蒸发电流对CdSe薄膜的结晶性能影响研究

采用真空热蒸发技术,选取系列蒸发电流在光学玻璃基底上制备出CdSe薄膜.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和原子力显微镜对样品的结构和表面形貌进行了表征.结果显示:蒸发电流为75 A时,CdSe薄膜沿(002)方向择优生长,衍射峰较强,半峰宽较小,晶粒(约48 nm)分布较均匀,表面粗糙度低(5.58 nm),无裂纹.蒸发电流不改变薄膜的结晶取向,但电流过低时,薄膜的表面颗粒轮廓模糊且有间隙,结晶性差;电流高于75 A时,随电流升高,薄膜结晶性逐步降低,颗粒变小,半峰宽变大,部分样品表面晶粒生长不完整,表面出现裂纹.     

CdSe纳米晶薄膜的制备与特性研究

采用真空热蒸发技术,在光学玻璃基片上生长出排列整齐、高质量的CdSe纳米晶薄膜.通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(IR)等进行表征.结果表明,薄膜结晶性能较好,纳米晶颗粒约为40 ～70 nm,呈半月状,排列整齐;化学元素配比为49.4∶50.6,稍微富Se;红外透过率高,禁带宽度为1.89 eV,高于块状的CdSe晶体(1.70 eV).     

CdSe纳米晶薄膜的光敏特性研究

硒化镉(CdSe)是一种光电性能优异的II-VI族化合物半导体.采用真空热蒸发技术在Si(100)衬底上制备出高质量的CdSe纳米晶薄膜,并利用X射线衍射仪(XRD)、Raman光谱仪、膜厚测试仪、扫描电镜(SEM)和数字源表对其结晶性能、晶体结构、表面形貌及光敏特性进行了表征.结果显示,CdSe纳米晶薄膜呈六方纤锌矿结构,纯度较高,结晶性能较好,沿c轴择优生长的优势明显;同时,薄膜具有典型的光敏电阻特性,且电阻值受光照强度、退火温度影响明显.     

热蒸发制备CdSe薄膜及其光电特性研究

采用真空热蒸发法技术制备CdSe薄膜,通过XRD、SEM、Hall效应和分光光度计测试了薄膜的结构、表面形貌、I-V特性和光学透过率。结果表明:CdSe薄膜(100)晶面的面间距为0.369 nm,晶粒大小约为10.2 nm,薄膜表面晶粒分布较为均匀;CdSe薄膜与锡和银的肖特基势垒高度分别为0.76 V和0.69 V;CdSe薄膜的光透过率在远红外区较高,且呈上升趋势;折射率随波长增加按指数规律减小;根据Tauc关系和Urbach规则,获得能量带隙为1.79 eV和Urbach能量为0.217 eV。     

CdSe薄膜的制备及性能表征

室温下,以CdSO4H1SeO3和Na2SO4为原料,采用二电极体系,利用电化学法在ITO玻璃基底上沉积了CdSe薄膜.采用高分辨x射线衍射仪(HRXRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)、紫外.可见.近红外(UV-VIS-NIR)分光光度计、荧光分光光度计(PL)对不同沉积电压下所制备的薄膜的晶体结构、形貌及光学性能进行分析表征.结果表明:所制备的薄膜为立方相CdSe,呈纳米颗粒状,部分粒子表现出不均匀团聚.紫外吸收光谱的吸收峰较体相CdSe有较大的蓝移,且导致禁带宽度发生改变,表现出量子尺寸效应.样品发射光谱表现出荧光现象,且单色性好.适当的沉积电压对CdSe薄膜的形貌和质量起关键作用,同时讨论了其反应机理.     

衬底温度对SnS薄膜性能的影响

采用真空蒸发法在玻璃衬底上沉积硫化亚锡(SnS)薄膜,并对不同衬底温度沉积的薄膜性能进行了探讨.对薄膜的结构、表面形貌、成份、电学特性和光学特性进行了表征.实验发现,最佳的衬底温度为150℃;制备的SnS薄膜为多晶的斜方晶系,晶粒大小约为0.5 μm,Sn和S元素的化学计量比接近1,导电类型为P型,暗电导率、光电导率分别为 0.01 Ω-1·cm-1 和 0.08Ω-1·cm-1,禁带宽度为1.402 eV.     

单溶剂体系中CdSe纳米晶体的形貌调控研究

采用非水溶液方法,分别在十六胺(HDA)或邻苯二甲酸辛酯(DOP)的单溶剂体系中,通过调节前体加入速度和反应温度制备出六角形、多臂、短棒、长棒状以及四脚架形CdSe纳米晶体,并用透射电镜(TEM)对所得产品进行了表征.结果表明,前体的过饱和度强烈地影响CdSe纳米晶体的形貌,过饱和度的提高有导致六方纤锌矿结构(011-)方向上择向生长的趋势;两种单溶剂体系中在CdSe纳米晶体的形貌调控上有不同的影响;200 ℃不利于得到高质量的CdSe纳米晶体.     

