CuGaSe_2∶Ge中间带半导体材料的制备

采用脉冲激光沉积(PLD)法在钠钙玻璃衬底上制备了CuGaSe2∶Ge薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对CuGaSe2∶Ge薄膜的晶体结构和表面形貌进行了表征,采用紫外-可见分光光度计分析了CuGaSe2∶Ge薄膜的光吸收、反射和透射特性。结果表明,在CuGaSe2中掺IV族元素Ge,价带到中间带和中间带到导带的光子吸收能量分别为0.89 eV和0.71 eV,禁带宽度为1.60 eV,能够形成中间带。

溅射功率对Ge_2Sb_2Te_5薄膜光学常数的影响

研究了溅射功率对 Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５ 薄膜的光学常数与波长关系的影响，结果表明，在波长小于 ５００ｎｍ的情况下，随溅射功率的增加非晶态薄膜的折射率ｎ先增加然后减小，消光系数Ｋ则逐渐减小； 在波长大于 ５００ｎｍ的情况下，随溅射功率的增加折射率 ｎ逐渐减少，消光系数ｋ先减小后增加．对于晶 态薄膜样品，在整个波长范围折射率ｎ随溅射功率的增加先减小后增加，消光系数ｋ则逐渐减少．薄膜样 品的光学常数，在长波长范围随波长变化较大，在短波长范围变化较小．讨论了溅射功率对 Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５ 薄膜的光学常数影响的机理．

Ge_2Sb_2Te_5相变薄膜光学及擦除性能研究

利用蓝绿激光对非晶态Ge2Sb2Te5相变薄膜进行擦除性能的研究,分别用1000ns, 500ns,100ns, 60ns脉宽的蓝绿激光进行实验.结果表明,一定脉宽下,反射率对比度随擦除功率的增加而增大 并且,在1000ns, 500ns, 100ns, 60ns的激光作用时间范围内,非晶态薄膜均可转变成晶态 对于脉宽为60ns的蓝绿激光,擦除功率大于4. 49mW以后,薄膜的反射率对比度高于15%,这表明Ge2Sb2Te5 相变薄膜在短脉宽、低擦除功率条件下,可具有较高的晶化速度 同时,分析了非晶态和晶态Ge2Sb2Te5 相变薄膜的光谱特性,对比研究了780nm, 650nm, 514nm和405nm波长处的反射率和反射率对比度。

溶胶-凝胶法制备Ge/SiO_2微晶复合薄膜

采用Ｓｏｌ－ｇｅｌ方法制备了ＧｅＯ２－ＳｉＯ２复合薄膜，并用Ｈ２／Ｎ２还原使得ＧｅＯ２转变成Ｇｅ微晶而镶嵌在ＳｉＯ２的玻璃网格中，其平均晶粒尺寸小于４ｎｍ 。随着热处理时间的增加，２４０ｎｍ 处吸收峰的强度随之增大，并且其吸收边产生红移，说明Ｇｅ

生长温度对Ge_2Sb_2Te_5薄膜的相变行为以及微观结构的影响

采用射频磁控溅射方法，分别在玻璃和具有本征氧化层的Si（100）基片上制备了Ge2Sb2Te5相变薄膜。利用X射线衍射仪、扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、紫外分光光度计等对薄膜进行了表征，研究了不同生长温度（室温～300℃）的Ge2Sb2Te5薄膜的表面形貌和结晶特性。分析结果表明：室温沉积的薄膜为非晶态；沉积温度为100℃～250℃时，薄膜转变为晶粒尺度约14nm的面心立方结构；300℃～350℃沉积的薄膜有少量的六方相出现。薄膜表面粗糙度随着沉积温度的升高逐渐递增，且薄膜的反射率变化与表面粗糙度有直接的关系。

激光作用下GeS_2非晶半导体薄膜的性能及结构变化

采用514.5石nm波长的氩离子激光器,结合X射线衍射分析（XRD）、红外光谱分析（IR）、扫描电镜分析（SEM）和透射光谱分析,研究了GeS2非晶半导体薄膜在激光辐照后的性能及结构变化.实验结果发现,经热处理和激光辐照后,薄膜的光学吸收边均移向短波长处,并且随着辐照激光强度和辐照时间的增加而增加,这种平移在退火薄膜中是可逆的.SEM结果分析表明,薄膜在激光辐照后有晶相出现,且随着辐照激光强度的增加,晶相更多.

