电子束沉积生长高迁移率IMO透明导电薄膜的研究

研究了利用电子束反应蒸发技术梯度速率生长高迁移率In2O3:Mo(IMO)薄膜的微观结构、光学和电学性能。高纯度In2O3:MoO3陶瓷靶和O2作为源材料。首先,利用低沉积速率(约0.01nm/s)生长一层厚度约为30nm的IMO薄膜,作为缓冲层,其次,提高生长速率至0.04nm/s,高速率生长IMO薄膜,薄膜厚度约50nm。典型薄膜电阻率ρ约为2.5×10-4Ωcm,方块电阻Rs约为22.5Ω,载流子浓度n～5.8×1020cm-3,电子迁移率μ约为47.1cm2V-1s-1,可见光和近红外区域平均透过率约为80%。获得的IMO薄膜光电性能和直接利用低速率生长的薄膜特性相当或更好,并且极大地降低了薄膜生长时间。     

电子束反应蒸发技术生长Mo掺杂In_2O_3薄膜

利用电子束反应蒸发技术,调制衬底温度200～350℃,详细研究了Mo掺杂In2O3(IMO,In2O3:Mo)薄膜的微观结构以及光电性能的变化。随着衬底温度增加,原子力显微镜(AFM)与扫描电子显微镜(SEM)图像均证明IMO薄膜表面趋于粗糙,透过率和Hall测试表明其光学和电学性能逐渐提高。在衬底温度为350℃时,获得薄膜最小电阻率为2.1×10-4Ωcm,载流子迁移率为34.2cm2/Vs,其可见光区及近红外区的平均透过率为78%。衬底温度为200℃时,薄膜表现为黑褐色,经分析X射线光电子能谱(XPS)结果认为与薄膜中钼的低价氧化有关,提高衬底温度可改善薄膜氧化状态。     

电子束沉积In2O3基W-Mo共掺薄膜的特性研究

利用电子束反应沉积技术制备了高迁移率I2O3基W-Mo共掺(IMWO,I<,2>O<,3>:WO<,3>/MoO<,3>)薄膜,研究了不同等量WO<,3>-MoO<,3>掺杂浓度对薄膜的微观结构、光学性能和电学性能的影响.IMWO薄膜的表面形貌呈现"类金字塔"型.随着WO<,3>-MoO<,3>共掺量的增加,IMWO薄...     

IWO缓冲层对MOCVD-ZnO:B薄膜性能的影响研究

金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术生长的绒面ZnO透明导电(ZnO-TCO)薄膜应用于Si基薄膜太阳电池上能够形成"陷光结构",以提高薄膜太阳电池效率和稳定性。本文将电子束反应蒸发技术生长的掺W的In2O3(In2O3:W,(IWO)薄膜作为缓冲层,应用于MOCVD-ZnO:B薄膜与玻璃之间,可促进ZnO:B薄膜的生长,并且有效提升薄膜的光散射特性。当IWO缓冲层厚度为20nm时,获得的IWO/ZnO:B薄膜的电阻率为2.07×10-3Ω.cm,迁移率为20.9cm2.V-1.s-1,载流子浓度为1.44×1020 cm-3;同时,薄膜具有的透过率大于85%,且在550nm处绒度较ZnO:B薄膜提高了约9.5%,在800nm处绒度较ZnO:B薄膜提高了约4.5%。     

电子束沉积技术生长WZO-TCO薄膜及其特性研究

采用电子束沉积技术生长w掺ZnO（WZO,ZnO：w）透明导电氧化物（TCO）薄膜（即WZO-TCO薄膜）并研究了衬底温度（100-350℃）对薄膜微观结构、表面形貌以及光电性能的影响。实验表明,随着衬底温度的升高,薄膜的晶体质量取得明显改善（从非晶化状态转变到结晶状态）,生长的WZO薄膜呈现C轴择优取向[即（002）...     