不同衬底表面上大晶粒多晶Si薄膜的制备

利用高频感应加热化学气相沉积(HFCVD)工艺,以H2稀释的SiH4作为反应气体源,分别在n-(111)Si衬底上常规热生长的SiO2层、织构的SiO2层和纳米晶粒多晶Si薄膜表面上,制备了具有均匀分布的大晶粒多晶Si膜.采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等检测手段,测量和分析了沉积膜层的表面形貌、晶粒尺寸、密度分布与择优取向等结构特征.结果表明,多晶Si膜中Si晶粒的尺寸大小和密度分布不仅与衬底温度、SiH4浓度与反应气压等工艺参数有关,而且强烈依赖于衬底的表面状态.本实验获得的最好的薄膜中,Si晶粒平均尺寸约为2.3 μm,密度分布约为3.8×107/cm2.对薄膜的沉积机理分析表明,衬底表面上Si原子基团的吸附、迁移、成核与融合等热力学过程支配着大晶粒多晶Si膜的生长.     

钛铪酸钡薄膜的制备与形貌

溶胶-凝胶工艺在(100)Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备了BaHfxTi1-xO3(x=0.005,0.01,0.02)薄膜.通过X射线衍射仪、拉曼光谱对薄膜微观结构进行了测试,采用APEX型多功能力学测试系统的3D显微镜模块和SEM对薄膜表面粗糙和厚度进行了表征.结果表明:薄膜中Hf4+进入BaTiO3晶格中,且BaHfxTi1-xO3具有明显的(200)取向,当x=0.005时取向度最大(1.94),晶粒尺寸最小(21.34 nm);薄膜拉曼光谱发现随Hf4+含量的增加BaHfxTi1-xO3薄膜各光学声子模对应的拉曼振动模式峰都发生了蓝移,显示出四方相的特征谱,四方相的程度随Hf含量的增大而减弱;所有薄膜表面较平整,均方根粗糙度(RMS)在21～26 nm之间.     

湿氧钝化CdSe(110)表面的XPS分析

用双氧水对CdSe单晶(110)表面进行钝化,采用X射线光电子能谱(XPS)分析了湿氧处理的CdSe(110)表面的化学特征.通过两次不同分析模式FAT(固定通能)和FRR(固定减速比)所得到的结果表明:CdSe表面出现Se偏析,表面上形成了SeOx(x＜1),SeO、Cd(OH)2和CdCO3的高电阻稳定氧化层,消除了器件表面态,可以减少器件的表面漏电流和改善其信噪比.     

真空蒸发法制备ZnSe薄膜的X射线光电子能谱研究

本文用真空蒸发法制备了CIS太阳能电池中做缓冲材料的ZnSe薄膜,利用X射线光电子能谱(XPS)对制备薄膜的表面化学状态及沉积质量进行了研究,并用氩离子溅射进行剥蚀,逐层分析薄膜的化合态随深度的变化关系.XPS分析表明,ZnSe薄膜含有Zn、Se、O、C等元素,其中O、C为样品置于空气中所致,含量随剥蚀深度的加大而逐渐降低.Zn的光电子峰为Zn2p1/2和Zn2p3/2,Zn2p3/2的电子结合能为1021.90eV,对应着Zn2+的化合态,表明薄膜中zn以形式电荷为Zn2+的化合态形式存在;Se的光电子峰为Se3d,其电子结合能为54.30eV,对应着Se2-的化合态,表明薄膜中Se以形式电荷Se2-的化合态形式存在.分别经过1min、3min、7min、11min的剥蚀后,Zn和Se的光电子峰几乎没有改变,表明沉积的ZnSe薄膜表面和内部化学状态稳定一致.     

单源真空蒸发法制备ZnSe薄膜的实验研究

本文采用单源真空蒸发法制备了ZnSe薄膜,利用电子探针、X射线粉晶衍射等现代测试手段研究了蒸发温度(700～1050 ℃)、基片温度(0～200 ℃)、基片材料(单晶硅、玻璃)以及热处理温度(300～400 ℃)等因素的改变对ZnSe薄膜的成份和结构的影响规律,建立了单源真空蒸发沉积ZnSe薄膜及热处理的实验方法.     

用MOCVD法在玻璃和Si(100)基片上制备TiO2薄膜

采用大气开放式金属有机化合物化学气相沉积方法(AP-MOCVD),以四异丙醇钛(TTIP)为原料,在不同的实验条件下分别在Si(100)和玻璃基片上制备TiO2薄膜.当气化室温度为140℃,基片温度为350℃时,玻璃基片上生长的薄膜XRD谱中只出现了锐钛矿相(200)晶面的衍射峰,表明此时薄膜高度取向,在Si(100)基片上生长的TiO2薄膜也有取向性.通过SEM观察高度取向的TiO2薄膜表面出现四边形的微结构.     

