退火温度对二氧化钛薄膜结构和浸润性能的影响

采用多弧离子镀技术在玻璃上沉积单质Ti薄膜,利用稳压电源对单质Ti薄膜进行阳极氧化,随后在不同温度下对其进行退火处理,研究了退火温度对TiO_2薄膜结构和浸润性能的影响。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、接触角测量仪分别测试薄膜样品的微观结构、表面形貌和浸润性。结果表明:退火处理使薄膜样品由处理前的非晶态转变成晶态,随着退火温度的升高,薄膜由锐钛矿相转变为金红石相;薄膜表面依次出现了螺旋线、纳米线、团絮状结构;接触角先增大后减小。退火温度为500℃时,薄膜样品的疏水性能最好,其接触角平均值最大,为121.78°。     

等离子体辅助铝诱导纳米硅制备多晶硅的研究

以超白玻璃为衬底,利用热丝化学气相沉积和磁控溅射法制备了Glass/nc-Si/Al叠层结构,置入管式退火炉中进行等离子体辅助退火.样品在氢等离子体氛围下进行了400,425和450℃不同温度,5h的诱导退火,用光学显微镜和拉曼光谱对样品进行了性能表征.结果表明随着诱导温度升高,样品的Si(111)择优取向越来越显著;晶粒尺寸不断增大,在450℃诱导温度下获得了最大晶粒尺寸约500μm的连续性多晶硅薄膜,且该温度下薄膜晶化率达97％;薄膜的结晶质量也随着温度的升高而不断提高.样品经450℃诱导后的载流子浓度p为5.8× 1017 cm-3,薄膜霍尔迁移率μH为74 cm2/Vs.还从氢等离子体钝化的角度分析了等离子体环境下铝诱导纳米硅的机理.     

大规模真空蒸镀二氧化钛薄膜及其表征

采用大型真空镀膜设备在玻璃基底上蒸镀二氧化钛(TiO2)薄膜,并对TiO2薄膜进行了SEM、AFM、XRD、紫外可见光吸收光谱、亲水性的测试及分析,探讨了退火温度对薄膜性能的影响.结果表明制备的TiO2薄膜具有良好的均匀性.在室温条件下,TiO2薄膜具有无定型的结构;在300～500℃的条件下,TiO2薄膜退火2h后以锐铁矿晶型为主,600℃退火的TiO2薄膜明显向金红石型转变.随退火温度的升高,薄膜对紫外光和可见光的吸收有明显提高,并出现了明显的红移现象.另外,亲水性也随退火温度的升高而变强,500和600℃退火的TiO2薄膜表面出现超亲水性.     

原子层沉积低温制备高取向锐钛矿TiO_2薄膜

利用原子层沉积(ALD)法分别在Si和石英衬底上制备了Ti O_2薄膜,并在N2氛围下对Ti O_2薄膜样品进行退火处理。采用X射线衍射、原子力显微镜和场发扫描电子显微镜对不同退火温度下样品晶体结构、表面形貌进行了分析。利用紫外-可见分光光度计对不同退火温度下的Ti O_2薄膜进行了光学性能测试,并分析了退火温度对其光学带隙的影响。发现利用ALD方法制备的沉积态Ti O_2薄膜为高度择优取向的锐钛矿结构;当退火温度升高到600℃时,Ti O_2薄膜晶体结构类型仍为锐钛矿型,晶粒略有变大;退火态Ti O_2薄膜粗糙度比沉积态Ti O_2薄膜的粗糙度大,而且粗糙度随退火温度升高而增大。根据薄膜的透射光谱拟合了光学带隙,退火后薄膜禁带宽度略有变宽,吸收边缘发生蓝移。     

退火温度对纳米TiO2薄膜的乙醇气敏特性的影响

采用直流磁控反应溅射法分别在Al2O3陶瓷管和Si(111)基片上制备纳米TiO2薄膜.首先将样品置于马孚炉中,分别在500℃、700℃和1100℃下进行3小时退火处理,然后利用XRD测定各退火条件下TiO2薄膜的晶粒尺寸和晶型,并对样品的气体敏感特性进行测试.实验结果表明:薄膜的结构、晶粒尺寸、晶相和气敏特性随着退火温度的不同而变化,经过500℃×3小时退火后的TiO2薄膜(锐钛矿相)对乙醇蒸汽的灵敏度最高,响应(恢复)时间为2-3s,并具有很好的选择性,其最佳工作温度为280℃左右.最后讨论了薄膜的乙醇气敏机理.     