溅射参数对Ge_2Sb_2Te_5薄膜光学常数的影响

研究了溅射参数对 Ge2 Sb2 Te5 薄膜的光学常数随波长变化关系的影响 ,结果表明 :(1)当溅射功率一定时 ,随溅射氩气气压的增加 Ge2 Sb2 Te5 薄膜的折射率先增大后减小 ,而消光系数先减小后增大 .(2 )当溅射氩气气压一定时 ,对于非晶态薄膜样品 ,在 5 0 0 nm波长以下 ,折射率随溅射功率的增加先增加后减小 ,消光系数则逐渐减小 ;在 5 0 0 nm以上 ,折射率随溅射功率的增加逐渐减少 ,消光系数先减小后增加 .对于晶态薄膜样品 ,在整个波长范围折射率随溅射功率的增加先减小后增加 ,消光系数则逐渐减少 .(3)薄膜样品的光学常数都随波长的变化而变化 ,在长波长范围变化较大 ,短波长范围变化较小 .探讨了影响 Ge2 Sb2 Te5

激光致溅射沉积Ge_2Sb_2Te_5薄膜的结晶行为研究

利用ＸＲＤ研究了激光致溅射沉积Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５薄膜的结晶行为;研究发现,与热致相变不同的是,激光致相变只发生从非晶态到ＦＣＣ晶态结构的转变,从ＦＣＣ到ＨＣＰ的结构转变不再发生,这有利于提高相变光盘的信噪比．Ｇｅ２Ｓｂ２Ｔｅ５薄膜的结晶程度受初始化功率和转速的影响．

Ge,Al共掺SiO_2薄膜的发光性能研究

用射频磁控溅射法制备Ge,Al共掺SiO2复合薄膜并以不同温度进行退火,得到具有特定光致发光性质的复合材料。经600℃退火的薄膜样品在260 nm谱线激发下,主要有398和494 nm发光峰。通过对样品的X射线衍射谱和X射线光电子能谱的测试,确定了薄膜的结构特征,同时对观察到的光致发光从理论上做了重点分析,认为双重配位的Si孤对中心和GeO色心中的三重激发态到基态(T1→S0)之间的辐射跃迁分别是产生414和398 nm发光峰的主要原因。实验结果表明,Al的掺入可能在GeO2晶粒中引入了新缺陷能级,从而产生494 nm这一特殊的发光带,同时Al的掺入也提高了398 nm发光峰的发光效率。

Al^(3+)对Ge/Al-SiO_2薄膜光致发光的影响

采用磁控溅射及后退火技术制备了不同组份和不同退火温度的Ge、Al共掺SiO2薄膜。通过对样品的X射线光电子能谱(XPS)测试,确定了薄膜的成分和结构特征;同时还测试了样品的光致发光谱(PL谱),得到了峰值位于420 nm附近的紫光发射峰和峰值位于470 nm的蓝光发射峰。实验结果表明,Al的掺杂不仅可以显著地提高GeNOV中心和SiNOV中心的光发射效率,还可以促进GeNOV缺陷和SiNOV缺陷中心的形成,进而有利于薄膜的光致发光。

Ge/Al-SiO_2薄膜材料的非线性光学特性

采用磁控共溅射及后退火技术制备Ge,Al共掺SiO2薄膜,通过X射线衍射谱和傅里叶红外吸收谱对样品进行表征,并采用皮秒脉冲激光器的单光束Z扫描技术研究薄膜的三阶非线性光学特性.研究结果表明:薄膜材料对1 064nm的光具有自散焦和双光子吸收效应,薄膜的三阶极化率χ(3)为3.84×10-16 m2.V-2.薄膜材料的三阶非线性极化率比SiO2和GeO2均有显著的提高,说明薄膜材料中的纳米Ge颗粒的量子限域效应及双光子吸收效应是其产生非线性光学效应增强的主要原因,同时Al的掺杂也促进了材料的三阶非线性光学效应的增强.

