Si(100)衬底上Mg_(0.33)Zn_(0.67)O薄膜的结构及光学性能

采用射频磁控溅射法在Si(100)衬底上制备了Mg_(0.33)Zn_(0.67)O薄膜,研究了Mg_(0.33)Zn_(0.67)O薄膜的结构和光学性能。结果表明,Si(100)衬底上Mg_(0.33)Zn_(0.67)O薄膜呈六方纤锌矿结构,薄膜沿c方向取向生长,且c轴方向晶格增大0.03 nm。薄膜呈现优异的半导体特性,激子吸收峰位于297 nm,禁带宽度约为4.3 eV。薄膜平均粒径约为20 nm。薄膜在深紫外激发下的荧光发射位于368 nm。

Ni_(0.67)Mg_(0.33)O贮锂性能的研究

通过溶胶-凝胶法制备了Ni-Mg-O及作为对照物的NiO样品,研究了其电化学嵌锂性能,并对样品进行了XRD结构表征,Rietveld精化以及贮锂性能测试.结果表明:Ni-Mg-O电极由于Mg的掺入而抑制了其中Ni2+的还原,导致材料的比容量降低.但同时又因该样品形成均一的固溶体使得NiO分散效果较好,从而改善其循环性能.

溅射压强和退火气氛对Mg_(0.2)Zn_(0.8)O∶Al紫外透明导电薄膜结构与性能的影响

以自制Mg0.2Zn0.8O∶Al陶瓷为靶材,采用室温溅射后续退火磁控溅射工艺制备了Mg0.2Zn0.8O∶Al紫外透明导电薄膜。研究了溅射压强和退火气氛对Mg0.2Zn0.8O∶Al薄膜结构和光电性能的影响。结果表明:溅射氩气压强不影响薄膜的相结构,但对薄膜的取向生长和结晶质量有一定影响;薄膜的方块电阻随溅射压强的增加先大幅减小后有所增大,溅射气压为2.0 Pa时,薄膜的方块电阻最低;不同溅射气压下制备薄膜的透光范围均已扩展到了紫外区域,而且具有85%以上的高透射率,但溅射气压对薄膜的带隙宽度和透光率没有明显影响;室温下溅射制备的薄膜经真空退火处理后其导电性能显著提高,但在空气中退火处理后其导电性能反而有所下降。

Si衬底上Mg_(0.3)Zn_(0.7)O薄膜结构及光学性能

采用溶胶-凝胶旋涂法在Si衬底上制备了Mg0.3Zn0.7O薄膜,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外-可见荧光光谱仪和紫外-可见分光光度仪测试了Mg0.3Zn0.7O薄膜的结构和光学性能。结果表明:Si衬底上Mg0.3Zn0.7O薄膜以六方相ZnO纤锌矿为主,存在少部分立方相MgO,薄膜均匀,平均粒径约为40nm。吸收光谱中吸收边位于313nm,相应的带隙为3.96eV。发光光谱是峰值位于421nm的宽带谱,激发光谱范围宽,具有近紫外激发优势。

溅射功率对Mg_(0.2)Zn_(0.8)O∶Al紫外透明导电薄膜结构与性能的影响

以自制Mg0.2Zn0.8O∶Al陶瓷为靶材,采用磁控溅射工艺室温条件下在石英玻璃衬底上制备Mg0.2Zn0.8O∶Al紫外透明导电薄膜。研究溅射功率对Mg0.2Zn0.8O∶Al薄膜结构和光电性能的影响。测试结果表明:溅射功率不会明显影响薄膜中的成分及其浓度,并与靶材基本吻合;不同溅射功率下Mg0.2Zn0.8O∶Al薄膜均具有非常好的c轴择优取向生长特性,透光区域均扩展到紫外区域,而且随溅射功率从100W增大到200W,薄膜的晶粒有所增大,结晶程度明显提高,电阻率从50Ω·cm降低到不足1Ω·cm,透光率无明显差别,约为89%,带隙宽度略有减小,光吸收边略向长波方向移动,但溅射功率达到250W以后,薄膜质量有所下降,粗糙度增大,电阻率略有回升,透光率有所降低。

衬底温度对Mg_(0.1)Zn_(0.9)O薄膜结构及光学性能的影响

利用射频磁控溅射技术在不同温度的(100)Si和玻璃衬底上成功地制备了c轴择优取向的Mg_(0.1)Zn_(0.9)O薄膜。通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、紫外可见光分光光度计和光致发光谱研究了衬底温度对Mg_(0.1)Zn_(0.9)O薄膜结构、表面形貌和光学性能的影响,结果表明,在衬底温度为400℃时生长的Mg_(0.1)Zn_(0.9)O薄膜具有很好的c轴取向和较好的光学性能。用激发波长为300nm的氙灯作为激发光源得到不同衬底温度下Mg_(0.1)Zn_(0.9)O薄膜的室温PL谱。分析表明,紫外发光峰与薄膜的结晶质量密切相关,蓝光发射与氧空位有关。简单探讨了衬底温度影响紫外光致发光峰红移和蓝移的可能机理。

LMBE法生长Mg_(0.2)Zn_(0.8)O及MSM型紫外探测器的制备

采用激光分子束外延(LMBE)方法在蓝宝石(0001)面生长了高质量的Mg0.2Zn0.8O薄膜,并对薄膜在空气中900℃进行了1h的退火处理,然后采用剥离方法在薄膜表面制作了Al叉指电极,制备出MSM型Mg0.2Zn0.8O光电导紫外探测器.对响应时间的测试表明,探测器的上升时间仅为14.3ns,下降时间为6.5μs.

