铜团簇束在硅上碰撞沉积的薄膜形貌和方块电阻

用一种新型磁控溅射气体凝聚团簇源产生Cu_n^-(n是簇原子个数)团簇束,当团簇束分别在偏压V_α为0,1,3,5,10kV的电场中加速后,在真空中,沉积在室温下的P-si(111)衬底上,获得Cu/P-Si(111)薄膜样品。用AFM分析表明:当V_α(?)3kV时,团簇束成膜,膜表面的粗糙度比常规磁控溅射小,且随V_α增加,粗糙度减小。用四探针测薄膜方块电阻,经归一化后可知:团簇束沉积,当V_α(?)3kV时,薄膜方块电阻大于常规磁控溅射的方块电阻,当V_α(?)5kV时薄膜方块电阻已小于常规磁控溅射方块电阻;对于团簇束沉积,薄膜方块电阻随沉积偏压V_α的增加而减小。

热涂法改善无机钙钛矿薄膜形貌

近几年来,无机钙钛矿太阳能电池因其有优异的热稳定性备受人们关注,基于CsBX3(B=Pb,Sn;X=I,Br,Cl)的太阳能电池光电转换效率已从2012年的0.9%提升到18%以上,表现出极大的发展潜力。然而,无机钙钛矿太阳能的商业化应用仍然面临着很多挑战。例如,无机钙钛矿在常温下相稳定性极差、对于薄膜形态和质量的控制需要较为复杂的工艺等问题。本文通过热涂的方法改善无机CsPbI2Br钙钛矿薄膜的形貌,减少薄膜孔洞和缺陷,提高薄膜的质量。通过优化工艺,将FTO/致密层TiO2/介孔层TiO2/CsPbI2Br/Spiro-MeOTAD/Au结构的太阳能电池的效率做到了10.1%,并表现出了优异的稳定性。

溶剂对刮涂法制备P3HT:PCBM活性层薄膜形貌及光电性能的影响

选用2种混合溶剂氯仿+四氢化萘和二氯苯+氯仿配制活性液,通过刮涂法制备了P3HT∶PCBM活性层,研究了不同溶剂物化参数对P3HT∶PCBM活性层薄膜形貌及其组装电池光电性能的影响。应用显微图像分析仪、紫外可见分光光度计和台阶仪对P3HT∶PCBM活性层薄膜形貌进行了表征;采用X-射线衍射仪和紫外可见分光光度计分别测试了P3HT∶PCBM活性层的晶型结构和吸收光谱;在AM 1.5G、100mW/cm2光照下,测试了电池的光电性能。结果表明:采用二氯苯+氯仿(9∶1)混合溶剂较氯仿+四氢化萘(19∶1)混合溶剂制备的薄膜具有良好的均一性、平滑度、晶体结构,长吸收波长,用其组装的大面积(4cm2)柔性有机太阳能电池光电转换效率提高37%。

薄膜形貌对紫外光电探测器的稳定性探究

研究了4,4,4"-三(苯基(间甲苯基)氨基)三苯胺(m-MTDATA)薄膜形貌对紫外光电探测器稳定性的影响。在不同界面上制备m-MTDATA薄膜,利用原子力显微镜分析形貌,并在此基础上制备了相应的紫外探测器。通过光谱响应测试系统研究不同器件的光响应度,并对器件的稳定性能进行了测试。通过原子力显微镜表征表明ITO/PEDTO:PSS衬底上m-MTDATA形成全覆盖薄膜仅需较低的厚度,修饰层改善了ITO界面的平整性以减少其表面的缺陷,提高了阳极对空穴的收集能力。并且使有机小分子活性层的晶粒更加稳定,抑制了紫外光的持续照射而引起的界面老化的问题,从而提高了器件的稳定性。

氩气压对磁控溅射制备CdZnTe薄膜形貌、结构和电学特性的影响

引言碲锌镉(CdZnTe,CZT)是一种性能优异的Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料,具有高原子序数、高电阻率、优良的载流子输运特性等优点[1-3]。相对于体晶体,CZT薄膜可进行大面积制备,在太阳能电池、工业和医疗用X射线成像等领域具有重要应用前景[4-5].真空蒸镀、磁控溅射、近空间升华等方法均曾被应用于CZT薄膜的制备[1,6]。其中磁控溅射法的优点是薄膜均匀性好、成分可控,可低温制备等[7-7].人们曾经研究过溅射功率、衬底温度.

