铌酸盐无铅压电薄膜的脉冲激光沉积制备研究

采用脉冲激光沉积(PLD)在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备了新型Li0.04(Na0.5K0.5)0.96(Nb0.775Ta0.225)O3无铅压电陶瓷薄膜,分别利用X-射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了该薄膜的晶体结构及表面形貌,分析研究了制备技术和工艺对薄膜晶体结构及表面形貌的影响.研究结果表明:薄膜的热处理温度和氧气压力对所生长的薄膜影响较大;制备Li0.04(Na0.5K0.5)0.96(Nb0.775Ta0.225)O3薄膜的最佳退火温度和氧气压力分别为650℃和30 Pa;利用脉冲激光沉积的Li0.04(Na0.5K0.5)0.96(Nb0.775Ta0.225)O3无铅压电陶瓷薄膜具有精细的表面结构.     

氧压对ZnO薄膜电阻温度系数的影响

采用脉冲激光沉积(PLD)技术,在不同氧气氛下,在Si(lll)衬底上生长了ZnO薄膜,使用X线衍射仪分析了ZnO薄膜的结晶质量.计算了不同氧气氛下生长的ZnO薄膜的电阻温度系数(TCR)值,发现随着氧分压降低,ZnO薄膜的TCR值增大;ZnO薄膜的TCR值最高可达-8%/K.这为研究ZnO薄膜的导电特性提供了新的途径,开辟了ZnO薄膜在室温非制冷红外微测辐射热计材料中的应用潜力.     

O2压对脉冲激光沉积ZnO薄膜性能的影响

采用脉冲激光沉积(PLD)法在Al2O3(0002)衬底上制备了具有高c轴择优取向的ZnO薄膜.用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、霍尔电导测量和透射光谱等表征技术研究了工作O2压对ZnO薄膜的结晶特性、电学和光学性能的影响.研究结果显示:在133×10-1～266×10-2 Pa内,ZnO薄膜的晶粒尺度随工作O2压的增加而增加,晶体结构趋于完整,表面更加平整;当工作O2压为266×10-1 Pa时,ZnO薄膜的表面粗糙度有所增加,薄膜的结晶质量恶化;工作O2压的不同导致ZnO薄膜的电学、光学特性的变化.     

Cd掺杂ZnO薄膜的光致发光性能研究

三元半导体Cd掺杂ZnO薄膜通过脉冲激光法沉积 在石英玻璃基底上,Gd含量x从0增加到0.23。X射线衍射(XRD)图谱表明,所有Zn1－xCd xO薄膜都具有c轴取向的六方纤锌矿结构,而且c轴 晶格常数随着 x的增加而增加。原子力显微镜(AFM)观察到,随着x的增加,Zn1－xCdxO 薄膜的晶粒尺寸逐渐减小。光致发光(PL)和透过率 测量都证实,随着x的增加,薄膜的禁带宽度Eg从3.27eV降低到了2.78eV,同时导致了PL峰半高 宽(FWHM)的变大。PL峰迁移到了可见光范围内,使得Zn1－xCdxO薄膜可以应用在可见光发光二极管及其它高效率的光电 子器件。     

ZnS/PS体系的结构和发光特性

用电化学阳极氧化法制备了不同孔隙率的多孔硅(PS)样品,然后用脉冲激光沉积(PLD)法在其表面生长ZnS薄膜,研究ZnS/Ps复合体系的结构和发光特性.X射线衍射仪(XRD)结果表明,ZnS薄膜的生长具有高度择优取向,在28.5°附近有一很强的衍射峰,对应于β-ZnS(111)晶向.扫描电子显微镜像(SEM)显示,ZnS薄膜表面很不平整并出现空洞,这是由于衬底PS的表面粗糙所致.ZnS/PS复合体系的光致发光(PL)谱的高斯拟合分峰表明,随着衬底孑L隙率的增大,在样品B和C的发光谱中,在光谱中间520 nm左右都出现了一个新的绿色发光峰,归因于ZnS的缺陷中心发光.位于480 nm附近的ZnS的蓝光和520 nm附近的ZnS的绿光以及位于600 nm处的PS的橙红光叠加在一起,整个znS/PS复合体系呈现出较强的白光.     

