单层SiO2和ZrO2薄膜激光辐照损伤的对比

分别采用物理气相沉积和溶胶-凝胶技术在K9基片上镀制了4块光学厚度相近的SiO2和ZrO2单层膜.分别采用椭偏仪、透射式光热透镜和原子力显微镜对两类薄膜的孔隙率、热吸收和微观表面形貌进行了表征;利用Nd:YAG激光器测试了样品的激光损伤阈值(LIDT;1064 nm/8.1 ns),并用光学显微镜观察了两类薄膜的损伤形...     

沉积速率对热舟蒸发LaF3薄膜性能的影响

用热舟蒸发方法在不同的沉积速率下制备了LaF3单层膜,并对部分单层膜进行了真空退火.分别采用X射线衍射(XRD),Lambda 900光谱仪和355 nm Nd∶YAG脉冲激光测试了薄膜的晶体结构、透射光谱和激光损伤阈值(LIDT),并通过透射光谱计算得到样品的折射率和消光系数.实验结果表明,增大沉积速率有利于LaF3薄膜的结晶和择优生长,可以提高薄膜的致密性和折射率,但薄膜的抗激光损伤能力有所下降;沉积速率太大,又会恶化薄膜的结晶性能,同时薄膜中产生大量孔洞,薄膜的机械强度降低,导致薄膜的折射率减小和抗激光损伤能力降低.真空退火对薄膜的抗激光损伤能力有不同程度的提高.     

1微米激光对SiO2/TiO2反射膜的损伤结果

本文报导了15层SiO2/TiO2高反射膜的几项激光损伤实验结果。损伤试验是在劳伦斯·利弗莫尔实验室进行的,用了波长为1.06微米、脉宽为1毫微秒的脉冲激光。在反射膜上迭破一层λ/2 SiO2膜,竟使损伤阈值提高50%。改变膜层内的电场分布实验指出,决定性的因素既不是TiO2膜层内的峰值电场,也不是其中的平均电场;而TiO2/SiO2界面处的电场倒是相当重要的。试图把损伤阈值与膜层的吸收关联起来,这获得部分成功。当吸收率高于10-4,损伤阈值同吸收之间有着紧密的关系。不过,当吸收率低于10-4,损伤阈值显得与膜层的体吸收并无关联。用光学显微镜观测,支持了这一结论。     

光学薄膜激光损伤的波长效应

本文报道了采用三种波长的单横模脉冲激光对ZrO_2、TiO_2和Ti_3O_5的单层膜和多层膜的激光损伤阈值和损伤形貌。研究了损伤阈值与波长的关系。     

TiO2薄膜的宽光谱特性椭偏法研究

为了获得TiO2薄膜的光学常数,采用德国SENTECH生产的SE850宽光谱反射式光谱型椭偏仪,测量和分析了用光控自动真空镀膜机沉积在K9玻璃上的单层TiO2薄膜,得到了TiO2薄膜在300nm~2500nm宽谱上的光学常数曲线和薄膜厚度.根据TiO2的薄膜特性及成膜特点,考虑了表面粗糙层和界面层对薄膜性能的影响,建模时采用Cauchy指数模型和Tauc-Lorentz模型,对建立的各种模型测量得到的数据进行了分析和比较.结果表明,模型基底/Tauc-Lorentz模型/表面粗糙层可以得到最小的均方差为0.5544,得到的TiO2薄膜的厚度的测量值与TFCalc软件的计算值最接近.该研究结果对TiO2薄膜多层膜膜系设计和制备有参考价值.     

衬底温度对电子束沉积LaF3薄膜性能的影响

采用电子束沉积的方法分别在K9玻璃、紫外熔凝石英和Si基片上制备了LaF3单层膜,研究了衬底温度对LaF3薄膜结构和光学性能的影响.衬底温度从200℃上升到350℃,间隔为50℃,用分光光度计测量样品的透射率光谱曲线,并进行光学常数的计算.利用原子力显微镜(AFM)进行表面粗糙度的标定,利用ZYGO干涉仪测量基板镀膜前...     

从水溶液中沉积光催化活性TiO2薄膜

将基质玻璃片浸渍在含配合物TiF2-6,F-离子捕获剂H3BO3,及加有结晶诱导剂TiO2纳米晶的过饱和水溶液中,在基质上沉积TiO2薄膜.在沉积温度35℃和TiF2-6水溶液的浓度为0.1mol*L-1及反应物TiF2-6和H3BO3的摩尔比为1∶2～4的条件下,能得到透明锐钛矿型TiO2的薄膜.膜的厚度随沉积时间的延长而增加,当沉积时间为9h时,膜厚约为260nm.用AFM观察TiO2薄膜的形貌,其表面都较均匀平滑.由FTIR光谱图看出,在35℃下沉积的TiO2膜已与玻璃片间形成了Ti-O-Si键.通过亚甲兰的光催化降解,评价经不同温度热处理后TiO2薄膜的光催化活性,结果表明,经300℃热处理的TiO2薄膜具有最高的光催化活性,其活性相当于35℃下沉积所得TiO2薄膜的5倍.     

