PLD方法制备的纳米Fe/Al薄膜的结构及应力分析

采用PLD方法制备了Fe/Al合金薄膜,研究了Fe/Al合金薄膜的物相、结构、应力等。研究表明薄膜的沉积速率随着衬底温度的升高而降低。原子力显微镜(AFM)图像显示,薄膜表面平整、致密且光滑,均方根粗糙度小于1 nm。等离子体发射谱(ICP)表明Fe/Al原子比为1∶1。X射线小角衍射(XRD)分析表明薄膜中的物相是Al0.5Fe0.5,Al0.5Fe0.5晶体具有简单立方结构(SC),晶格常数为0.297 nm,平均晶粒尺寸为81.74 nm,平均微畸变为0.007 6。

ZnO薄膜PLD过程的机理及实验研究

讨论脉冲激光沉积原理,利用PLD在Si(001)衬底上生长ZnO薄膜,利用X射线衍射(XRD),原子力显微镜(AFM)等测试手段研究了不同衬底温度所生长的ZnO薄膜结构特征和性能。研究表明:衬底温度影响ZnO薄膜结构和性能。在500℃￣600℃沉积范围内随着温度升高,ZnO薄膜结构和性能提高。

沉积温度对ZnO薄膜波导的PLD生长影响的实验研究

采用PLD(脉冲激光沉积)技术在单晶硅(100)基片上制备出性能优良的ZnO薄膜,并通过XRD(X射线衍射仪)和SEM(扫描电镜)检测了其结晶情况,并分析了其沉积温度和结晶质量之间的相互关系,结果表明600℃时沉积的氧化锌薄膜材料的结晶性能最好。

PLD法制备氧化锌薄膜生长机制及发光特性的研究

利用PLD法在Si衬底上成功地制备了具有较好C轴择优取向生长的ZnO薄膜,从样品的XRD谱可以看出在环境氧压为20Pa,衬底温度为700℃时生长的样品的XRD谱(002)峰半高宽较窄,膜的结晶程度最好。不同的衬底温度下膜的生长机制也不一样,主要有:V-L-S机制和V-S机制。样品室温下的PL谱显示所有样品均出现UV发射和可见光区蓝绿光发射,而蓝绿光发射强度随氧压的增大而增强,表明样品的蓝绿光发射来源于样品中的受主缺陷。

氧分压对PLD制备ZnO薄膜结构和发光性质的影响

采用脉冲激光沉积(PLD)技术,在Si(100)衬底上制备出高度c轴取向的ZnO薄膜。通过X射线衍射(XRD)谱,扫描电镜(SEM)和室温光致发光(PL)光谱的测量,研究了生长气氛压强的改变对薄膜结构和光致发光的影响。实验结果表明,当氧压从10Pa升高到100Pa时ZnO(002)衍射峰的半峰全宽(FWHM)增大。可以认为这是由于较高的氧压下,到达衬底表面的离子动能减小。这样部分离子没有足够的能量迁移到生长较快的(002)面,c轴取向变差,导致(002)衍射峰的强度降低,半峰全宽增大。随着氧压增大,紫外发光强度增强。这可能是氧压变大,薄膜的化学配比升高,说明化学配比对UV发光的影响要大于薄膜微结构的影响。改变氧气压强对薄膜的表面形貌也有较大的影响。

高脉冲功率能量PLD法制备MgZnO薄膜中的沉积机理

用PLD法成功制备了一系列高质量的MgZnO薄膜。实验中发现高脉冲能量沉积薄膜的结构和发光特性随基片温度的变化规律与低脉冲能量下的结果不一样:基片在室温时高脉冲能量制备薄膜的XRD峰的半峰全宽比高基片温度时的结果相对更小;AFM显示其颗粒变大,柱状生长突出;PL谱紫峰与绿峰强度比最大,结晶质量反而提高。另一方面,与低脉冲能量时相反,增大氧气压强后高脉冲能量沉积的薄膜XRD半峰全宽变窄。结合实验现象和表征,合理解释了高脉冲能量沉积的机理。室温制备高质量MgZnO薄膜的PLD沉积机理对于以后在柔性衬底上沉积薄膜的研究有重要的参考价值。

原子力显微镜在PLD法制备ZnO薄膜表征中的应用

利用脉冲激光沉积(PLD)法在氧压为16Pa、衬底温度为400～700℃时,在单晶Si(100)衬底上制备ZnO薄膜,并通过原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)谱和光致发光谱对制得的薄膜样品进行表面形貌、结构特性和发光性质研究。其中通过原子力显微镜对样品的二维、三维以及剖面线图进行了分析。结果表明衬底温度700℃时得到的薄膜样品表面较均匀致密,晶粒生长较充分,结晶质量较高,相对发光强度高。控制氧压为5.7Pa,在衬底温度为600℃,沉积时间分别为10,20,45min制备ZnO薄膜样品;利用原子力显微镜对样品进行表面形貌观察,得知只有沉积时间足够长才能使薄膜表面晶粒充分生长。