钛掺杂对Ge_2Sb_2Te_5薄膜相变特性的改善（英文）

利用椭偏光谱术与XRD对钛掺杂Ge_2Sb_2Te_5薄膜中钛元素对体系的光学性质及其微结构的影响进行了实验研究.进而对该薄膜进行变温阻抗实验表明,钛掺杂Ge_2Sb_2Te_5薄膜与未掺杂的薄膜相比具有更好的热稳定性.基于对薄膜样品的数据保持能力测试的实验数据,经阿伦纽斯外推处理可知,钛掺杂Ge_2Sb_2Te_5薄膜样品的10年数据保持温度要高于未掺杂Ge_2Sb_2Te_5薄膜样品.本文的实验结果均证实,钛掺杂Ge_2Sb_2Te_5薄膜更适合应用于相变随机存取存储器中.

Ge_2Sb_2Te_5薄膜相变行为及其对光存储特性影响

采用射频磁控溅射方法,在石英玻璃基片上制备了Ge2Sb2Te5相变薄膜.X射线衍射分析表明:室温沉积的薄膜为非晶态;170℃真空退火后,薄膜转变为晶粒尺度约为17nm的面心立方结构;250℃退火导致晶粒尺度约为40nm的密排六方相出现.研究了室温至450℃下薄膜相变的热力学性能.差热分析显示:薄膜的非晶相向fcc相转变的相变活化能为(2.03±0.15)eV;fcc相向hex相转变的相变活化能为(1.58±0.24)eV.薄膜反射率测量表明:面心相与非晶相的反射率对比度随着波长从400nm增加到1000nm在15%～30%变化,六方相与非晶相的反射率对比度在30%～40%.不同脉冲宽度的激光对非晶态薄膜的烧蚀结果显示:激光的能量密度对薄膜的记录效果有显著影响,在5mW、50ns的脉冲激光作用下,Ge2Sb2Te5薄膜具有最好的光存储效果.

射频磁控溅射技术制备Ge-SiO_2薄膜的结构和光学特性研究

用射频共溅射技术和后退火的方法,制备出埋入SiO2基质中的Ge纳米晶复合膜(ncGe/SiO2)。用XRD对薄膜的晶体结构进行了测试,未经退火的样品呈现非晶状态,600℃退火后的薄膜中开始有Ge纳米晶粒出现。研究了薄膜的Raman散射光谱,发现了其红移和宽化现象。测量了薄膜的光致发光谱,所有样品都在394nm处发出很强的光,随着Ge纳米晶粒的出现,样品有310nm和625nm处的光发出,其强度随晶粒平均尺寸的增大而增强。

Ge_2Sb_2Te_5薄膜光学性能和短波长静态记录特性的研究

利用直流磁控溅射制备了单层Ge2 Sb2 Te5薄膜 ,研究了薄膜在 4 0 0～ 80 0nm区域的反射、透过光谱 ,计算了它的吸收系数 ,发现薄膜在 4 0 0～ 80 0nm波长范围内具有较强的吸收 随着薄膜厚度的增加 ,相应的禁带宽度Eg 也随之增加 对Ge2 Sb2 Te5薄膜光存储记录特性的研究发现 ,在5 14 .5nm波长激光辐照样品时 ,薄膜具有良好的写入对比度 ,擦除前后的反射率对比度在 6 %～18%范围内

Ge-SiO2薄膜的结构和光学特性研究

用射频共溅射技术和后退火的方法，制备出埋入SiO2基质中的Ge纳米晶复合膜(nc-Ge／SiO2)。通过拉曼散射、光致发光和透射电子显微镜等手段研究了该复合膜的光学特性和薄膜结构。

