提拉法Ti:LiAlO_2晶体的生长、缺陷及N_2退火研究

本文采用提拉法成功地生长了钛掺杂浓度为0.1%原子分数的LiAlO2单晶体,借助光学显微镜,结合化学腐蚀法,对Ti:LiAlO2晶体(100)面空气退火前后的缺陷特征进行了研究,用AFM观测了(100)面晶片在不同温度下流动N2气氛退火过的表面形貌。结果表明:Ti:LiAlO2晶体(100)面的位错腐蚀坑是底面为平行四边形的锥形坑,位错密度约为5.0×104cm-2,900℃空气退火后晶片表面的位错腐蚀坑变大;N2退火能显著影响晶片的表面形貌,当退火温度为900℃时,晶片的均方根粗糙度(RMS)达到最低值。

γ射线辐照与O_2退火对Bi∶CdWO_4单晶体光谱性能的影响

用500和800℃,在氧气下,对掺Bi钨酸镉晶体进行热退火处理,测定了处理后晶体的吸收光谱与发射光谱。随退火处理温度的升高晶体的吸收强度降低,吸收边带发生蓝移。在373与980nm的光激发下,分别观察到发光中心为528nm的CdWO4晶体本征发光与发光中心为1 078nm的Bi 5+发光。晶体样品通过高温氧气处理,发光中心为528nm的荧光带强度增强,但发光中心为1 078nm的荧光带强度变弱。这可能是由于氧退火使Bi 5+转化成Bi 3+所致。经退火处理后,晶体的颜色逐渐变浅,透光率明显提高,这是由于晶体中氧空位减少所致。经γ射线辐照处理后,528nm处的发光增强,而1 078nm处的发光减弱,这可能是由于γ射线辐照后导致Bi 5+变成Bi 3+。

CdZnTe薄膜的CdCl_2退火及性能表征

采用近空间升华法制备了CdZnTe薄膜,并对其进行CdCl2退火,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、紫外光谱仪、I-V测试仪等研究了退火对薄膜表面形貌、成分、结构以及光电性能的影响。结果表明,经过CdCl2退火后薄膜的晶粒尺寸明显增大,晶粒分布更加均匀;XRD分析结果显示,退火后薄膜的最强峰(111)峰的半峰宽变窄,薄膜沿(111)方向的择优取向明显增强;退火后薄膜的光学透过率降低,截止边红移,光学禁带宽度减小;薄膜的电阻率在退火后下降了两个数量级。

CO_(2)激光退火不同外径锗芯光纤的扫描速度研究

对内径为41~43μm,外径约为188μm、251μm和270μm的锗芯光纤进行激光退火实验,研究CO_(2)激光沿光纤轴向扫描速度对锗芯拉曼峰频率和光传输损耗特性的影响。研究发现,激光扫描速度是决定退火后光纤特性的重要参数。对不同外径的光纤,达到最优退火效果的激光扫描速度不同,188μm、251μm和270μm外径的锗芯光纤分别为10 mm·s^(-1)、14 mm·s^(-1)和16 mm·s^(-1),光传输损耗分别为3.435 dB·cm^(-1)、2.147 dB·cm^(-1)和3.578 dB·cm^(-1)。使用COMSOL软件对退火过程中纤芯表面固定点的温度变化进行了模拟仿真研究,仿真结果显示激光退火过程中温度呈脉冲形变化。相同外径条件下,激光扫描速度提高,温度脉冲的峰值升高、谷值降低、单脉冲持续时间缩短;相同扫描速度条件下,光纤外径减小,温度脉冲峰值提高,谷值降低。

95%Ar+5%H2气氛退火对Ag/MoS2和Ag/BN/MoS2薄膜形貌和结构的影响

采用射频(RF)磁控溅射在室温下连续逐层沉积,然后在95%Ar+5%H 2混合气氛中进行500℃低温退火制备了Ag/MoS2和Ag/BN/MoS2纳米薄膜,采用拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)对其结构、组成和表面形貌进行了研究。结果表明:所制备的纳米膜均匀连续,界面紧密且清洁。95%Ar+5%H 2混合气氛中退火能强烈影响顶部MoS2层的形貌并有效去除MoS2中的杂质氧改善其结晶性、稳定性和结构完整性;顶部MoS2层在沉积态时呈细小颗粒状,退火后呈片层状和颗粒状混合形态,特别是引入BN层后促进了其向更大更薄的片状转变,且MoS2薄膜由块状变成类层状结构。另外,电性能表征显示Ag/MoS2具有良好的欧姆接触且电阻率低,引入BN层使得Ag与BN以及BN与MoS2的界面处产生肖特基势垒从而使Ag/BN/MoS2具有整流特性。

