锗纳米镶嵌薄膜的电致发光及其机制

采用射频磁控溅射技术 ,在Ge纳米镶嵌薄膜的基础上制备出电致发光器件。器件的结构为半透明Au膜 /Ge纳米镶嵌薄膜 /p Si基片。当正向偏压大于 6V时 ,用肉眼可以观察到可见的电致发光 ,但在反向偏压下探测不到光发射。所测电致发光谱中只有一个发光峰 ,峰位在 5 10nm ( 2 .4eV ,绿光 ) ,并且随着正向偏压的升高 ,峰位不发生移动 ;对于不同温度退火的样品 ,峰位也保持不变。

Cu/CaF_2复合团簇镶嵌薄膜的光学性质

利用溅射-气体-聚集（SGA）共沉积法，分别在方华膜和光学石英玻璃衬底上制备了Cu团簇嵌理在CaF_2介质中的Cu／CaF_2复合团簇镶嵌薄膜样品。透射电镜（TEM）分析表明，样品为多晶结构；样品的分光光谱仪测量和光Kerr响应表明，Cu金属的表面等离子体共振吸收频率明显依赖于样品中Cu团簇的大小，随着团簇尺寸的减小，样品共振吸收峰发生红移；并且在吸收峰位附近，表现出较大的第三级非线性系数。

溅射-气体-聚集共沉积法制备金属/金属(介质)复合团簇镶嵌薄膜

提出了溅射－气体－聚集共沉积制备金属／金属（介质）复合团簇镶嵌薄膜的新方法，并利用该方法成功地在方华膜衬底上制备了系列Ｆｅ／Ａｇ及ＣａＦ２复合团簇镶嵌薄膜样品。透射电镜分析结果表明，样品中Ｆｅ（Ｃｕ）团簇都较好地镶嵌于Ａｇ（ＣａＦ２）基质中，其结构为两种材料的多晶共存形态。进一步分析发现，与块材相比，Ｆｅ／Ａｇ样品中Ｆｅ团簇晶格常数呈现出不同程度的收缩，而Ｃｕ／ＣａＦ２样品中Ｃｕ团簇晶格常数则呈现出不同程度的膨胀。运用附加压力的模型对该现象进行了解释。

NdN－Fe_xN镶嵌薄膜的结构和磁性

ＮｄＮ－Ｆｅ＿ｘＮ镶嵌薄膜的结构和磁性顾卫东，姜恩永，白海力（天津大学应用物理学系天津３０００７２）镶嵌薄膜（或称之为颗粒膜）是指纳米尺寸的金属颗粒镶嵌在不相溶的介质基体上复合而成的薄膜￣［１］。自１９７５年￣［１］这种薄膜诞生以来，因其特有的结构而...

半导体纳米颗粒镶嵌薄膜光学性能的研究及进展

由于三维量子限域效应的作用,半导体纳米颗粒镶嵌薄膜材料呈现出与块体材料完全不同的光学性能,如非线性光学效应、光致发光等。这些优良特性使半导体纳米颗粒镶嵌薄膜材料在光电器件、太阳能电池、传感器、新型建材等领域有广泛的应用前景,并日益成为关注焦点。从这种材料的内涵及大概分类出发,阐述了其相关的光学理论,如三维量子限域效应、光致发光的机制等,介绍了III-V族(GaAs,GaSb,InP等)和IV族(Si,Ge)半导体纳米颗粒镶嵌薄膜的光学性能方面的研究进展。

镶嵌有纳米硅的氮化硅薄膜键合特性分析

采用螺旋波等离子体化学气相沉积(HWPCVD)技术制备了非化学计量比的氢化氮化硅薄膜,对所沉积样品及氮气环境中920℃退火样品的微观结构及键合特性进行了分析。Raman散射结果表明,薄膜中过量硅以非晶纳米粒子形式存在,退火样品呈现纳米晶硅和氮化硅的镶嵌结构。红外吸收和可见光吸收特性比较结果显示,薄膜样品的微观结构依赖于化学计量比以及退火过程,硅含量较低样品因高的键合氢含量而表现出低的纳米硅表面缺陷态密度;退火过程将引起Si—H和N—H键合密度的减少,因晶态纳米颗粒的形成,退火样品表现出更高的结构无序度。

射频磁控共溅射GaAs/SiO_2纳米颗粒镶嵌薄膜的光学性质

应用射频磁控共溅射方法和真空退火方法制备了GaAs SiO2 纳米颗粒镶嵌薄膜 .X射线衍射实验结果表明 ,经高温退火的薄膜中形成了面心立方闪锌矿结构的GaAs纳米晶粒 ,晶粒平均直径为 1.5— 3.2nm .吸收光谱展示了由于强量子限域引起的 1.5— 2eV的吸收边蓝移 .室温光致荧光 (PL)光谱显示了电子 重空穴激子与电子 劈裂空穴激子的近紫外和紫外双PL谱峰以及深俘获态的PL谱峰 .对实验吸收边蓝移量与有效质量模型的蓝移量的悬殊差别、俘获态PL谱的形成以及PL谱线的特征作了解释 .应用激光Z扫描技术测量了退火温度为 5 0 0℃的复合膜在非共振条件下的光学非线性 ,结果表明 ,复合膜的非线性折射率系数和非线性吸收系数都比块材GaAs相应的系数增大了 5个数量级 .