聚焦脉冲激光作用下Ge_2Sb_2Te_5薄膜晶化过程及机理

采用聚焦脉冲激光研究了Ge2Sb2Te5薄膜在沉积和激光淬火两种非晶态下反射率与激光脉冲宽度变化的关系,发现沉积态的Ge2Sb2Te5薄膜在晶化触发阶段内的反射率随激光脉冲宽度增加而减小,经过激光淬火的非晶态Ge2Sb2Te5薄膜在晶化触发阶段内的反射率随激光脉冲宽度增加而变化平缓.本文借用气-液体系中过饱和度分析液滴形成的原理,从统计物理学角度详细研究了两种非晶态Ge2Sb2Te5薄膜在脉冲激光作用下的晶化过程及机理,结果表明,当Ge2Sb2Te5的非晶态程度处于未饱和或饱和状态时不形成晶核;当Ge2Sb2Te5的非晶态程度处于过饱和状态时,此时的Ge2Sb2Te5为亚稳态,可能形成大小不等的晶核,但只有半径大于临界晶核尺寸时才可能长大成晶粒.而应力降低晶化能垒,增加非晶态Ge2Sb2Te5的过饱和度是导致沉积态与激光淬火态的Ge2Sb2Te5薄膜在晶化触发阶段内反射率随激光脉冲宽度变化规律不一致的根本原因,并据此解释了Ge2Sb2Te5薄膜在这两种状态下的反射率随激光脉冲宽度的变化特点及规律.

脉冲激光沉积法制备的Ge(S_(90)Se_(10))_2硫系薄膜中的光致漂白效应研究(英文)

运用激光脉冲沉积法(PLD)制备了Ge(S90Se10)2薄膜,通过运用紫外汞灯对制备的薄膜进行不同时间的辐照,我们确定了达到饱和状态所需要的辐照时间(90分钟)。当薄膜处于饱和状态时,巨大的光致漂白效应被观察到了(ΔE=0.36ev)。此外,在本文中,我们也对光致漂白效应的机理进行了阐述,一种新型的光电子材料被发现了。

Ge/SiO_2和Ge/ZnO/SiO_2薄膜的磁控溅射制备及电学性能

采用射频磁控溅射方法以石英玻璃为衬底分别沉积制备出了Ge/SiO2和Ge/ZnO/SiO2薄膜。X射线衍射表明薄膜展示了明显的ZnO衍射峰和较弱的Ge衍射峰;傅里叶变换红外光谱曲线证明薄膜均具有各自的特征吸收峰;扫描电镜结果显示薄膜为颗粒状团簇结构,并且加入ZnO中间层可以有效的改善Ge层的质量。同时,对所得薄膜材料的电流-电压性能进行了研究,结果发现,Ge/SiO2薄膜的I-V曲线拟合后为斜线,相当于电阻;ZnO/SiO2薄膜为直线,可以认为是绝缘体;Ge/ZnO/SiO2薄膜在-10～10V之间电流电压呈线性关系,其电阻比Ge/SiO2薄膜小,当电压值超过15V之后,电流急剧增加而迅速使薄膜击穿,薄膜导通。

沉积温度对Ge_2Sb_2Te_5溅射薄膜结构、电/光性质的影响(英文)

在衬底加热条件下利用磁控溅射法制备Ge2Sb2Te5薄膜,利用X射线衍射仪表征各种沉积温度下薄膜的结构,差示扫描量热法(DSC)确定的薄膜晶化温度为168℃(加热升温速率为5℃/min)。用四探针法测试薄膜的方块电阻,分光光度计测试薄膜的反射率谱,并根据反射率数据讨论在波长为405和650nm时薄膜的反射率对比度同沉积温度关系。结果表明:室温沉积的薄膜为非晶态;在衬底温度为140℃条件下薄膜已完全转变为晶态Ge2Sb2Te5,在300℃时出现少量的六方相;低于140℃时易形成非Ge2Sb2Te5组分的其它晶相,它们对薄膜的电/光性质有很大的影响,可能是导致此类相变光存储薄膜使用过程中反射率对比度下降的原因。