脉冲激光沉积(PLD)法生长纳米ZnO薄膜的探索

在Si衬底上用脉冲激光沉积法生长C轴取向高度一致的ZnO纳米薄膜。实验制备ZnO纳米结构,其颗粒尺寸的控制是关键。通过改变衬底温度(400～700℃)和沉积时间,获得不同的ZnO纳米结构。SEM观察,在600℃时颗粒均匀且间隔明显,且该薄膜结构为不连续膜,这与其他衬底温度下所形成的薄膜结构有很大差异。XRD显示,600～700℃结晶良好。

用PLD法在MgO(100)衬底上生长ZnO薄膜的结构和光学特性

用脉冲激光沉积法在MgO(100)衬底上沉积了ZnO薄膜.衬底温度分别为400℃、550℃和700℃.利用X射线衍射(XRD)和光致发光谱(PL)对薄膜的结构和光学性能进行研究.X射线衍射的结果表明,在400℃和550℃下生长的ZnO薄膜具有高度c-轴择优取向,但是当衬底温度升高到700℃时,薄膜由单一的择优取向变为有两个较强的择优取向.通过光致发光谱可以发现,在550℃下生长的ZnO薄膜具有强的紫外发射和窄的FWHM,并且紫外发光峰的强度与ZnO薄膜的结晶质量密切相关.

基于PLD法制备ZnO:Eu^(3+),Li^+薄膜的发光性质研究

采用脉冲激光沉积(PLD)技术在Si(111)衬底上生长了Eu3+、Li+共掺杂的ZnO薄膜。分别对样品进行了X射线衍射(XRD)谱测试和光致发光(PL)谱分析,重点研究了退火处理对样品结构和发射光谱的影响。XRD谱测试表明,样品具有很好的C轴择优取向。PL谱研究表明,当用325nm光激发样品时,样品的发射光谱仅由ZnO基质的紫外发射和蓝光发射组成,并没有发现稀土Eu3+的特征发光峰;样品的蓝光发射源于电子从Zn填隙形成的浅施主能级到Zn空位形成的浅受主能级跃迁;和真空中退火的样品相比,O2中制备的样品的蓝光发射减弱,紫外发光增强。用395nm的光激发时,退火前样品分别在594nm和613nm处存在两个明显的Eu3+特征发光峰,退火后的样品仅发现Eu3+位于594nm的特征发光峰,这表明,退火处理不利于稀土离子的特征发射,但O2中退火的样品ZnO基质红绿波段发射光谱明显增强。

退火温度对PLD法制备ZnO:Eu^(3+),Li^+薄膜结构和发光性质的影响

采用脉冲激光沉积(PLD)法在Si(111)衬底上制备了Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜,分别在450,500,550和600℃条件下进行退火,退火气氛为真空。利用X射线衍射(XRD)仪和荧光分光光度计研究了退火温度对薄膜结构和光致发光(PL)的影响。研究结果表明,Eu3+,Li+共掺杂的ZnO薄膜具有c轴择优取向,Eu3+,Li+没有单独形成结晶的氧化物,均以离子形式掺入ZnO晶格中。PL谱中有较宽的ZnO基质缺陷发光,ZnO基质与稀土Eu3+之间存在能量传递,但没有有效的能量传递。随着退火温度的增加,薄膜发光先增强后减弱,退火温度为550℃时发光最强。当用395 nm的激发光激发样品时,仅观察到稀土Eu3+在594 nm附近的特征发光峰,但发光强度随退火温度变化不明显。

Au-MgF_2与Ag-MgF_2靶材制备的实验研究

Au-MgF2与Ag-MgF2薄膜是一种新型复合材料,PLD和磁控溅射是很好的镀薄膜方法。文章介绍了MgF2靶材、Ag-MgF2靶材及Au-MgF2靶材的制备方法。通过实验摸索,得出MgF2靶材的压片条件;通过不同温度下烧结MgF2靶材,得出了MgF2被氧化的初始温度及其烧结的最佳温度和烧结时间;通过与真空炉烧结及氩气保护中烧结对比,获得在空气氛围中烧结MgF2的简易方法。

NaF薄膜的结构与应力分析

采用脉冲激光沉积(PLD)法在Si(100)衬底上生长了NaF薄膜．分别用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对薄膜的微观结构、表面形貌以及薄膜应力进行了表征与分析．AFM测试结果表明,低激光能量密度下制备的薄膜表面均匀、致密,均方根粗糙度(Rms)仅为0．538 nm;XRD分析结果表明,用脉冲激光沉积方法制备的氟化钠薄膜在(222)晶面有明显的择优取向．应力分析薄膜的残余应力为压应力,应力大小随激光能量密度的增加而增加;XPS分析结果表明,热蒸发制备的NaF薄膜氧含量明显高于PLD方法制备的NaF薄膜的氧含量．热蒸发方法制备的薄膜中的氧含主要来源于水中的氧,PID方法制备的薄膜中的氧主要来源于游离态氧,说明PLD方法制备的薄膜不容易潮解．