热蒸发制备CdSe薄膜的退火工艺研究

采用真空热蒸发技术在光学玻璃基底上制备了CdSe薄膜,研究了真空下不同退火温度和退火时间对CdSe薄膜晶体结构和表面形貌的影响。XRD结果表明,在400~500℃范围下退火2h、5h的CdSe薄膜晶型不发生改变,结晶性随退火温度升高而增强,其晶粒尺寸从32nm增加至50nm。SEM结果表明,在450℃下退火2h后的CdSe薄膜表面颗粒分布均匀且排列规则、无裂纹。AFM结果表明,在450℃下退火2h后的CdSe薄膜致密性好,表面粗糙度低(5.19nm)。因此采用真空热蒸发制备的CdSe薄膜的热处理条件确定为:退火温度450℃,退火时间2h。     

退火温度对Ta2O5薄膜光学和表面特性的影响

针对退火温度影响Ta₂O₅薄膜的光学和表面特性的问题，采用电子束蒸发技术在石英基底上制备了该薄膜，并将薄膜样品分别在200℃、400℃和600℃下进行退火。利用光谱仪测试了薄膜的透射率并反演计算得到薄膜的折射率和消光系数的变化规律，采用X射线衍射仪和原子力显微镜表征了薄膜的表面性能。研究表明，薄膜透射率曲线的峰值随退火温度升高而显著提升。随着退火温度升高，薄膜的折射率和消光系数均逐渐变大，表面粗糙度呈现下降的趋势，表面变得致密。退火前后薄膜均为非晶态。该研究为进一步提高Ta₂O₅薄膜的性能提供了试验数据。     

Ge-SiO2与Si-SiO2薄膜中颗粒形成的对比研究

以Ge-SiO2和Si-SiO2复合靶作为溅射靶,分别采用射频磁控溅射技术和双离子束溅射技术制得了Ge-SiO2和Si-SiO2薄膜.然后分别在N2气氛中经过600 ℃-1000 ℃的不同温度的退火.通过X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM),光电子能谱(XPS)分析等测试手段,将两种薄膜进行了比较.在Ge-SiO2样品中,随退火温度的升高,会发生GeOx的热分解或者与Si发生化学反应,引起部分氧原子逸出和Ge原子的扩散和聚集,从而形成纳米Ge的晶粒.在Si-SiO2薄膜样品中,由于Si的成核长大速率较低,因而颗粒长大的速率较慢,薄膜内不易形成Si颗粒.只有经1 000 ℃高温退火后样品中才有少量单质Si颗粒形成.     

退火温度对Si基Bi4Ti3O12铁电薄膜微观结构影响研究

采用Sol-Gel工艺制备了Si基Bi4Ti3O12铁电薄膜。研究了退火温度对Si基Bi4Ti3O12薄膜晶相结构、晶粒尺寸及薄膜表面形貌的影响。研究表明，退火温度低于450℃时Bi4Ti3O12薄膜为非晶状态，退火温度在550-850℃范围内均为多晶薄膜，而且随退火温度升高，Bi4Ti3O12薄膜更趋向于沿c轴取向的生长；而晶粒尺寸及薄膜粗糙度随退火温度升高而增大，但在较高温度下增长速度趋缓。     

ZnS薄膜的制备及性能研究

用射频溅射法在Si基片和石英基片上分别制备了490nm厚的ZnS薄膜,并在不同温度下进行退火处理.微结构分析表明:退火后的ZnS薄膜均呈多晶状态,晶体结构为立方闪锌矿结构的β-ZnS;随着退火温度的升高,薄膜的平均晶粒尺寸逐渐增大,由20℃的10.91nm增大到500℃的15.59nm,晶格常数在不同退火温度下均比标准值0.5414nm稍小.应力分析表明:退火后的ZnS薄膜应力减小,400℃时分布较均匀,平均应力为1.481×108Pa,应力差为1.939×108Pa.且400℃前为张应力,400℃以后转变为压应力.光学分析表明,随着退火温度的升高,ZnS薄膜的透过率增强,吸光度减弱.