从水溶液中沉积光催化活性TiO2薄膜

将基质玻璃片浸渍在含配合物TiF2-6,F-离子捕获剂H3BO3,及加有结晶诱导剂TiO2纳米晶的过饱和水溶液中,在基质上沉积TiO2薄膜.在沉积温度35℃和TiF2-6水溶液的浓度为0.1mol*L-1及反应物TiF2-6和H3BO3的摩尔比为1∶2～4的条件下,能得到透明锐钛矿型TiO2的薄膜.膜的厚度随沉积时间的延长而增加,当沉积时间为9h时,膜厚约为260nm.用AFM观察TiO2薄膜的形貌,其表面都较均匀平滑.由FTIR光谱图看出,在35℃下沉积的TiO2膜已与玻璃片间形成了Ti-O-Si键.通过亚甲兰的光催化降解,评价经不同温度热处理后TiO2薄膜的光催化活性,结果表明,经300℃热处理的TiO2薄膜具有最高的光催化活性,其活性相当于35℃下沉积所得TiO2薄膜的5倍.     

10.6μm激光对钛、锆光学薄膜的损伤

本文报道了1.06μm 激光对TiO_2、ZrO_2和Ti_3O_5的单层膜和多层膜的损伤阈值和损伤形貌.研究了损伤阈值与膜厚、缺陷和保护膜之间的关系.     

基板材料对光学薄膜近红外激光损伤阈值的影响

以电子束及电阻热蒸发镀制的TiO2、ZrO2、SiO2、MgF2、ZnS等单层膜及TiO2/SiO2多层膜为例,实验研究了熔石英(SiO2)、蓝宝石(Al2O3)以及氟化钙(CaF2)等不同基板材料对光学薄膜近红外激光损伤阈值的影响,结果发现,对单层膜及增透膜,基板材料对损伤阈值有较为显著的影响,其一般规律是阈值随基板热导率的提高而提高,而对高反膜,基板材料则无甚影响。文章结合体/面吸收研究以及损伤瞬态行为分析,用局部吸收导致热破坏这一机理,较好地解释了上述现象。     

（论坛）采用ALD方法制备TiO2/Al2O3布拉格反射镜并配合金属反射镜来增强背镀结构的反射效率

文中首次采用原子层沉积法制备TiO2/Al2O3布拉格反射镜并配合金属反射镜来制备了高反射率的背反射镜。制备的多层布拉格反射镜加Al镜和多层布拉格反射镜加Ag镜有很好的平整度和厚度的精确性,并且反射率高于96%。此外,TiO2/Al2O3布拉格反射镜和Al与蓝宝石衬底都有良好的粘合性,这样可以节省制备步骤并且可以得到高质量的背反射镜。利用原子层沉积技术和TiO2/Al2O3布拉格反射镜,我们得到了高反射率,角度依赖性小,更加稳定以及均一性更好的背反射镜,可以满足高亮度LED的需求。     

钛酸锶钡薄膜的制备及其光学特性研究

用溶胶–凝胶法在石英和Al2O3单晶衬底上沉积Ba0.65Sr0.35TiO3薄膜,应用XRD与SEM表征了BST薄膜的晶化行为和表面形貌。在700℃退火1 h的薄膜,其表面光滑、晶粒大小分布均匀、无裂缝、无针孔。应用双光束光度计,在200~1000 nm的波长范围测量了薄膜的透射光谱,并根据“包络法”理论计算薄膜的折射指数。结果表明,当波长从近红外范围(1 000 nm)降低到可见光范围(430 nm)时,薄膜的折射率从2.16增加至2.35,当波长降低到紫外范围时,薄膜的折射率迅速增加,在365 nm处n =2.67。实验还发现沉积在Al2O3衬底上的BST的能隙约为3.48 eV。     

Studies on morphology,electrical and optical characteristics of Al-doped ZnO thin films grown by atomic layer deposition

Al doped ZnO (AZO) films deposited on glass substrates through the atomic layer deposition (ALD)technique are investigated with various temperatures from 100 to 250 ℃ and different Zn ∶ Al cycle ratios from 20 ∶ 0 to 20 ∶ 3.Surface morphology,structure,optical and electrical properties of obtained AZO films are studied in detail.The Al composition of the AZO films is varied by controlling the ratio of Zn ∶ Al.We achieve an excellent AZO thin film with a resistivity of 2.14 × 10-3 Ω·cm and high optical transmittance deposited at 150 ℃ with 20 ∶ 2 Zn ∶ Al cycle ratio.This kind of AZO thin films exhibit great potential for optoelectronics device application.     

