电子束蒸发制备ZnO薄膜及其晶体结构和电学性质

采用电子束蒸发法制备了ZnO薄膜。研究了退火温度及衬底对薄膜的结晶状况以及电学性质的影响．X射线衍射测试结果表明。相同蒸发条件下制备的ZnO薄膜，硅(100)衬底上薄膜晶粒尺寸为73nm。结晶情况明显好于陶瓷和玻璃衬底上的薄膜．退火之后，各种衬底上薄膜的结晶情况相对未退火时都有明显好转；400℃退火时。薄膜逐渐结晶；600℃退火时，ZnO薄膜体现良好的择优生长的趋势，晶粒长大，晶化程度提高，大部分晶粒发生了织构．在400℃退火后。掺入Al2O3的薄膜和未掺杂的ZnO薄膜的电阻率下降了一个多数量级，但掺入MgO的薄膜电阻率变大。这是由于MgO掺杂起到了补偿作用，掺入MgO有可能实现ZnO薄膜的P型掺杂．     

PFCVAD系统靶负压对硅基ZnO薄膜结构及应变的影响

采用磁过滤阴极脉冲真空弧沉积(pulsed filtered cathodic vacuum arc deposition,PFCVAD)系统,以Si(100)单晶片为衬底,在衬底温度300 ℃、氧气压力4.0×10-2 Pa的条件下制备出了c轴择优取向的ZnO薄膜.通过原子力显微镜(AFM)和X射线衍射(XRD)技术对ZnO薄膜的表征,研究了靶负压对ZnO薄膜结构和应变的影响.研究结果表明,不同靶负压条件下ZnO薄膜的晶粒大小分布在16.7～39.0 nm之间,靶负压对薄膜表面结构影响较小;不同靶负压条件下ZnO薄膜都呈张应力,且张应力随靶负压的增大而增大.     

离化团簇束法制备c轴取向的ZnO薄膜

为了探索低温可调控ZnO薄膜沉积技术,提出了一种新的ZnO薄膜制备方法,即离化团簇束（ICB）法,并自行设计研制了应用该方法制备ZnO薄膜的专门装置.采用超音速喷嘴获得高速锌原子团簇束,用Hall等离子体源产生氧离子束离化锌原子团簇,获得了较高的离化率.在沉积过程中,可以通过调节衬底偏压、氩氧比、衬底加热温度等参数,来控制成膜的质量;应用这个装置成功地在硅衬底上制备的ZnO薄膜,经XRD和EDS检测,薄膜的c轴取向一致,Zn、O原子百分比接近于1：1,成膜质量好.     

磁控溅射技术制备ZnO透光薄膜

采用RF磁控溅射方法,在玻璃衬底上制备了择优取向的ZnO薄膜;通过台阶仪、X射线衍射技术、原子力显微镜和分光光度计分别测量了不同溅射功率条件下淀积的ZnO薄膜厚度(淀积速率)、结晶质量、表面形貌与粗糙度、透光光谱,报道了该薄膜结晶质量、薄膜粗糙度与其在可见光区透光率的关系.     

Zn1-xCoxO晶体薄膜结构和铁磁特性

利用电子束反应蒸发法(REBE)在Si和石英玻璃衬底上生长Zn1-xCoxO晶体薄膜,衬底温度分别为250、350和500 ℃.对晶体的微结构特性进行研究,X-射线衍射(XRD)结果表明Zn1-xCoxO晶体薄膜在250 ℃有高度的c-轴取向;而且随着温度升高,出现更明显的多晶峰且峰值强度越来越强.紫外-可见光(UV-VIS) 测量结果说明Co离子虽然部分替代Zn离子进入ZnO晶格里面,但并没有改变ZnO的纤锌矿结构.利用物理特性测量系统(PPMS)测得Zn1-xCoxO晶体薄膜M-H和M-T特性曲线来研究Zn1-xCoxO晶体薄膜的铁磁特性,结果显示Zn1-xCoxO薄膜是铁磁性的,而且居里温度在室温以上,这种特性使得Zn1-xCoxO有可能在自旋器件中得到广泛应用.     

