铝掺杂氧化锌薄膜的光学性能及其微结构研究

以氧化铝(Al2O3)掺杂的氧化锌(Zn O)陶瓷靶作为溅射靶材,采用射频磁控溅射工艺在玻璃基片上制备了具有c轴择优取向的铝掺杂氧化锌(Zn O:Al)薄膜样品.通过可见-紫外光分光光度计和X射线衍射仪的测试表征,研究了生长温度对薄膜光学性能及其微结构的影响.实验结果表明:薄膜性能和微观结构与生长温度密切相关.随着生长温度的升高,样品的可见光平均透过率、(002)择优取向程度和晶粒尺寸均呈非单调变化,生长温度为640 K的样品具有最好的透光性能和晶体质量.同时薄膜样品的折射率均表现为正常色散特性,其光学能隙随生长温度升高而单调增大.与未掺杂Zn O块材的能隙相比,所有Zn O:Al薄膜样品的直接光学能隙均变宽.     

钛镁共掺氧化锌透明导电薄膜的制备及其光电性能

采用磁控溅射工艺制备了钛镁共掺氧化锌(TMZO)透明导电氧化物(TCO)薄膜,通过紫外-可见分光光度计和四探针仪的测试以及光学表征技术,研究了气体压强对薄膜样品光学和电学性能的影响.结果表明:所有薄膜样品在可见光区域具有正常色散性质,其折射率曲线均遵循单振子色散模型;同时TMZO薄膜的光电性能与气体压强密切相关.当气体...     

基片温度对镓钛共掺杂氧化锌

以镓钛共掺杂氧化锌(GTZO)陶瓷靶作为溅射源材料,采用射频磁控溅射技术在玻璃基片上制备了GTZO透明导电薄膜,通过X射线衍射仪(XRD)、可见-紫外光分光光度计和四探针仪等测试表征,研究了基片温度对GTZO薄膜晶体结构、电学性质和光学性能的影响.结果表明:所制备的GTZO薄膜均为六角纤锌矿结构,并具有(002)择优取向,其结晶质量、晶粒尺寸、方块电阻、透过率、光学能隙以及品质因数都与基片温度密切相关,当基片温度为350℃时,GTZO薄膜的品质因数最大,具有最佳的光电综合性能.     

沉积功率对溅射制备镓镁共掺杂氧化锌薄膜光学和电学性能的影响（英文）

采用控溅射工艺制备了镓镁掺杂氧化锌(Zn O:Ga-Mg)透明导电薄膜,通过多种表征技术研究了沉积功率对薄膜结构、形貌、光学和电学性能的影响.实验结果表明,所有薄膜均为六角纤锌矿结构并且具有c轴择优取向生长特点,并且沉积功率明显影响薄膜的性能.沉积功率为150 W时所制备的Zn O:Ga-Mg薄膜具有最好的结晶质量和光电性能,对应的平均可见光透过率为92.2%、电阻率为1.18×10^-3Ω·cm、品质因数为1.04×10⁴Ω^-1·cm^-1、晶格应变为1.95×10^-3、位错密度为1.17×10¹⁵ m^-2.另外,利用光学表征方法获得了Zn O:Ga-Mg薄膜的光学常数,同时根据单振子WDD模型研究了薄膜的光学色散性质,得到了薄膜的振子参数、非线性光学常数和光学能隙.研究结果表明沉积功率是影响Zn O:Ga-Mg薄膜结构和光电性能的最重要的工艺参数之一.     

掺杂氧化锌薄膜的结构与刻蚀性能研究

本文利用中频反应磁控溅射方法,以Zn/Al (98 : 2) (wt. %)合金靶为靶材,制备了综合性能优良的铝掺杂氧化锌（ZnO:Al, AZO）透明导电薄膜. 研究了沉积工艺对薄膜结构、电学及光学性能的影响,分析了AZO薄膜的刻蚀性能以及所制备的绒面结构特性. 结果表明：基体温度对薄膜生长有较大的影响,当温度为150℃时,薄膜具有较好的晶化率,晶粒呈明显的柱状生长,晶界间结合紧密,薄膜的电阻率为4.6×10-4Ωcm. 镀膜时基体的移动速度会影响薄膜的晶体生长方式,但对其沉积速率影响不大. 具有择优生长特性、形成柱状晶组织的薄膜经稀盐酸腐蚀后,其表面呈规则的粗糙形貌;此结构有利于充分捕集太阳光,从而提高薄膜太阳电池的效率.     