ZnO薄膜的丙酮气敏特性研究

用直流磁控反应溅射法,分别在Si(111)基片及Al2O3陶瓷基片上制备了ZnO薄膜,并进行TiO2、SnO2、Al2O3或CuO的掺杂和退火处理。用XRD分析了退火前后晶型的变化,利用气敏测试系统对各样品进行了气敏特性测试。结果表明:经过700℃退火后的样品,在最佳工作温度为220℃时,对丙酮有很好的选择性和很高的灵敏度(34.794)。掺杂TiO2或SnO2,可提高ZnO薄膜传感器对丙酮的灵敏度(57.963)。     

钙钛矿型外延薄膜中两种分解失配位错的HRTEM研究

在（001）LaAlO3上生长钙钛矿型Ba0.3Sr0.7TiO3外延薄膜近界面层,用HRTEM观察到多种新型的分解失配位错,其中两种较复杂的分解失配位错已见报道。本文介绍在该薄膜中观察到的另外两种有趣的分解失配位错。这两种失配位错都分解成两个柏格斯矢量b=（1／2）（110）的不全位错,都与（1／2）（110）层错相伴。这些不全位错对薄膜应变松弛都有贡献,其发生与Ba0.3Sr0.7TiO3薄膜的岛状成核和莫扎克生长有关。     

（Ba1—xSrx）TiO3薄膜的制备及性能的研究

选用Ba(C2H3O2)2、Sr(C2H3O2)2.1/2H2O和Ti（OC4H9）4为原材料,冰醋酸为催化剂,乙二醇乙醚为溶剂。用改进的溶胶－凝胶技术在Pt/Ti/SiO2/Si基片上成功地制备出钙钛型结构的（Ba1-xSrx)TiO3薄膜。该薄膜是制备铁电动态随机存储器、微波电容和非致冷红外焦平面阵列的优选材料;分析了薄膜的结构;测试了薄膜的介电和铁电性能。在室温10kHz下,（Ba0.73Sr0.27)TiO3薄膜介电系数和损耗分别为300和0．03。在室温1kHz下,（Ba0.95Sr0.05)TiO3薄膜剩余极化强度的矫顽场分别为3μC／cm^2和50kV/cm。     

基于VO2/TiO2/FTO微结构的电压诱导相变存储器特性

相变存储器作为下一代具有竞争力的新型存储器,其基础和核心是相变存储介质.为了制备基于VO2薄膜的非易失性相变存储器,首先采用等离子体增强化学气相沉积法在氟掺杂二氧化锡(FTO)导电玻璃衬底上沉积一层厚度为100 nm的TiO2薄膜,再通过直流磁控溅射法制备VO2薄膜,并在TiOJFTO复合薄膜上形成VO2/TiO2/FTO微结构,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、四探针测试仪和半导体参数测试仪表征分析微结构的结晶和非易失性相变存储特性.结果表明,N2和O2的体积流量比为60∶40时,在TiO2/FTO上可生长出晶向为〈110〉的高质量VO2薄膜,在VO2/TiO2/FTO微结构两侧反复施加不同的脉冲电压,可观测到微结构具有非易失性相变存储特性,在67,68和69℃温度下的相变阈值电压分别为8.5,6.5和5.5V,相比多层膜结构的相变阈值电压降低了约37％.     

等离子增强化学气相沉积法低温生长SiO_x薄膜的针孔缺陷修复

针对等离子增强化学气相沉积(PECVD)方法低温(60℃)生长氧化硅(SiOx)薄膜中存在的针孔缺陷,在SiOx薄膜上采取原子层沉积(ALD)方法生长氧化铝(AlOy),利用ALD方法材料保形生长的特点,进行SiOx薄膜的针孔缺陷修复工艺技术研究。实验结果表明:在SiOx薄膜上利用ALD方法保形生长氧化铝,可以明显降低AlOy/SiOx复合薄膜的水汽渗透率,提高薄膜封装性能。通过实验数据分析认为:复合薄膜的水汽阻隔能力是由于ALD方法及PECVD方法两种薄膜生长方法的综合作用,这种综合作用很有可能来自PECVD方法薄膜中针孔缺陷的修复,而ALD方法正是完成修复过程的技术手段。另外,ALD方法的工艺参数与针孔缺陷的修复效果相关,ALD生长周期时间延长,有利于提高针孔缺陷的修复效果,从而降低了复合薄膜的水汽渗透率。     

铝基板阳极氧化成膜温度与膜层结构

对铝基板在草酸体系下阳极氧化成膜温度进行了研究,发现膜的起始破坏温度为32.5℃,而与草酸电解液的浓度关系不大。通过XRD、SEM对膜层进行了分析,并测试了膜层的绝缘性能。结果表明:氧化膜层是以非晶态形式存在的,膜表面存在直径80nm左右的针状物,形成Al(OH)3水合物。较高溶液温度下,草酸的溶解作用加剧了膜层断面开裂、膜质疏松等缺陷,严重影响着膜层的绝缘性能,温度不超过32.5℃,能得到均匀、致密的膜层。     

化学气相沉积TiO2薄膜的XPS研究

通过XPS分析了TiO2薄膜的结构。薄膜是通过化学气相沉积的方法生长，有机源遇热发生分解，沉积在硅衬底上形成TiO2薄膜。XPS分析表明：所得TiO2薄膜含有Ti,C,O,Al,Si元素。各元素的电子结合能与理论值并无太大的偏移，说明通过化学气相沉积法制备的TiO2薄膜，纯度高，质量好，晶型为锐钛矿。