Zn缺位对Ba(Co_(0.6)Zn_(0.4))_(1/3)Nb_(2/3)O_3陶瓷性能的影响

采用传统固相反应法制备了Ba(Co0.58Y0.02Zn0.4-x)1/3Nb2/3O3(x=0,0.01,0.02,0.03,0.04,0.06)陶瓷,系统研究了Zn缺位对陶瓷的物相组成、微观结构和微波介电性能的影响。X线衍射(XRD)结果表明所有配方陶瓷的主晶相均为BaZn0.33Nb0.67O3-Ba3CoNb2O9(BCZN),并存在不同量的第二相Ba8CoNb6O24,适量的Zn缺位可提高BCZN体系的有序度,x=0.02时,其有序度最大。电镜扫描(SEM)结果表明适量的Zn缺位可促进烧结致密化,但Zn缺位过多,会使第二相增多,陶瓷的致密度恶化。随着x的增加,陶瓷的介电常数(εr)基本不变,但品质因数与频率的乘积(Q×f)得到了有效的改善,谐振频率温度系数(τf)先减小后增大。当x=0.02时,BCZN体系陶瓷的εr=35.12,Q×f=52 678GHz,τf=3.28×10-6/℃。

衬底温度对PLD法生长的Mg_(0·05)Zn_(0·95)O薄膜结构和发光特性的影响

用脉冲激光沉积(PLD)法在不同温度的Si(111)衬底上成功制备了c轴择优取向的Mg0·05Zn0·95O薄膜.通过X射线衍射(XRD)和光致发光谱(PL)研究了衬底温度对Mg0·05Zn0·95O薄膜结构和发光特性的影响,探讨了薄膜的结晶质量与发光特性之间的关系.结果表明,在衬底温度为450℃时生长的Mg0·05Zn0·95O薄膜具有很好的c轴取向和较强的光致发光峰.室温下分别用激发波长为240,300和325nm的氙灯作为激发光源得到不同样品的PL谱,分析表明紫外发光峰和紫峰来源于自由激子的复合辐射且发光强度与薄膜的结晶质量密切相关,蓝绿发光峰与氧空位有关.此外,探讨了衬底温度影响紫外光致发光峰红移和蓝移的可能机理.

石英玻璃衬底上纤锌矿Mg_(0.25)Zn_(0.75)O薄膜的结构及光学性能

MgxZn1-xO材料是一种新型光电功能材料.采用溶胶凝胶法在石英玻璃上制备了Mg0.25Zn0.75O薄膜,理论结合实验研究了Mg0.25Zn0.75O薄膜的结构和光学性能.研究表明,石英玻璃衬底上Mg0.25Zn0.75O薄膜呈六方纤锌矿结构,薄膜均匀,平均粒径约为20nm.吸收光谱表明吸收带边始于360nm,相应的禁带宽度为3.83eV.发光光谱包含三个发射峰,分别位于384.9nm(3.23eV),444.8nm(2.79eV)和533.6nm(2.32eV),激发光谱峰位于378nm.由于Mg离子的间隙缺陷导致Mg0.25Zn0.75O薄膜晶格增大,禁带宽度变宽,紫外、蓝光和绿光发射分别红移59,14和12.6nm.

衬底温度对Zn_(0.85)Mg_(0.13)Al_(0.02O)薄膜结构和发光特性的影响

采用射频磁控溅射方法,在Si(111)基片上制备出Zn0.85Mg0.13Al0.02O薄膜。X射线衍射(XRD)证实Zn0.85Mg0.13Al0.02O薄膜为单相六角钎锌矿结构,衬底温度从室温升高到500℃,薄膜沿c轴择优生长。原子力显微镜(AFM)测量显示薄膜表面粗糙度随衬底温度的升高由9.32nm增加到19.94nm。荧光光谱仪(PL)测量显示薄膜在397nm附近有强的紫光发射,在486nm处有弱的蓝光峰,随衬底温度的升高紫峰强度提高15倍。在可见光范围内,薄膜平均透过率随衬底温度的升高由75%增加到95%,薄膜光学带隙分别为3.18,3.18和3.19eV。分析表明紫峰来自于自由激子复合,蓝峰由俘获在施主能级Zn填隙中的电子与俘获在受主能级Zn空位中的空穴复合而产生发光。

Mg_(0.1)Zn_(0.9)O薄膜制备和光学性能研究

采用溶胶-凝胶技术在石英衬底上制备了Mg0.1Zn0.9O薄膜并研究了退火温度对薄膜结构、形貌和光学性能的影响.XRD结果表明,所有薄膜均呈六角钎锌矿结构,当退火温度高于700℃时,薄膜结晶质量变差;AFM结果显示,随退火温度升高,晶粒尺寸增大,当退火温度高于700℃时,薄膜表面出现团聚颗粒;UV-Vis结果表明,所有薄膜均在紫外区存在较强带边吸收,随退火温度升高吸收边红移;PL谱显示,所有薄膜均存在较强的紫外发射峰,随着退火温度升高,紫外发射峰逐渐红移且在700℃退火处理下紫外发射最强.