生长速率对反应蒸发制备ITO薄膜光电性能的影响

用电阻加热反应蒸发的方法制备氧化铟锡(ITO)薄膜,测试了膜的电阻率、可见光透过率、载流子浓度和迁移率,讨论生长速率对薄膜光电性能的影响.并在衬底温度为160 ℃、反应压强为1.4×10-1 Pa的条件下,制得可见光范围平均透过率为93%、电阻率为4.7×10-4 Ω·cm的ITO透明导电薄膜.     

共蒸发三步法制备CIGS薄膜的性质

采用PID温度控制器控制共蒸发设备中蒸发源及衬底加热的温度,以三步法工艺制备CIGS(Cu(In,Ga)Se2)薄膜,通过恒功率加热衬底测试温度的变化,可实现在线组分监测,得到CIGS薄膜的组成重现性很好.CIGS薄膜的表面光洁,粗糙度多数小于10nm.但是组成相同的CIGS薄膜,其结晶择优取向可能不同,主要有(112)和(220)/(204)两种;其结晶形貌也有很大的不同,晶粒粗大且成柱状的薄膜电池效率高,虽然从Cu/(In+Ga)＜1的组成可以认为CIGS薄膜为贫Cu结构,但Hall测试多数CIGS薄膜呈p型,少数呈n型.     

CdS薄膜的制备及其性能

采用化学池沉积(CBD)法,在三种衬底(玻片、ITO玻片、SnO2玻片)上沉积CdS薄膜,并利用扫描电镜(SEM)、透射光谱、X射线衍射(XRD)和微电流高阻计等方法对沉积膜进行了测试分析,计算出CdS薄膜的能隙宽度和电导激活能,阐述了CBD法中CdS薄膜的生长沉积机制以及不同衬底对沉积效果的影响.结果表明:不同衬底的成膜效果差异较大,其中以SnO2玻片效果最佳.     

CdS薄膜的制备及其性能

采用化学池沉积(CBD)法,在三种衬底(玻片、ITO玻片、SnO2 玻片)上沉积CdS薄膜,并利用扫描电镜(SEM)、透射光谱、X射线衍射(XRD)和微电流高阻计等方法对沉积膜进行了测试分析,计算出CdS薄膜的能隙宽度和电导激活能,阐述了CBD法中CdS薄膜的生长沉积机制以及不同衬底对沉积效果的影响.结果表明:不同衬底的成膜效果差异较大,其中以SnO2 玻片效果最佳     

Y2O3:Eu薄膜的制备及其发光性能研究

用电子束蒸发方法在ITO基片上生长Y2O3：Eu荧光薄膜．并在不同条件下退火处理。分别用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(KPS)、扫描电于显微镜(SEM)和光致发光(PL)谱表征Y2O3：Eu荧光薄膜的结构、成分、形貌和发光性能。实验表明：随着温度升高,薄膜的结晶程度提高,弥补了薄膜晶体表面的表面缺陷,提高了薄膜的发光性能：600 O退火处理的光致发光中,617nm和596nm的谱线最强。     

Jet vapor deposition of organic guest-inorganic host thin films for optical and electronic applications

The optical and electronic properties of organic molecules suggest application in hybrid optical-electronic integrated circuits and thin film devices, but pure, high quality, organic solid films are difficult to make. A better approach is to trap organic molecules as guests at high concentration in a durable host-guest film. Polymer, plastic, and sol-gel films can serve as hosts,^1–3but their properties are less than ideal, and the techniques for making them time consuming and involved. Here we describe our Jet Vapor Deposition (JVD) technology for trapping complex organic dyes in hard, adherent inorganic hosts. Jet vapor deposition is the only vapor deposition technique able to make organic-ceramic films, and it offers a number of advantages over other approaches. Individual organic guests can be trapped at high doping levels of several percent, and the possible combinations of guest and host are nearly unlimited. The properties of vapor deposited ceramic hosts are superior to those of polymer hosts. Deposition at high rate and room temperature enables reliable, high throughput, economic production, and renders JVD compatible with semiconductor vapor deposition technology. Here we review the principles of JVD, describe experimental applications to thin film waveguides, lasers, and chemical sensors, and discuss some of the properties of JVD host-guest materials.     