Fe/Ag复合团簇镶嵌薄膜微观结构和磁性的研究

提出了蒸发气体聚集（ＥＧＡ）共沉积制备复合团簇镶嵌薄膜的新方法，并分别在方华膜和单晶Ｓｉ（１１１）衬底上制备了系列Ｆｅ／Ａｇ磁性复合团簇镶嵌薄膜样品，对所制备的样品进行了透射电镜分析，Ｘ射线能谱分析和振动样品磁强计磁性测量。结果表明，样品中Ｆｅ、Ａｇ形成了相分离，为ｆｃ结构的Ａｇ和ｂｃｃ结构的Ｆｅ多晶共存形态；对应于不同大小的Ｆｅ团簇样品，与块材相比，Ｆｅ团簇的晶格常数呈现出不同程度的收缩，当团簇大小为８ｎｍ时，其晶格收缩量为５．７％。在８５Ｋ３００Ｋ的测量温度范围内，样品仍表现出铁磁性；随着测量温度的降低，样品饱和磁化强度逐渐接近于αＦｅ块材相应值。在低温时，样品矫顽力远远高于αＦｅ块材相应值，而随着测量温度的升高，样品矫顽力逐渐降低，但在室温时仍略高于αＦｅ块材值。

Ge-SiO_2纳米镶嵌薄膜的制备及光吸收特征

半导体-绝缘体纳米颗粒镶嵌复合膜是由半导体纳米颗粒镶嵌在不相溶的介质基体中而形成的薄膜.由于它兼具纳米颗粒与薄膜的双重特点,表现出许多独特的光学特性,展示出这种新型固体薄膜材料越来越广泛的应用前景,所以逐渐形成当前材料科学、凝聚态物理研究中值得重视的一个新领域.锗是应用较广泛,最重要的元素半导体材料之一,研究锗纳米颗粒镶嵌复合膜的制备工艺,微观结构以及物理性能之间的关系和规律。

纳米Si/SiN_x薄膜的制备及对Nd∶YAG激光器的被动调Q

为了研究纳米硅镶嵌氮化硅薄膜材料的被动调Q特性,采用射频磁控反应溅射法结合热退火处理在单晶硅衬底上制备该薄膜,用该样品作为可饱和吸收体,在凹-平腔中实现了氙灯抽运Nd∶YAG激光器的被动调Q运转,在抽运重复频率1Hz情况下获得脉宽最小可达19ns的调Q单脉冲输出。并且研究了该薄膜结构特性、激光器参数,如抽运电压、腔长对调Q脉冲输出性能产生的影响。在此基础上,对实验现象产生的原因做了分析讨论。结果表明,纳米硅镶嵌氮化硅薄膜有一定的调Q效果,具有潜在的研究及应用价值。

纳米Ge-SiO_2薄膜对1342nm激光的被动调Q

采用射频磁控溅射技术和热退火处理方法制备纳米锗镶嵌二氧化硅(Ge-SiO2)薄膜.利用光吸收谱和X射线衍射谱对薄膜材料进行表征,得到薄膜的光学带隙为1.12 eV,纳米Ge晶粒的平均尺寸约为16.4 nm.将纳米Ge-SiO2薄膜作为可饱和吸收体插入激光二极管泵浦的平-凹腔Nd∶YVO4激光器内,实现1 342 nm激光的被动调Q运转,获得脉冲宽度约为40 ns,重复频率为33.3 kHz的调Q脉冲序列输出.根据实验现象并结合薄膜结构,认为纳米Ge-SiO2薄膜的界面态和缺陷态是产生调Q的主要原因.

薄膜光学理论与膜系设计

O484.1 2001064072GaAs/SiO2纳米晶镶嵌薄膜的喇曼光谱与吸收光谱研究=Raman spectra and optical absorption spectra of GaAs/SiO2 nanocrystals embedded thin films[刊,中]/王浩,杨恢东,丁瑞钦（五邑大学数学物理系薄膜研究所.广东,江门（529020））∥光学学报.—

薄膜光学理论

O484.4 98042567非晶碳—聚酰亚胺复合薄膜的场致电子发射预击穿现象研究=Prebreakdown observed by field elec-tron emission experiments from amorphous car-bon—polyimide composite films[刊,中]/李运均,姚宁,何金田,庄志明,张兵临(郑州大学物理系及河南省基础及应用科学研究所.河南,郑州(450052)).

