区间 40 0℃到 85 0℃电阻率随环境氧分压的变化关系 ,初步探索了其作为氧传感器材料的可能性。并研究了 YBa2 Cu3O7- x在不同温度条件下对氧的检测灵敏度和响应速度。实验表明 YBa2 Cu3O7- x对氧有较强的选择性 ,同一温度下电阻率随氧分压的增大而减小 ,且有较快的响应速度。氧分压减小时电阻率增大 ,块材响应速度较慢 ,但是制成厚膜后可提高其响应速度     

Metal-insulator transition in SrTiO(3-x) thin films induced by frozen-out carriers

We report optical, electrical and magnetotransport properties of oxygen deficient SrTiO(3) (SrTiO(3-x)) thin films fabricated by pulsed laser deposition technique. The oxygen vacancies (O(vac)) in the thin film are expected to be uniform. By comparing its electrical properties to those of bulk SrTiO(3-x), it was found that O(vac) in bulk SrTiO(3-x) is far from uniform over the whole material. The metal-insulator transition (MIT) observed in the SrTiO(3-x) film was found to be induced by the carrier freeze-out effect. The low temperature frozen state can be reexcited by Joule heating, electric and intriguingly magnetic field.     

Stress evolution and lattice distortion induced by thickness variation and lattice misfit in La0.67Sr0.33MnO3−δ films

La_0.67Sr_0.33MnO_3?δ thin films with different thicknesses are prepared in order to investigate the structural variation induced by film thickness and lattice misfit. The X-ray diffraction results show the in-built stress evolution from a full strained thin layer (～10 nm) to a completely relaxed thick layer (～150 nm), which can be well explained by the Poisson effect. Raman spectroscopy measurements reveal the complicated correlation between the Jahn–Teller (JT) distortion and film thickness. Important octahedron modes reflecting JT distortion are completely caused by the relaxed layer. It is observed that broad JT bands are formed in the films with large thickness of the relaxed layer and the residual stress in the layer leads to an obvious blue shift. In contrast, for films with the thin relaxed layer, JT modes are present as a sharper structure and move to low frequency, indicating towards a much better oxygen stoichiometry.