脉冲激光沉积法制备Zn0薄膜中衬底温度对Zn0薄膜结构的影响

采用溶胶——凝胶法制备高纯的靶材,利用PLD法生长薄膜,成功地在Si衬底上生长了高质量的ZnO薄膜,系统的研究了衬底温度对薄膜生长的影响。采用XRD对薄膜结构进行分析。XRD测试表明,大部分薄膜都具有高度的C轴择优生长取向性,只有衬底温度过高薄膜结构才发生改变。

高密度高活性球形氢氧化镍的制备与性能控制

采用控制结晶法制备了高密度球形Ｎｉ（ＯＨ）２。研究了制备条件及产品的晶体结构与其电化学活性的关系。结果表明，要制备出高密度高活性的Ｎｉ（ＯＨ）２产品，不仅要严格控制反应和结晶的工艺条件，还要依靠专门的反应器，以便造成一个合适的流体力学条件。本实验所制备的产品具有晶粒细小、比表面积大（大于２５ｍ２·ｇ－１）和堆积密度高（大于２．１ｇ·ｃｍ－３）的特点。Ｎｉ（ＯＨ）２的晶体结构与其电化学活性关系密切，实验结果表明，（００１）晶面和（１０１）晶面的Ｘ光衍射峰半高宽分别大于０．７°和０．８°的产品，具有活性物质利用率高和大倍率充放电性能好的优点。

55NiCrMoV7钢回火组织特征与回火温度和时间的关系

采用X射线衍射(XRD)技术,研究了55NiCrMoV7热作工具钢回火过程组织的演化规律。结果表明,随回火温度增加,残余奥氏体逐渐分解,回火碳化物为M3C和少量VC;X射线衍射马氏体(211)峰半高宽随回火温度线性下降,随回火时间呈幂指数下降关系。并建立了回火组织特征马氏体(211)峰物理半高宽与回火温度、回火时间服从B=B0.e-(Dt)m定量关系的单一模型和分段模型。

Al_2O_3衬底上生长ZnO薄膜的结构和光学特性

用脉冲激光沉积法在A l2O3(0001)衬底上沉积了ZnO薄膜。衬底温度分别为300℃、400℃、500℃、600℃和700℃。利用X射线衍射(XRD)和光致发光谱(PL)对薄膜的结构和光学性能进行研究。X射线衍射的结果表明在不同温度下生长的ZnO薄膜均具有高度c轴择优取向,衬底温度400℃时,膜的应力较小质量较高。ZnO薄膜有很强的紫外发光峰,紫外发光峰的强度与衬底温度密切相关,并发现当衬底温度从300℃增到400℃时,紫外发射峰出现6nm的蓝移。

Si衬底上5.1W/mm功率密度的GaN HEMT

利用MOCVD技术在Si(111)衬底上生长了高质量的GaNHEMT材料.1μm厚GaN外延层XRD(002)摇摆曲线半高宽573″,(102)摇摆曲线半高宽668″.通过插入层技术实现2μm厚GaNHEMT材料无裂纹,室温二维电子气迁移率1350cm2/(V.s),方块电阻328Ω/□.1mm栅宽GaN微波功率器件饱和电流大于0.8A/mm,跨导大于250mS/mm,2GHz下最大连续波输出功率5.1W,增益9.1dB,附加效率达到35%.

IrO_2/ZnO薄膜接触结构的制备及电学特性研究

在氧化锌器件的应用中,高质量的金属/ZnO接触的制备是至关重要的问题。目前,在金属/ZnO接触的研究中,充当电极角色的多为不具有透明性的金属材料,使得氧化锌材料在光电子器件中的应用受到一定的限制。IrO2是一种既透明又导电的金属氧化物,具有较低的电阻率和较好的化学稳定性,其薄膜已被用作底电极和防热扩散层等。因此文中采用脉冲激光沉积方法(PLD)制备了IrO2/ZnO薄膜接触结构,用小角X射线衍射(XRD)对其进行表征,并测量该结构的电学特性。结果表明实验得到了生长良好的IrO2/ZnO薄膜接触结构,室温下为欧姆接触导电特性。

在镀镍蓝宝石衬底上生长ZnO薄膜研究

氧化锌(ZnO)是一种原料易得、价廉、毒性小的光电薄膜材料,具有巨大的开发潜力,但ZnO薄膜一般是采用异质外延的方式获得,晶体质量有待提高。采用激光脉冲沉积(PLD)方法,在镀镍(Ni)蓝宝石衬底上生长高质量ZnO薄膜。由于镀镍工艺成熟,能够起缓冲作用,缓解ZnO外延层和蓝宝石衬底之间的晶格失配,从而能获得较高质量的ZnO薄膜。通过不同条件下生长的样品对比测试及表征,结果表明,在Ni/Al2O3上生长极性面ZnO薄膜比直接在蓝宝石上生长ZnO薄膜晶体质量更好;同时发现PLD的生长温度对ZnO薄膜有较大影响,在550℃生长条件下,生长的极性面(c面)ZnO薄膜摇摆曲线半峰宽为0.547°,晶体质量明显优于无缓冲层生长的ZnO薄膜。