技术开发与应用——热退火影响微弧氧化TiO2薄膜表面特性的研究

由于具有质轻、刚度大、较高的熔点以及良好的耐腐蚀性和生物活性等，钛及钛合金被广泛应用于航空、军事以及生物工业。然而，在某些应用过程中钛及钛合金却显示出较低的抗磨损和接触腐蚀（相对负标准电位为-1．63V）。为提高其实际应用特性，许多表面改性方法已应用于钛及钛合金的表面处理，如：表面氧化，物理汽相沉积，化学汽相沉积和离子注入等。

Nb^(5+)掺杂与热处理对TiO_2基材料气敏特性的影响

TiO2是响应三甲胺(TMA)气体最佳的金属氧化物半导体材料,为保持TiO2基TMA旁热式气敏器件具有较高灵敏度和较低空气阻值(Ra),相应降低器件加热功率RH,本文通过N2气氛高温退火、高价Nb5+掺杂和长时间烧结等方法,提高TiO2基敏感材料电导率获得成功。实验与理论证明:降低氧分压可增强TiO2自身半导化程度;掺入10％左右Nb2O5,Nb5+替代Ti4+形成固溶体,可使TiO2得到最佳半导化效果;采用长时间的烧结处理,促使Ti3+转化为Ti4+,进一步提高材料电导率和器件稳定性,从而为制造低阻、高灵敏度、高选择性动物食品测鲜传感器开辟了一条新途径。

响应[N(NH_3)_3]气体TiO_2敏感材料低阻化研究

通过N2气氛高温退火、Nb2O5掺杂和采用梳状电极结构等方法,成功提高了TiO2基敏感材料的电导率。实验证明,降低氧分压可增强TiO2自身半导化程度;掺入10%左右Nb2O5,Nb5+替代Ti4+形成固溶体,可使TiO2得到最佳半导化效果;采用梳状电极结构,可以在一定程度上减小器件阻值,从而为制造低阻、高灵敏度、高选择性动物食品测鲜传感器开辟了一条新途径。

SiN_X覆盖层厚度对非晶In-Ga-Zn-O薄膜退火晶化的影响研究

采用射频磁控溅射在二氧化硅衬底上沉积一层厚度200nm的非晶In-Ga-Zn-O(IGZO)薄膜,并在IGZO膜层上沉积厚度分别为20nm、50nm、60nm、70nm、90nm的SiNX薄膜覆盖层,于350℃条件下N2气氛中退火1h。采用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、能量色散谱仪(EDS)对IGZO薄膜的微观结构及成分进行研究。研究结果表明,退火后无覆盖层的IGZO膜层仍为非晶状态,70nm以上SiNX覆盖层下的IGZO薄膜不发生晶化。与此不同,20~60nm的SiNX覆盖层下IGZO膜层与SiNX覆盖层的界面处存在纳米凸起柱,使IGZO薄膜与SiNX覆盖层的接触界面脱离,此厚度的SiNX覆盖层具有诱导非晶IGZO薄膜晶化的作用,IGZO膜层内部的晶粒直径约10nm。成分分析结果表明,结晶处In原子含量增加,IGZO薄膜中In原子的局域团聚是IGZO薄膜发生晶化的原因。

电沉积Cu(In,Ga)Se_2预置层硫化退火制备Cu(In,Ga)(Se,S)_2薄膜及表征

在550℃下的H2S气氛中退火处理电沉积制备的Cu(In,Ga)Se2(CIGS)预置层,制备了太阳电池光吸收层Cu(In,Ga)(Se,S)2(CIGSS)薄膜.采用X射线能量色散谱、俄歇电子能谱、扫描电镜、X射线衍射和拉曼光谱对退火前后的薄膜进行表征.结果表明,H2S气氛下退火能够实现薄膜中O的去除和S的掺入,同时使得各元素的纵向分布更加均匀并可消除Cu-Se微相.此外,H2S退火还可改善薄膜的结晶性能,并使S和Ga进入黄铜矿结构,薄膜晶格参数变小.