CdIn_2O_4薄膜的AES分析

利用ＡＥＳ方法研究了ＣｄＩｎ２Ｏ４膜的成分分布。膜中的Ｃｄ、Ｉｎ和Ｏ成份随Ｏ浓度的变化而变化，并对股的电学性质有重要影响。

脉冲调制射频大气压SiH_(4)/He/O_(2)放电数值模拟研究

大气压等离子体放电由于设备简单,生产成本低,一直被广泛用于二氧化硅薄膜沉积中。较其他形式的放电,大气压脉冲放电由于其稳定、高效等特点在近年来引起了人们的广泛关注。为了更深入了解其反应机理,本文利用二维流体力学模型对脉冲调制射频大气压SiH_(4)/He/O_(2)的放电过程进行了研究,重点关注了脉冲放电中占空比与调制频率对等离子体的影响。结果表明:在平均功率相同的条件下,占空比对薄膜的沉积速率和质量具有重要影响。具体表现为,随着占空比减小,反应腔中各粒子密度均呈现出增加的趋势,且当占空比为0.4时,SiO_(2)密度约为10^(14) cm^(-3),高于连续放电三个数量级;同时电场对负离子的约束作用也随着占空比的减小而减弱,导致大量的负离子流向极板,形成了对薄膜的性能有益的负离子流;另外适当降低占空比还可以改善薄膜的均匀性。值得注意的是,适当降低调制频率也可以在不影响薄膜均匀性的情况下,提高薄膜沉积速率、改善薄膜附着性能,但其影响不如占空比显著。

垂直磁化NiCo_(2)O_(4)外延薄膜中的反常霍尔效应研究

亚铁磁材料NiCo_(2)O_(4)具有高度可调的电荷、自旋、轨道、晶格和缺陷效应,其良好的室温垂直磁各向异性使其在自旋电子学器件中具有重要应用。研究采用磁控溅射法在MgAl 2O_(4)(001)衬底上制备了NiCo_(2)O_(4)薄膜,其具有平整的表面形貌和良好外延结构。12和16 nm的NiCo_(2)O_(4)薄膜均呈现良好的垂直磁各向异性,16 nm的NiCo_(2)O_(4)薄膜中还出现了非常规的电输运特性,从200 K开始,随温度上升,其反常霍尔效应曲线表现出多步磁矩翻转现象,这种变化是由于NiCo_(2)O_(4)中多个磁相的互相叠加。NiCo_(2)O_(4)优异的磁电特性及其高度可调性,为设计高性能自旋电子学器件提供了实验依据。

镓酸锌薄膜材料的制备及研究进展

镓酸锌(ZnGa_(2)O_(4))作为尖晶石双金属氧化物,禁带宽度可达4.9 eV,具有优异的荧光性质、良好的化学稳定性和热稳定性,具有广泛的应用前景。ZnGa_(2)O_(4)可应用于光电领域,制备深紫外光探测器、NO传感器、金属氧化物半导体场效应晶体管,还可作荧光粉发光。为全面了解材料性质,本文详细介绍了ZnGa_(2)O_(4)的晶体结构、禁带宽度、光学等性能;相比块状、粉末,ZnGa_(2)O_(4)薄膜性能更加突出,因而本文重点介绍ZnGa_(2)O_(4)薄膜的制备及应用:总结了目前几种常见的外延ZnGa_(2)O_(4)薄膜的生长方法,讨论发展趋势、分析优劣的同时对比不同外延方法并探讨温度、氧分压、锌镓比等参数对制备高质量ZnGa_(2)O_(4)薄膜的影响;汇总讨论了目前ZnGa_(2)O_(4)薄膜制备的主流器件,对其未来前景进行展望,指出问题以期为后续的技术发展提供参考。

NiCo_(2)O_(4)薄膜的制备及其磁电性能研究

采用脉冲激光沉积(PLD)技术,在氧化镁(MgO(001))、钛酸锶(SrTiO_(3)(001))和铝酸镁(MgAl_(2)O_(4)(001))3种衬底上,外延生长钴酸镍(NiCo_(2)O_(4))薄膜。采用原子力显微镜(AFM)和X射线衍射仪(XRD)对NiCo_(2)O_(4)薄膜进行形貌表征和结构分析,测试结果表明NiCo_(2)O_(4)薄膜具有平整的表面和优异的结晶度。采用综合物性测量系统(PPMS)测试NiCo_(2)O_(4)薄膜的电输运及磁性能,通过对比发现在MgO(001)和SrTiO_(3)(001)衬底上生长的NiCo_(2)O_(4)薄膜呈半导体特性,并且磁性较弱,而在MgAl_(2)O_(4)(001)衬底上生长的NiCo_(2)O_(4)薄膜具有金属性和室温亚铁磁性,并且表现出明显的垂直磁各向异性。综合分析表明,不同衬底上制备的NiCo_(2)O_(4)薄膜受外延应变、沉积温度(T_(g))及氧分压(p_(O2))的影响,会表现出差异较大的磁电特性。通过优化衬底的选择以及生长参数的调整,本文可以制备出具有垂直磁各向异性的室温亚铁磁金属NiCo_(2)O_(4)薄膜,可用于微型自旋电子学器件的制备。

基于金刚石钝化散热的栅区微纳尺度刻蚀研究

片内热积累效应严重制约GaN器件向高功率密度应用发展,金刚石钝化散热结构的GaN器件热管控技术已成为目前研究重点,而金刚石栅区高精度刻蚀和控制是实现该热管理技术应用的关键工艺难点。因此,本文采用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀技术,以氮化硅作为刻蚀掩膜,对纳米金刚石薄膜进行栅区微纳尺度刻蚀工艺研究,系统分析了刻蚀气体、组分占比、射频功率等工艺参数对刻蚀速率的影响。结果表明,ICP源功率与氧气流量对刻蚀速率有增强作用,Ar与CF_(4)的加入对刻蚀过程具有调控作用。最终提出了基于等离子体刻蚀技术的高精度微纳尺度金刚石钝化薄膜刻蚀方法,对金刚石集成GaN器件热管理和金刚石高精度刻蚀技术具有重要的指导意义。