SiN薄膜三阶非线性增强的研究

采用射频磁控反应溅射法结合热退火处理技术制备纳米硅镶嵌氮化硅(ncSi-SiNx)复合薄膜。通过X射线能谱(EDS)、X射线衍射仪(XRD)的测定,对薄膜进行了结构及所包含硅晶粒大小的表征。采用皮秒激光器运用单光束Z扫描技术开展了对该复合薄膜的非线性光学性质的研究,测得其三阶非线性折射率系数和非线性光吸收系数分别为10-8esu和10-8m/W量级,并将薄膜这种三阶光学非线性的增强归因于量子限域效应。

纳米InAs镶嵌复合薄膜的制备及光吸收

采用射频共溅技术制备了InAs_SiO2 镶嵌复合薄膜 ,透射电子显微镜观察分析了该复合薄膜的微结构和形成规律 .结果表明 ,随着衬底温度的提高 ,复合薄膜中InAs的聚集状态经历由完全弥散到分形聚集再到纳米晶颗粒的转变 .测量了该复合薄膜室温光吸收谱 ,观察到了吸收边发生较大蓝移的现象 ,并用量子取域理论对这种现象进行了解释 .

纳米GaSb-SiO_2镶嵌复合薄膜的制备及光学性质

用射频磁控溅射技术制备出纳米GaSb颗粒镶嵌在SiO2 介质中的复合薄膜 .透射电子显微镜观察表明 ,纳米GaSb颗粒均匀地镶嵌在SiO2 介质中 .X射线衍射显示出GaSb ( 1 1 1 ) ,GaSb ( 2 2 0 )和GaSb ( 31 1 )典型的面心立方闪锌矿结构特征 .复合薄膜的室温光吸收谱表明 ,吸收边发生了较大的蓝移 ,并且 ,蓝移量随纳米GaSb的颗粒尺寸减小而增大 .复合薄膜的室温Raman光谱表明 :薄膜的Raman散射峰较块体材料的有较大的红移和宽化 .用量子限域理论和张应力效应对这些现象作了解释 .

玻纤增强聚酰亚胺模塑料生产新工艺

为解决短切玻璃纤维与基体树脂结合的均匀性问题 ,用薄膜镶嵌法制备了短切玻璃纤维增强聚酰亚胺PIGF -3和PIGF -9。研究结果表明 ,该复合材料不仅具有优良的耐热性 ,而且还具有优异的力学性能 ,2 5 0℃时弯曲强度≥ 2 0 0MPa。PIGF -3、PIGF -9被广泛用做各种复杂尺寸的高性能制件。

纳米InP镶嵌复合薄膜的制备和光学性质

用射频磁控共溅方法制备了InP-SiO2纳米颗粒镶嵌复合薄膜, 分析了它的结构和形成规律. X射线衍射和Raman谱结果表明, InP纳米颗粒呈多晶结构, 颗粒平均尺寸为3～10 nm. 观察到了InP纳米颗粒Raman峰的红移和宽化现象, 可用声子限域模型给予解释. 光学透射谱表明, 该复合膜的光学吸收边在整个可见光范围可调制, 用量子限域效应解释了光学吸收带边的显著蓝移现象. 对于该体系, 由有效质量近似模型得到的理论值明显大于实验结果. 分析表明, InP纳米颗粒的激子有效质量并非为常数, 而与颗粒半径成反比关系, 这可能是导致理论值与实验值差别的主要原因. 讨论了该复合膜中InP纳米颗粒由直接带隙向间接带隙转变的可能性.

氮化硅薄膜中纳米非晶硅颗粒的键合结构及光致发光

采用螺旋波等离子体化学气相沉积技术以N2/SiH4/H2为反应气体制备了镶嵌有纳米非晶硅颗粒的氢化氮化硅薄膜,通过改变N2流量实现了薄膜从红到蓝绿的可调谐光致发光.傅里叶红外透射和紫外-可见光吸收特性分析表明,所生长薄膜具有较高的氢含量,N2流量增加使氢的键合结构发生变化,非晶硅颗粒尺寸减小,所对应的薄膜的光学带隙逐渐增加和微观结构有序度减小.可调光致发光(PL)主要来源于纳米硅颗粒的量子限制效应发光,随N2流量增加,PL的谱线展宽并逐渐增强.