镁钇合掺氧化锌薄膜的制备及其性能研究

以镁钇掺杂的氧化锌(Zn O)陶瓷靶作为溅射靶材,采用射频磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了镁钇合掺Zn O(MYZO)薄膜样品.通过X射线衍射仪和分光光度计的测试表征,研究了薄膜厚度对MYZO样品结构性质和光学性能的影响.结果表明:MYZO样品均为六角纤锌矿型的多晶结构,并且其择优取向生长特性明显受到薄膜厚度的影响,当薄膜厚度为290 nm时,MYZO样品具有(002)择优取向生长特性.另外通过光学表征方法获得了MYZO样品的光学能隙、折射率和消光系数,结果显示:MYZO样品的光学能隙大于未掺杂Zn O能隙,其折射率均表现为正常色散特性,并且遵循Wemple-Di Domenico单振子色散模型.     

氧化锌薄膜的微观结构及其结晶性能研究

以普通玻璃作为衬底材料,采用射频磁控溅射方法制备了氧化锌(ZnO)透明导电薄膜,通过X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)测试,研究了衬底温度对薄膜微观结构及其结晶性能的影响.结果表明:所制备的ZnO薄膜均为(002)晶面择优取向生长的多晶薄膜,其微观结构和结晶性能与衬底温度密切相关.衬底温度对ZnO薄膜的织构系数TC(hkl)、平均晶粒尺寸、位错密度、晶格应变和晶格常数都具有不同程度的影响,当衬底温度为800 K时,ZnO薄膜样品的织构系数TC(002)最高(4.929)、平均晶粒尺寸最大(20.91 nm)、位错密度最小(2.289×10~(15)line·m~(-2))、晶格应变最低(2.781×10~(-3)),具有最高的(002)晶面择优取向生长性和最佳的微观结构性能.     

磁控溅射法制备氮掺杂的氧化锌薄膜

目的 比较氮掺杂的氧化锌薄膜与纯氧化锌薄膜的发光特性.方法 用射频磁控溅射法,在玻璃衬底上通过控制氢气,氧气,氮气的流量,制备了纯氧化锌薄膜和氮掺杂的氧化锌薄膜样品.结果 通过比较纯氧化锌薄膜样品和氮掺杂的氧化锌薄膜样品的发光谱,在466nm(2.6 eV)附近发现了一个发光峰;氮掺杂的氧化锌薄膜样品的带隙比纯氧化锌薄膜样品的带隙宽.结论 氮掺杂的氧化锌薄膜在466 nm左右的发光峰与氮有关;带隙变宽的原因:一个是样品中的晶粒小引起的量子限制效应,另一个是压应力引起的氧化锌晶格中的氧原子的2p轨道和锌原子的4s轨道之间斥力增大.     

掺钛氧化锌半导体薄膜制备及其光学性质的研究

以二氧化钛(TiO2)掺杂的氧化锌(ZTO)陶瓷靶作为溅射源材料,采用射频磁控溅射工艺在玻璃衬底上沉积了ZTO半导体薄膜,利用可见-紫外光分光光度计、四探针仪测试以及多种光学表征方法,研究了陶瓷靶中TiO2含量对ZTO薄膜光学性质和光电综合性能的影响.实验结果表明:ZTO薄膜的折射率表现为正常的色散特性,其色散行为遵循有效单振子模型.TiO2含量对ZTO薄膜的电阻率、透过率、折射率、消光系数和光学带隙等具有不同程度的影响,当TiO2的质量分数为3%时,ZTO薄膜的电阻率最低、可见光平均透过率最高、光电综合性能最好.     

锶掺杂TiO2薄膜电极的制备及其光电性能

采用水热法制备了不同Sr²⁺掺杂量的TiO₂胶体溶液,并以FTO玻璃为基底制备了Sr²⁺掺杂TiO₂薄膜电极。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等对Sr²⁺掺杂TiO₂进行表征与分析。结果表明Sr²⁺掺杂抑制了部分锐钛矿型TiO₂ 向金红石型的转变及促进晶粒尺寸的减小,薄膜表面为三维多孔结构,Sr²⁺有效地掺杂到了TiO₂晶格中。薄膜电极的电流密度-电压测试表明,Sr²⁺掺杂有效提高了TiO₂薄膜电子的光电转换效率,其中1% Sr²⁺掺杂量薄膜的转换效率相对于未掺杂的TiO₂薄膜提高了11.5%。     

磁控反应溅射法低温制备氮化硅薄膜

采用射频 (RF)磁控反应溅射法制备出氮化硅薄膜 .从红外吸收光谱可见 ,氮气参加了反应并生成 Si- N键 ,薄膜中含有少量的 Si- O键和 Si- H键 ;薄膜的成分与制备过程中基片温度、射频功率等工艺参数密切相关 ,当基片温度升高到 40 0℃时 ,薄膜中基本不再含 Si- H键 ,氮化硅薄膜的纯度得到提高 .     