超快脉冲激光沉积类金刚石膜的研究进展

综述了脉冲沉积(PLD)类金刚石膜(DLC)的优势和局限,对其局限的补偿和突破,以及脉冲沉积法的重要发展方向——超快脉冲激光沉积(Ultra-fast PLD)类金刚石膜(DLC)的研究进展。     

Au／PZT／p-Si结构铁电存储二极管的制备及其性能

采用准分子脉冲激光沉积(PLD)工艺,制备了Au／PZT／p-Si结构铁电存储二极管.在氧气氛350℃低温沉积、原位530℃快速退火工艺条件下,获得了多晶纯钙钛矿结构的Pb（Zr0.52Ti0.48）O3（PZT）铁电薄膜.PZT薄膜的铁电性能测试显示较饱和的、不对称的电滞回线,其剩余极化和矫顽场分别为13μC／cm2和48kV／cm.从C-V和I-V特性曲线观察到源于铁电极化的回滞现象,记忆窗口约1.1V,＋4V偏压下电流密度为3.9×10－6A／cm2.     

In+Cd共掺杂ZnO薄膜的光电性能研究

通过脉冲激光沉积(PLD)在石英玻璃基底上沉积了 四元Zn0.86Cd0.11In0.03O(ZCIO)合金半导体薄膜 。其中,Cd的掺杂是 用以改变ZnO的光学禁带宽度,In是用以提高载流子浓度。X射线衍射(XRD)分析证实,ZCIO 具有六方纤锌 矿结构而没有其它相(如CdO和In₂O₃相)出现。场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察到Z CIO薄膜的晶粒尺 寸要比未掺杂ZnO的小。所有薄膜在可见光范围内都有很高的透过率(≈85%)。最重要 的是,在保持了Zn1－xCdxO 薄膜的光学特性外,ZCIO薄膜的电学性能得到了改善 ,低的电阻率(4.42×10－3 Ω·cm)和高的载流子浓度(5.50×10¹⁹ cm－ 3),使得它比Zn1－xCdxO 薄膜更具应用价值。     

Au/PZT/p-Si结构铁电存储二极管的制备及其性能

采用准分子脉冲激光沉积 (PL D)工艺 ,制备了 Au/ PZT/ p- Si结构铁电存储二极管 .在氧气氛 35 0℃低温沉积、原位 5 30℃快速退火工艺条件下 ,获得了多晶纯钙钛矿结构的 Pb (Zr0 .5 2 Ti0 .48) O3(PZT)铁电薄膜 . PZT薄膜的铁电性能测试显示较饱和的、不对称的电滞回线 ,其剩余极化和矫顽场分别为 13μC/ cm2和 48k V/ cm.从C- V和 I- V特性曲线观察到源于铁电极化的回滞现象 ,记忆窗口约 1.1V,+4 V偏压下电流密度为 3.9× 10 - 6 A/cm2 .     

热电Ca3Co4O9薄膜的一致取向生长及其激光感生电压效应

利用脉冲激光沉积(PLD)法,在蓝宝石(0001)平衬底上成功制备了c轴一致取向的Ca3Co4O9薄膜。利用X射线衍射(XRD)分析测定了薄膜的相结构和生长取向。研究了不同衬底温度与不同原位氧压对Ca3Co4O9薄膜结晶质量与生长取向的影响,确定了最佳生长条件。利用这一条件在倾斜Al2O3(0001)衬底上制备了Ca3Co4O9薄膜。研究发现,当Ca3Co4O9薄膜被波长248nm,脉冲宽度20ns的脉冲激光照射时,在薄膜两端存在较大的激光感生热电电压(LITV)信号,峰值电压达到4.4V,其上升沿为36ns,半峰全宽(FWHM)为131ns。可以认为这种激光感生热电电压信号是由于Ca3Co4O9薄膜面内与面间泽贝克(Seebeck)系数张量的各向异性引起的。     

磁控溅射法制备Bi2Te3热电薄膜的研究

Bi2Te3薄膜是室温下热电性能最好的热电材料,利用磁控溅射在长有一薄层SiO2的n型硅样品上制备Bi/Te多层复合薄膜,经后续退火处理生成Bi2Te3。通过分析Bi2Te3薄膜的生长和退火工艺,探讨Bi/Te中Te的原子数分数对薄膜热电性能的影响。采用XRD和SEM对薄膜的结构、形貌和成分进行分析,并测量不同条件下的Seebeck系数。薄膜Seebeck系数均为负数,表明所制备样品是n型半导体薄膜,且最大值达到-76.81μV.K-1;电阻率ρ随Te的原子数分数增大而增大,其趋势先缓慢后迅速。Bi2Te3薄膜的热电性能良好,Te的原子数分数是60.52%时,功率因子最大,为1.765×10-4W.K-2.m-1。     

