直流磁控溅射制备PbTe薄膜

采用直流磁控溅射的方式，用PbTe靶材溅射沉积在玻璃基底上得到了PbTe薄膜，薄膜生长速率约为100nm／min，通过控制溅射时间可沉积几纳米到几微米的不同厚度的薄膜。PbTe薄膜是面心立方结构的纤维状生长的薄膜，溅射沉积时间对薄膜的晶粒大小和结构有较大影响，溅射时间越长薄膜的晶粒越大，薄膜结构越致密，具有片层状结构。得到的PbTe薄膜是富Te的P型半导体薄膜，其电阻率随着薄膜厚度的增大而减小。

PbTe薄膜磁控溅射生长及其微结构研究

利用磁控溅射法在BaF2(111)单晶衬底上生长了PbTe薄膜,通过原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外透射谱(FTIR)表征了溅射PbTe/BaF2(111)薄膜的微结构和光学特性.测量结果显示:溅射生长的PbTe/BaF2(111)薄膜表面由规则金字塔形岛和三角形坑组成的纳米颗粒构成,且薄膜沿<111>取向择优生长,其晶粒大小与表面纳米颗粒大小接近.室温下傅里叶红外透射谱及其理论模拟表明溅射生长的PbTe薄膜光学吸收带隙(Eg=0.351 eV)出现蓝移,与PbTe纳米晶粒的尺寸效应有关.

退火时间对磁控溅射Al/PbTe薄膜结构及性能的影响

采用RF磁控溅射法制备了Al/PbTe薄膜,并在真空电阻炉中对薄膜进行退火处理,研究了退火时间对Al/PbTe薄膜的表面形貌、物相组成、透射率和电阻率的影响。结果表明:所制备的Al/PbTe薄膜具有明显的〈100〉方向择优取向;随着退火时间的延长,薄膜的PbTe(200)衍射峰强度明显下降,并且出现了PbTe(111)衍射峰;退火后Al/PbTe薄膜表面出现了花状聚集,且随着退火时间的延长,花状聚集越来越密集和均匀;退火后Al/PbTe薄膜的吸收带向短波方向发生了少许偏移,随着退火时间的延长薄膜的透射率和电阻率都呈现先减小后增大的趋势。

PbTe(111)薄膜的分子束外延生长及其表面结构特性

采用分子束外延(MBE)方法在Ba F_2(111)衬底上直接外延生长了Pb Te薄膜。反射高能电子衍射(RHEED)实时监控的衍射图样揭示了Pb Te在Ba F_2(111)表面由三维生长向二维生长的变化过程。转动对称性的研究结合第一性原理密度泛函理论(DFT)的计算揭示了在富Pb及衬底温度(Tsub)为350°C的生长条件下,得到的Pb Te(111)薄膜具有稳定的(2×1)重构表面。Pb Te(111)-(2×1)表面覆盖Te膜后,通过300°C的退火处理,重构表面可完全复原,这为大气环境下Pb Te薄膜表面结构的保护提供了有效的方法。

射频磁控溅射法制备碲化铅薄膜的X射线衍射分析

采用射频磁控溅射法,在单面抛光的Si(111)衬底上制备了PbTe薄膜,利用X射线衍射法分析了溅射工艺参数如溅射功率、溅射时间、衬底温度以及退火温度对PbTe薄膜的结晶质量的影响。结果表明:在溅射功率为30W,溅射时间为10 min,衬底未加热时制备的薄膜具有最好的〈100〉方向的择优取向性;退火处理可以改善薄膜的结晶质量,并且退火温度越高,薄膜的结晶质量越好。

分子束外延PbTe单晶薄膜的反常拉曼光谱研究

采用分子束外延(MBE)方法在BaF2(111)衬底上生长了高质量的PbTe单晶薄膜,拉曼光谱测量观察到了表面氧化物的振动模、布里渊区中心(q≈0)纵光学(LO)声子振动模以及声子-等离子激元耦合模振动.随着显微拉曼光谱仪激光光斑聚焦深度的改变,各拉曼散射峰的峰位、积分强度、半高宽等都表现出不同的变化趋势.随着激光光斑聚焦位置从样品表面上方3μm处变化到表面下方3μm处,PbTe外延薄膜的LO声子频率从119cm-1移动到124cm-1.MBE原生PbTe样品与表面经腐蚀抛光处理后的样品相比,各散射峰强度的变化也体现出不同的趋势.以上这些现象都与各个拉曼散射峰具有不同的振动起源有关.而PbTe薄膜LO声子产生的频移,则可以从外延膜与衬底间的晶格失配引起的应变和弛豫角度加以解释.