钙钛矿太阳电池研究进展:薄膜形貌控制与界面工程

有机-无机杂化钙钛矿太阳电池因兼具低成本溶液加工和优异的光电转换性能在国际上倍受关注.基于其吸收强、迁移率高、载流子寿命长、可调控带隙以及可采用多种方式加工等优势,钙钛矿太阳电池在短短5年时间里,实验室小面积器件的能量转换效率已经从低于5%提高到近20%,模块器件的能量转换效率可达8.7%,其效率超过了很多其他类型太阳电池,接近可以商业化的水平.借助于相关材料性质理解和电池设计优化,钙钛矿太阳电池效率的进一步提升存在很大的潜力空间.本文通过文献综述,在回顾国内外钙钛矿太阳电池发展情况的基础上,着重讨论影响钙钛矿太阳电池性能的其中两个重要因素:薄膜形貌控制与界面工程,并分析了钙钛矿太阳电池面临的基础科学问题以及展望该技术的未来前景.

Sol-gel法制备(Ba_(0.95)Ca_(0.05))(Sn_(0.05)Ti_(0.95))O_3薄膜及升温速度对形貌的影响

用溶胶 -凝胶法制备了光滑的 (Ba0 .95Ca0 .0 5) (Sn0 .0 5Ti0 .95)O3(以下称BCST)薄膜。研究了热处理的升温速率和处理温度对薄膜形貌的影响。SEM测试结果表明快速升温和低温 (刚高出成晶温度 )有利于获得好质量的BCST薄膜。

NVD法制备TiO2薄膜及形貌的研究

采用一种新的制备薄膜的技术——超声雾化气相沉积法(NVD)，初步研制了一套采用该法制备薄膜的设备，已成功地用该设备制备出了TiO2薄膜。对薄膜形貌进行了初步的分析和研究，并用拉曼光谱对其进行了定性分析。

射频磁控溅射功率对Ni-Mn-Ga薄膜成分与形貌的影响

采用射频磁控溅射镀膜技术在P型Si(100)基片上沉积Ni-Mn-Ga薄膜。实验结果表明,射频溅射功率对Ni-Mn-Ga薄膜成分与形貌有显著地影响。Ni含量随溅射功率的升高呈先增加后减少的趋势,Mn含量呈先减少后增加的趋势,Ga含量几乎呈线性减少的趋势。薄膜的价电子浓度(e/a)变化较小。参考英国国家物理实验室数据中有关Ar气对不同元素溅射产额数据,对薄膜成分偏离进行理论分析。

偏压对电弧离子镀薄膜表面形貌的影响机理

在不同偏压下用电弧离子镀沉积TiN薄膜,采用扫描电子显微镜(SEM)观察薄膜表面大颗粒污染情况,并分析偏压对大颗粒的影响。结果表明,偏压对大颗粒的影响主要来自电场的排斥作用。直流偏压下,等离子体鞘层基本稳定,电子对大颗粒表面充电能力很弱,而脉冲偏压下,由于鞘层厚度不断变化,大颗粒不断进出于鞘层,电子对大颗粒表面的充电能力强,使其所带负电荷明显增多,受到基体的排斥力变大,大颗粒不易沉积到基体而使薄膜形貌得到有效改善。

2,7-二辛基[1]苯并噻吩并[3,2-b]苯并噻吩(C8-BTBT)的真空沉积薄膜生长、形貌和界面电子结构

两种材料的界面是物质交换和能量交换的场点,在电子器件中起着关键作用。同种材料可在不同基底材料上形成多种不同的薄膜形态,并展现不同的器件性能。本文综述了高迁移率有机小分子半导体2,7-二辛基[1]苯并噻吩并[3,2-b]苯并噻吩(C8-BTBT)在不同的功能材料上的真空沉积薄膜生长、界面过程以及界面电子结构。C8-BTBT分子的薄膜生长取决于衬底与C8-BTBT以及C8-BTBT分子之间的相互作用。在原子级光滑衬底上,C8-BTBT薄膜一般以层状模式生长,而在粗糙衬底上,C8-BTBT薄膜倾向于岛状模式生长。在电介质、半导体和导电衬底上沉积的初始C8-BTBT分子层显示出略有不同的晶格结构。界面层C8-BTBT分子的取向取决于衬底与有机分子的相互作用,但是在厚膜情况下表面层终将改变为直立构型。C8-BTBT与电介质或高功函数导电材料接触时表现为电子供体,这通常会诱导出指向C8-BTBT的界面偶极层,以及C8-BTBT侧朝向界面的向上能带弯曲。尽管C8-BTBT具有空气稳定性,但仍会在某些过渡金属,如镍、钴和化合物界面发生化学反应。C8-BTBT界面电子结构与其薄膜形貌和分子取向有关,当膜厚增加、分子取向从平躺到直立时,C-H会形成表面偶极层,导致电离能减小。本文提供了C8-BTBT的界面物理和化学过程的机制分析,并为基于C8-BTBT的电子器件的优化设计和制造提供参考。