Fe-Co-Ni衬底上准定向ZnO亚微米杆的制备及其光学性质

以Fe-Co-Ni合金为衬底,硝酸锌(Zn(NO_3)_2·6H_2O)和氨水(NH_2·H_2O)为原料,采用水热法生长出准定向的ZnO亚微米杆阵列.运用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)及室温光致发光谱(PL)研究了ZnO样品的结构、形貌和光学性质.在合适温度(85℃)下长出的ZnO亚微米杆直径较均匀,定向性较好,具有良好的紫外发光特性;在较高的生长温度(100℃)下得到的ZnO样品是分叉杆簇团.Ni衬底上的生长实验获得了类似于Fe-Co-Ni衬底上的准定向ZnO亚微米阵列.     

用Zn/F离子先后注入和热退火法实现ZnO量子点的可控生长

将Zn/F离子先后注入到非晶二氧化硅中并分别在400,600,700 ℃下进行了退火.用光学吸收谱、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对退火的样品进行分析,发现在600 ℃退火后ZnO量子点已经形成.二次离子质谱仪(SIMS)测试发现在溅射时间为2 s时Si,Zn元素同时出现,说明没有在衬底的表面形成ZnO薄膜.从原子力显微镜(AFM)图像看到有少量的颗粒被蒸发到衬底的表面,说明在衬底的内部形成了ZnO量子点.F离子注入的作用为在衬底的内部形成ZnO量子点提供了O2分子.     

热丝化学气相沉积法低温制备立方碳化硅薄膜

采用热丝化学气相沉积法在Si(100)衬底上,于较低的衬底温度(400℃)下,制备出良好结晶。经对样品进行的X射线衍射(XRD),以及傅立叶变换红外光谱(FTIR)检测,证实该沉积薄膜为立方碳化硅。原子力显微镜(AFM)测试结果表明,所获样品晶粒大小为纳米尺度。     

不同衬底上纳米晶CdTe薄膜的低温制备及光性能研究

在液氮温度下采用射频(R.F)磁控溅射在普通玻璃(glass)、单晶硅(Si)和陶瓷(Al2O3)衬底上制备出了纳米晶CdTe薄膜.采用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FESEM)对薄膜的晶体结构与外貌形态进行了表征.XRD测试表明在glass和Si衬底上的CdTe薄膜比在Al2O3衬底有较好的结晶性.且在(111)晶面有较高的择优取向.在glass和Si衬底上的CdTe薄膜晶粒尺度约为25nm,而在Al2O3衬底上得到的薄膜晶粒尺度约为15nm左右.FESEM测试显示薄膜在glass和Si衬底上的结晶形态比Al2O3衬底较平整,致密.同时对玻璃衬底上不同沉积时间得到的纳米薄膜进行了光学性能研究.     

氧化法制备ZnO薄膜中缺陷结构的慢正电子束表征

用脉冲激光沉积方法在Al2O3（0001）衬底上制备了Zn薄膜,并在空气中氧化得到了ZnO薄膜.利用Raman光谱测量了氧化法制备的薄膜,并与ZnO单晶材料进行比较,证实了ZnO薄膜的形成.采用慢正电子束技术对ZnO薄膜的微观结构进行了研究,发现在薄膜中存在大量的空位型缺陷.当氧化后的薄膜在高温下退火后,缺陷浓度逐渐降低,在达到900℃时,所制备的ZnO薄膜中缺陷基本得到消除.     

循环伏安法沉积石墨基PbO_2电极及其超级电容器应用

在Pb(NO3)2和HNO3的混合电镀液中,采用循环伏安法在石墨板基底上沉积PbO2薄膜电极,利用SEM、XRD等方法研究了二氧化铅电极的表面形貌和晶型。用实验所制备的PbO2薄膜电极作正极,活性碳电极作为负极,1.28 g.cm-3H2SO4溶液作电解液组装成混合超级电容器。在0.8~1.86 V的充放电位     

AAO模板上定向碳纳米棒阵列膜的摩擦学性能

采用两步阳极氧化法在铝基体上制备多孔阳极氧化铝(AAO)模板,然后在其上有序纳米孔中电化学沉积过渡金属Co作为催化剂,通过催化化学气相沉积法(CCVD法)制备出有序、均匀的定向碳纳米棒阵列膜;采用激光Raman光谱仪及场发射扫描电镜(SEM)等方法分析定向碳纳米棒阵列膜的微观结构,     