Realization of intrinsic p-type ZnO thin films by metal organic chemical vapor deposition

P-type ZnO thin films were grown on sapphire substrates with and without nitrous oxide (N₂O) by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). The intrinsic p-type ZnO films were achieved by controlling the Zn:O ratio in the range of 0.05–0.2 without N₂O flow. Secondary ion mass spectroscopy (SIMS) showed that the films contained little or no nitrogen (N) impurities for all samples. The p-type behavior of the samples should be due to the intrinsic acceptor-like defects V_Zn, for ZnO film grown without nitrous oxide, and N, occupying O sites as acceptors for ZnO film grown with nitrous oxide. The best p-type ZnO film has low resistivity of 0.369 Ω-cm, high carrier density of 1.62×10¹⁹ cm⁻³, and mobility of 3.14 cm²/V-s. The obtained p-type ZnO films possess a transmittance of nearly 100% in the visible region and strong near-band-edge emission.     

IWO缓冲层对磁控溅射生长绒面HGZO薄膜性能的影响

研究了W掺In2O3(IWO)缓冲层(buffer layer)对磁控溅射直接生长绒面结构H化Ga掺杂ZnO(HGZO)薄膜的微观结构和光电性能的影响。实验发现,加入IWO缓冲层能够有效地增大薄膜表面粗糙度,提高了薄膜光散射能力,薄膜绒度(550nm波长处)由7.05%提高至18.37%;具有IWO缓冲层的HGZO(IWO/HGZO)薄膜的电学性能稍微提升。通过优化工艺条件,当IWO缓冲层厚为10nm时,生长获得的IWO/HGZO复合薄膜方块电阻为3.6Ω,电阻率为6.21×10-4Ωcm,可见光及近红外区域透过率(400～1 100nm)为82.18%,薄膜绒度(550nm波长处)为18.37%。     

NZO透明导电薄膜的制备及其性能研究

室温下,采用直流磁控溅射法,在玻璃衬底上制备出Nb掺杂ZnO(NZO,ZnO:Nb)透明导电薄膜。研究了靶与衬底之间的距离对NZO薄膜结构、形貌、光学及电学性能的影响。实验结果表明,不同靶基距下制备的NZO薄膜均为c轴择优取向生长,(002)衍射峰的强度随着靶基距的减小而增大。靶基距增大时,薄膜表面逐步趋向平整光滑、均匀致密,薄膜的厚度逐渐减小。在靶基距为60mm时,制备的薄膜厚为355.4nm,电阻率具有最小值(6.04×10-4Ω.cm),在可见光区的平均透过率达到92.5%,其光学带隙为3.39eV。     

磁控反应溅射直接生长绒面H化Ga掺杂ZnO-TCO薄膜及其特性研究

采用直流磁控溅射技术,在玻璃衬底上直接生长出了具有绒面结构的H化Ga掺杂ZnO(HGZO)薄膜。研究了H2流量对薄膜结构、表面形貌及光电特性的影响。实验表明,在溅射过程中引入H2明显改善HGZO薄膜电学性能,并且能够直接获得具有绒面结构的薄膜。在H2流量为2.0sccm时,所制备的HGZO薄膜具有特征尺寸约200nm的类金字塔状表面形貌,同时薄膜方阻为4.8Ω,电阻率达到8.77×10-4Ω.cm。H2的引入可以明显改善薄膜短波区域的光学透过,生长获得的HGZO薄膜可见光区域平均透过率优于85%,近红外区域波长到1 100nm时仍可达80%。为了进一步提高薄膜光散射能力和光学透过率,根据不同H2流量下HGZO薄膜性能的优点,提出了梯度H2技术生长HGZO薄膜;采用梯度H2工艺生长获得的HGZO薄膜长波区域透过率有了一定的提高,薄膜具有弹坑状表面形貌,并且其光散射能力有了明显提高。