磁控溅射沉积TiN薄膜工艺优化

磁控溅射TiN薄膜的力学和腐蚀性能与薄膜的结构密切相关,而其结构又取决于薄膜的制备工艺.采用正交实验方法对影响TiN薄膜结构和性能的重要参数如电流、负偏压、氮流量和基体温度等进行优化,以期获得更优的制备工艺条件.实验结果显示,其对TiN薄膜纳米硬度影响由大到小的次序为：基体温度＞负偏压＞电流＞氮流量;对膜/基结合力的影响由大到小的顺序为：基体温度＞氮流量＞电流＞负偏压.综合考虑TiN薄膜的纳米硬度和膜/基结合力,获得的最优方案为：基体温度300℃,电流0.2A,负偏压-85 V,标准状态下氮流量4 mL/min.     

磁控溅射制备FeSi膜的性质

本文利用JGP-560CⅧ型带空气锁的超高真空多功能溅射系统在Si(100)和玻璃基底上沉积了介质薄膜、半导体薄膜、金属薄膜和磁性薄膜,通过实验研究得到各种薄膜较好的镀膜条件;并采用可变入射角椭圆偏振光谱仪对其中一些薄膜的光学性质进行了分析,研究了制备条件对薄膜在可见光范围内光学性质的影响;还研究了直流溅射、射频溅射、反应溅射的特点和它们的适用范围。     

磁控溅射制备FeSi膜的性质

本文利用JGP-560CⅧ型带空气锁的超高真空多功能溅射系统在Si（100）和玻璃基底上沉积了介质薄膜、半导体薄膜、金属薄膜和磁性薄膜,通过实验研究得到各种薄膜较好的镀膜条件;并采用可变入射角椭圆偏振光谱仪对其中一些薄膜的光学性质进行了分析,研究了制备条件对薄膜在可见光范围内光学性质的影响;还研究了直流溅射、射频溅射、反应溅射的特点和它们的适用范围。     

溅射气压对ZnO薄膜的影响

采用射频磁控溅射的方法,通过改变溅射气压,在玻璃衬底上沉积出具有C轴择优取向的ZnO薄膜。用X射线衍射仪（xRD）、扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）对不同溅射气压下ZnO薄膜的结构、断面和表面形貌进行研究分析。结果表明,随着溅射气压的降低,ZnO薄膜的（002）取向增强,薄膜的厚度增加,沉积速率加快,氧化锌薄膜的沉积速率从4nm／min升高到21nm／min。在溅射压强为2．5Pa时制备的ZnO薄膜粗糙度最小,大小为5．45nm。     

磁控溅射制备钛薄膜的结构和光学性质

利用直流磁控溅射技术在石英基片上沉积厚度为35～112nm的钛薄膜.采用X射线衍射仪和原子力显微镜分别对薄膜的微结构和表面形貌进行观测,用分光光度计测量样品的透射和反射光谱.选用德鲁特光学介电模型,通过拟合样品的透射和反射光谱数据的方法求解钛薄膜的折射率、消光系数和厚度.结果表明,随着厚度的增加,(100)面衍射峰强度增强,薄膜的结晶性能提高;膜厚为56nm时,样品的表面为多孔结构,而大于56nm时表面为连续膜的球形颗粒结构;随膜厚的增加,表面颗粒直径逐渐增大,表面粗糙度减小.在400～2 000nm波长范围内,薄膜的透射率随膜厚的增加而减小,反射率升高;折射率在2.5与3.4之间,消光系数在0.7与1.4之间,折射率和消光系数均随膜厚的增加而增加.     

磁控溅射制备的氧化钒薄膜的结构研究

用Ｘ射线光电子谱（ＸＰＳ）,原子力显微镜（ＡＦＭ）和Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）研究了磁控溅射制备的氧化钒薄膜的宏观、微观和电子学结构。建立了薄膜的相结构与ＸＰＳ谱中Ｖ２ｐ３／２特征峰的结合能之间的定量关系。给出了二氧化钒薄膜的ＡＦＭ像。所得到的二氧化钒热致变色薄膜的结构特性与光电特性相一致。     

室温溅射沉积ZnO:Al薄膜的工艺

ZnO:Al薄膜是一种N型宽带隙半导体材料,由于其大的载流子浓度和光学禁带宽度而表现出优良的光电特性.采用射频磁控溅射工艺,在室温下用氧化锌铝陶瓷靶(3wt%Al2O3)溅射沉积透明导电ZnO:Al薄膜,研究了各工艺参数,如氧流量、工作气压和射频功率对其光电特性的影响.实验结果表明:通氧量与靶材中含氧比例存在紧密联系,本实验在氧流量为0 sccm,射频功率400 W,Ar气为0.7 Pa,溅射时间为2.5 h的条件下,制备的ZAO薄膜最小方块电阻为65Ω/□,薄膜表面略显黄色.