共溅射CdTe掺Nd薄膜的结构和电导性能

采用共溅射法在ITo/玻璃基片上沉积CdTe掺Nd薄膜，并利用XRD和阻抗测试研究薄膜的结构和电导性能，结果表明，适当Nd掺入可以改善CdTe薄膜结晶特征和电导性能。     

液相基底温度对Al薄膜中带状有序结构的影响

研究了液相基底温度对铝(Al)薄膜中具有准周期特征的带状有序结构的影响.实验发现,随着温度的升高,组成带状有序结构的矩形畴块平均长度先增大,随后减小.当沉积条件发生改变时,铝薄膜可呈现近似透明或金属色泽,并且在此两类薄膜中均可观察到带状有序结构.研究表明,硅油基底的物理特性随温度的变化对薄膜中内应力分布及微观结构有着重要的影响.     

纯氮气反应溅射c-轴择优取向AIN薄膜的制备及性质研究

在纯氮气气氛、衬底温度为20℃至370℃的条件下,分别在硅（100）和石英衬底上沉积氮化铝薄膜．原子力显微镜图片表明：在不同衬底温度制备的薄膜表面平滑,均方根粗糙度为2．2—13．2nm．X射线衍射图谱表明：可以在衬底温度为180°条件下沉积出具有c-轴择优取向的纤锌矿氮化铝薄膜,衬底温度的增加有利于薄膜结晶性的改善．由紫外-可见光透射谱计算得到薄膜折射率为1．80～1．85,膜厚约为1μm、光学能隙为6．1eV．     

垂直直立石墨烯纳米墙的制备及光热感应

基于等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术,通过调节实验参数,在绝缘衬底玻璃上成功制备出了三维垂直直立的石墨烯纳米墙(GNWs)材料.生长过程中发现石墨烯的质量和尺寸大小与相应的生长时间有关,利用拉曼(Raman)光谱、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)等仪器对石墨烯纳米墙作了表征.并且,利用石墨烯纳米墙超高的比表面积和优异的散热特性,发现垂直直立的石墨烯纳米片-玻璃杂化混合材料在光热感应上有着良好的响应,将有望促进垂直直立石墨烯纳米片-玻璃杂化的混合材料在透明的太阳热装置和绿色保暖建筑材料上的应用.     

热化学气相沉积法制备定向碳纳米管薄膜

采用热化学气相沉积法(CVD)，以乙炔为碳源，在单晶硅上制备了定向碳纳米管薄膜。通过扫描电子显微镜(SEM)观察了碳管薄膜及衬底表面形貌。结果表明，以多孔硅为衬底生长的碳纳米管管径均匀且离散分布，定向性良好。生长前氨对催化剂膜的预处理具有刻蚀作用，可显著提高碳管的生长密度，从而获得碳纳米管阵列膜。     

碲化镉纳米线的制备和生长机理分析

利用物理气相沉积方法,在Si衬底上制备了CdTe纳米线和纳米晶.X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）研究表明所得产物为四方结构CdTe.CdTe纳米线的直径约20nm,长度约为几个微米,纳米晶粒径约为100 nm.分析了载流气体流速、温度等因素对过饱和度的影响,进而影响低维纳米材料的形貌结构.     

Zn1—xCdxS三元纳米线的制备及生长机理

本文以CdS和ZnS粉末作为前驱物,采用化学气相沉积（CVD）法在1100℃条件下,以金膜为催化剂在硅衬底上一步合成TZn1-xCdxs三元纳米线．扫描电镜（SEM）测试表明合成的Zn1—xCdxS晶体具有线状的微观形貌;X射线衍射（XRD）图谱显示产物是六方铅锌矿Zn0．2Cdo．8S;X射线能量色散谱（EDX）给出了Zn和Cd和S的比例为0．1：0．7：1．产物Zn1-xCdxS纳米线的生长机理为气-液-固（VLS）机制,物相形成机制为替位式化合机制,即Zn离子取代CdS中Cd离子化合成三元物相．