PECVD法制备不同衬底微晶硅薄膜的研究

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法分别在玻璃衬底和p型薄膜硅衬底上制备了微晶硅薄膜。使用拉曼谱仪、紫外-可见分光光度计、傅里叶红外光谱仪等对微晶硅薄膜进行检测,重点研究了硅烷浓度、衬底温度对薄膜沉积速率和晶化率的影响。实验结果表明:两种衬底上薄膜的沉积速率均随硅烷浓度的增大、衬底温度的升高而变大。硅烷浓度对两种衬底的薄膜晶化率影响规律相同,即均随其升高而降低;但两种衬底的衬底温度影响规律存在差别:对玻璃衬底而言,温度升高,样品晶化率减小;而p型薄膜硅衬底则在温度升高时,样品晶化率先增大后减小。此外还发现,晶化率与薄膜光学性能及含氧量存在较密切关联。     

风沙对玻璃表面TiO2纳米薄膜冲蚀行为研究

采用溶胶-凝胶法,在玻璃表面制备TiO2薄膜,利用气流挟沙喷射法对涂膜玻璃进行冲蚀实验,采用扫描电镜(SEM)研究了TiO2薄膜在风沙环境下的冲蚀磨损特性、冲蚀行为和侵蚀机理.研究结果表明:TiO2薄膜磨损量随着冲蚀速度和沙剂量的增加而增加;其侵蚀机理为:在低角度冲蚀下,薄膜主要受到微切削作用下产生的划痕损伤,而在高角度冲蚀下,主要受到冲蚀挤压变形作用下产生的薄膜破损.同时TiO2薄膜不仅强度高而且脆性强,其在高角度冲蚀下的磨损更为严重..     

不同衬底制备硅薄膜的微结构研究

本文用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术,在普通玻璃衬底、未织构的氧化锌掺铝(AZO)覆盖的普通玻璃衬底和石英衬底上室温下制备了微晶硅薄膜.然后用快速光热退火炉(RTP)在600℃下对样品进行了7min的退火处理, 借助Raman和SEM对退火前后硅薄膜微结构进行了研究,并用声子限域理论和纳晶表面效应对实验现象进行了分析.结果表明:(1) 薄膜沉积过程中,衬底结构对薄膜微结构有重要影响,相对来说石英衬底上沉积的硅薄膜最容易晶化,其次是玻璃衬底,再其次是未织构的AZO覆盖的玻璃衬底.初步分析认为,主要是因为衬底的无序结构与硅的晶体结构的失配程度不同造成的影响;(2)退火后,薄膜晶粒尺寸均增大.进一步推测, AZO薄膜微结构随退火的变化将导致硅薄膜微结构受到牵连影响.     

ITO玻璃衬底上生长的Zn0.9Mg0.1S多晶薄膜特性研究

以ZnS和Mg粉末为原料,采用真空蒸镀技术在ITO玻璃上成功地制备了宽禁带三元化合物Zn0.9Mg0.1S多晶薄膜.原子力显微镜和X射线衍射研究表明:薄膜生长形貌和结晶性能良好,为择优取向的立方闪锌矿结构,晶粒直径约20nm,薄膜的X射线衍射峰较之ZnS的衍射峰向大角度方向移动了0.46°;室温下的拉曼谱峰相对于ZnS的拉曼谱峰出现蓝移,且347.67cm-1谱峰比较强;光致发光谱显示,Zn0.9Mg0.1S薄膜在410nm处有一个较强的发光峰.良好的结晶质量和发光特性为开发多功能材料和器件提供了可能性.     

Cu3N薄膜及其研究现状

Cu3N薄膜是近10年来研究的热点材料之一.Cu3N是立方反ReO3结构,理想立方反ReO3结构的一个晶胞中Cu原子占据立方边的中心位置而N原子占据立方晶胞的八个顶点,此结构的体心位置有一较大间隙,Cu原子以及其他原子如Pd、碱金属原子等很有可能进入此位置导致Cu3N的电学性能、光学性能等发生很大的变化,这使得该材料具有很大的潜在应用价值.Cu3N的晶格常数为0.3815nm,密度5.84g/cm3,分子量204.63,颜色呈黑绿色或红褐色,空间点群Pm3m.Cu3N薄膜在室温下相当稳定并且热分解温度较低(300℃左右),热分解前后薄膜的光学反射率有较大差别,这可使Cu3N薄膜用作一次性光记录材料.此外,Cu3N薄膜还可用作在Si片上沉积金属Cu线的缓冲层、低磁阻隧道结的阻挡层、自组装材料的模板等.