飞秒脉冲激光沉积Si基a轴择优取向的钛酸铋铁电薄膜

在钛酸铋(Bi4Ti3O12)薄膜的制备过程中容易获得晶粒c轴垂直于基片表面的薄膜,而压电和铁电存储器主要利用a轴的自发极化分量,因而制备a轴择优取向的Bi4Ti3O12铁电薄膜具有特别的意义。采用飞秒脉冲激光作用在钛酸铋陶瓷靶上,采用Si(111)作为衬底,制备了a轴择优取向的钛酸铋薄膜。采用X射线衍射(XRD)的薄膜附件和场发射扫描电镜(FSEM)研究了薄膜的结构和形貌;采用傅里叶红外光谱仪测量了室温(20℃)下在石英基片上沉积的样品的光学特性;室温下沉积的钛酸铋薄膜呈c轴择优取向,晶粒的平均大小为20 nm,其光学禁带宽度约为1.0 eV。在500℃沉积的钛酸铋薄膜呈a轴择优取向,晶粒大小在30~300 nm之间,薄膜的剩余极化强度Pr为15μC/cm2,矫顽力Er为48 kV/cm。     

氧分压对脉冲激光沉积SrTiO_3薄膜性质的影响

采用脉冲激光沉积(PLD)法在不同氧分压下于LaAlO3(100)基片上成功制备了SrTiO3(STO)薄膜。通过测试,表征了薄膜的微观结构、表面形貌和光学特性。研究表明,对于利用PLD法制备STO薄膜,氧分压是重要的工艺参数。随着氧分压的降低,薄膜的结晶性变好,并发生由立方晶系到四方晶系的形变;氧分压升高,薄膜晶粒尺寸变大、数目变少,薄膜的厚度减小。薄膜在400~2500 nm的可见光和红外波段呈现较低的光学吸收。在5,10和15 Pa氧压下制备的STO薄膜的能隙宽度分别约为3.84,4.13和4.05 eV。这为STO薄膜进一步的制备与分析提供了良好的实验数据支持。     

P型ZnO薄膜制备和掺杂的研究进展

ZnO作为第三代半导体功能材料,一直受到国内外的广泛关注.高质量的p型掺杂是基于光电器件应用的关键.综述了获得p型ZnO薄膜的制备方法和掺杂技术的研究进展,讨论了目前生长高质量的p型ZnO薄膜存在的困难,并对不同方法制备的p型ZnO薄膜的特点进行了比较分析.     

Si基Bi_4Ti_3O_(12)薄膜电滞回线及铁电性能的研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法直接在p-Si衬底上制备生长Bi4Ti3O12铁电薄膜,研究了Ag/Bi4Ti3O12/p-Si异质结电滞回线的特征及Bi4Ti3O12薄膜的铁电性能。空间电荷层的存在使Si基Bi4Ti3O12铁电薄膜呈不对称的电滞回线并导致薄膜的极化减弱。退火温度同时影响了薄膜的晶粒尺寸和薄膜中的载流子浓度,而这两种因素对铁电性能的影响是相反的。Bi4Ti3O12薄膜的铁电性能随退火温度的变化是两种因素共同作用的结果。     

用溶胶—凝胶法制备[（Pb,La）（Zr,Ti）O3]铁电薄膜

利用溶胶－凝胶法制备了［Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３］铁电薄膜。利用ＤＴＡ－ＴＧ，ＸＲＤ和ＳＥＭ研究了［（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３］凝胶的分解、晶化过程［（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３］薄膜的显微形貌。为了获得致密无龟裂的［（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３］薄膜，应使用具有适当粘度的前体溶胶，这是通过控制其浓度和水解度来获得的。     

YMnO_3薄膜的铁电性能及其应用

对金属 -铁电体 -半导体场效应晶体管器件而言 ,具有六方晶系结构的稀土锰酸盐 ( Re Mn O3)是性能优良的薄膜材料 ,它们的介电常数低 ,仅仅只有单一的极化轴 ,没有挥发性的元素 Pb、Bi等。本文作者对 Re Mn O3材料的结构特征、制备方法及其铁电性能等进行了介绍 ,并指出存在的困难及其发展方向。     

Sol-Gel法制备硅基钛酸铋铁电薄膜

介绍溶胶一凝胶(Sol-Gel)法制备Bi4Ti3O12薄膜的工艺过程；对前驱体溶液进行了综合热分析，并对薄膜的性质进行了研究；成功地在p-Si衬底上制备出随机取向的Bi4Ti3O12铁电薄膜。在650℃下退火30min得到的Bi4Ti3O12薄膜的剩余极化强度Pr=12μC／cm^2，矫顽场强Ec=130kV／cm。     

Ca_3Co_4O_9热电材料的研究进展

由于Ca_3Co_4O_9具有良好的化学稳定性及廉价、无毒等优点,已成为氧化物热电材料研究的热点。但其合成难,致密度低,转换效率低等严重阻碍了Ca_3Co_4O_9的实际应用。该文从合成方法、改性手段及烧结工艺等3方面,归纳和分析了层状结构Ca_3Co_4O_9的研究进展,并对Ca_3Co_4O_9今后的研究发展提出一些建议。