薄膜材料形貌的计算机图像分形研究

薄膜材料的表面形貌直接影响到它的电阻率、介电常数等物理性能,描述薄膜材料的表面形貌对了解其可能产生的物理性能具有重要意义。由于分形盒维数能够综合反映出晶体大小,晶体的不规则程度、晶体排列的致密性等表面形貌结构特征,因而本文的研究拟运用计算机图像分析技术,从分形的角度综合描述薄膜材料表面形貌,并将其分形维数的大小和其电阻率的大小关联起来。本文的研究将有助于阐明晶体排列等结构与物理性能的关系,有助于指导材料制备。

GaInP薄膜KMC生长并行计算模拟与可视化研究

以金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术在GaAs衬底上生长GaInP太阳电池薄膜材料为对象,将MOCVD反应室内气体热流场CFD数值模拟的结果作为生长参数,运用动力学蒙特卡罗(KMC)方法对GaInP薄膜生长过程进行了并行计算模拟,给出了数据分布方式和通信优化策略进行负载平衡并降低通信开销,实现了真实沉积条件下基于大规模粒子的薄膜生长仿真,解决了单机计算能力的不足,缩短了仿真计算时间。模拟结果与试验一致性较好,为优化MOCVD生长GaInP薄膜的工艺参数提供理论依据,对于使用MOCVD生长高质量薄膜材料的太阳电池具有现实意义。

MOCVD的GaInP薄膜生长可视化研究

运用动力学蒙特卡罗(KMC)方法对金属有机化学气相沉积(MOCVD)生长GaInP薄膜过程进行了模拟;将模拟的结果与虚拟现实(VR)系统开发的软件开发包Open Inventor接口,实现了MOCVD反应室内GaInP薄膜生长过程的可视化仿真。模拟仿真结果准确直观地展示了MOCVD反应室内GaInP薄膜生长的过程,揭示了扩散时间和衬底温度对GaInP薄膜形貌的影响规律;可视化结果为优化MOCVD生长GaInP薄膜的工艺参数提供理论依据。

脉冲多弧离子镀制备类金刚石薄膜的结构分析

利用脉冲多弧离子镀技术在硅基底上沉积类金刚石薄膜．喇曼光谱和Ｘ 射线衍射分析表明：类金刚石薄膜是无定形结构；利用扫描电镜发现：类金刚石薄膜表面不光滑，石墨颗粒的大小和密度随厚度增加而增加，但薄膜致密．

一步溶液法制备有机-无机杂化钙钛矿薄膜

有机-无机杂化钙钛矿薄膜作为太阳电池的光吸收层,其薄膜的形貌、结构以及结晶程度等因素对电池的光电转换效率起到了决定性的作用,而薄膜的质量主要取决于制备工艺。采用一步溶液法制备了有机-无机杂化钙钛矿(CH_3NH_3PbI_3)薄膜,主要分析了在氟掺杂氧化锡(FTO)导电玻璃、玻璃和多晶硅3种不同衬底上生长CH_3NH_3PbI_3薄膜的形貌和结构的差异。结果表明,在FTO导电玻璃和玻璃衬底上生长的薄膜的晶粒尺寸和晶粒分布均匀,而在硅衬底上生长的薄膜的边缘晶粒尺寸大于中心处的晶粒,并详细分析了造成这种现象的原因。此外,在50℃的低温下对在FTO导电玻璃衬底生长的CH_3NH_3PbI_3薄膜进行了不同时间的退火处理。实验结果表明,随着热处理时间的增加,晶粒尺寸也增加,但是合成的CH_3NH_3PbI_3薄膜部分发生了分解。

恒电位电化学沉积Fe-Pt-B合金薄膜的研究

Fe-Pt合金薄膜作为最具有发展潜力的高密度磁记录材料而成为研究的热点．通过循环伏安法，得到了Fe-Pt-B合金薄膜最佳沉积电位。在优化条件下，采用电化学沉积法制备了Fe-Pt-B合金薄膜。利用X荧光光谱仪（EDX）、振动样品磁强计（VSM）和透射扫描电镜（SEM）对薄膜的组成、磁性能和形貌进行了初步研究．结果表明Fe-Pt合金薄膜中B的掺入可以增强薄膜的结晶度．

CaMn_7O_(12)块材的烧结与薄膜制备探究

利用固相烧结法制备了多铁性材料CaMn_7O_(12)多晶块材,断面扫描电子显微镜(SEM)形貌图显示样品的结构致密.以CaMn_7O_(12)多晶块材为靶材,利用磁控溅射方法在Sr Ti O3(STO)基片上制备CaMn_7O_(12)薄膜,XRD的θ-2θ扫描说明在STO(001)和STO(111)基片分别得到了CaMn_7O_(12)(003)薄膜和CaMn_7O_(12)(600)薄膜.原子力显微镜(AFM)扫描的薄膜表面形貌清晰,结合薄膜生长的晶格匹配度,分析CaMn_7O_(12)(003)薄膜和CaMn_7O_(12)(600)薄膜的生长.