分离打拿极电子倍增器性能提升技术研究

研究了磁控溅射法制备二次电子发射薄膜过程中氩气与氧气流量比和打拿极极间分压方式对电子倍增器增益及衰减特性的影响。研究表明,采用25∶5的氩气与氧气流量比所制备的MgO/(MgO-Au)双层结构薄膜具有最大的二次电子发射系数(SEY)和最小的SEY衰减率,同时利用该薄膜制作的九级打拿极电子倍增器具有最高的增益和最小的增益衰减率,这与该薄膜拥有最大的MgO晶粒尺寸和合适的导电性密切相关;采用第九打拿极与地之间的分压电阻阻值为3 MΩ且前八级打拿极极间分压电阻阻值均为6 MΩ的打拿极极间差异化分压方式制作电子倍增器能够提高器件增益,降低器件工作电压,并减缓在电子持续轰击下的增益衰减。该研究结果对高性能分离打拿极电子倍增器研制及其应用具有重要意义。

磁控溅射氧氩体积流量比对β-Ga_(2)O_(3)薄膜的影响

利用射频磁控溅射在c面单晶蓝宝石(Al_(2)O_(3))衬底上制备Ga_(2)O_(3)薄膜,研究了溅射过程中通入氧气与氩气的体积流量比对经过异位高温后退火处理得到的β-Ga_(2)O_(3)薄膜特性的影响。利用X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)对薄膜进行表征,结果表明β-Ga_(2)O_(3)薄膜沿着■晶面择优生长,具备较好的单一取向性。在氧氩体积流量比约为1∶20时,薄膜的结晶性能相对较好、表面晶粒分布较均匀、均方根粗糙度较小、晶粒尺寸较大。此外,吸收光谱表征结果表明,不同氧氩体积流量比下制备得到的β-Ga_(2)O_(3)薄膜的带隙变化范围为4.53~4.64 eV,在较低氧氩体积流量比下制备的β-Ga_(2)O_(3)薄膜表现出较优的光学性质,在波长200~300 nm内具有较好的吸收特性,表现出良好的深紫外光学特性。

碳分子筛分离氧氩过程的实验研究

基于碳分子筛动态吸附机理,建立了分离氧氩的实验装置.实验研究了流程形式、清洗比、吸附时间对碳分子筛分离氧氩过程性能的影响.结果表明,循环过程中增加产品气清洗阶段可以显著提高解吸气的纯度.为了得到质量分数为99.0%以上的氧气,循环过程中清洗比应控制在0.4左右,最佳吸附时间为60s.以95%氧、5%氩的混合气作为原料气,实验装置的产品气纯度可以达到99.4%,氧气回收率为42%.

氩氧分压比对ZnO薄膜的结构及电学性能的影响

采用射频磁控溅射法制备了氧化锌基薄膜晶体管(ZnO-TFTS),研究了氩氧分压比对ZnO薄膜生长以及ZnO-TFT电学特性的影响。结果表明:氩氧分压比为40/16和40/8时制得的ZnO-TFT样品,都存在氧过量现象,生长晶向都存在一定左偏移,有源层沟道都为n型,均工作在增强型模式下,饱和特性都较好,且都呈现出一个较大的负方向漏电流,但氩氧分压比为40/16时制备的ZnO薄膜结晶性更好,其所对应的ZnO-TFT具有更高的场效应迁移率和开关电流比,以及更低的亚阈值摆幅。

溅射气氛中O_2/Ar体积比对Al_xO_y薄膜结构及性能的影响

为了研制高阻隔性和适合微波加热的包装材料,在PET基底上采用射频电源,以纯Al为靶,氧气为反应气体,高纯氩气为等离子体,磁控溅射AlxOy/PET包装薄膜。红外光谱(IR)分析表明,氧化铝IR谱的峰值、强度和带宽等规律性的变化与通入的氧气量有关。XPS研究发现,Al-O伸缩振动峰的波数越高,AlxOy中氧原子的含量越高。薄膜的阻隔性测试结果表明,AlxOy膜的y值越大,其阻隔性能越好。

磁控溅射制备纳米TiO_2半导体薄膜的工艺研究与光谱分析

通过射频反应磁控溅射在玻璃基片上制备TiO2薄膜。采用X射线衍射仪和Raman光谱仪研究退火温度对薄膜晶体结构的影响;还探讨了磁控溅射氧分压对薄膜性能的影响。结果表明:磁控溅射制备的薄膜在不同温度下退火。300℃退火时薄膜没有结晶;400℃退火出现锐钛矿结构;500℃退火后薄膜锐钛矿结构更完善,(101)方向开始优先生长,是因为锐钛矿结构更完整。随着退火温度的升高晶粒长大拉曼光谱出现红移,拉曼光谱所反应的锐钛矿信息增强,500℃退火时197cm-1出现了Eg振动模式。和标准的单晶TiO2体材料相比,拉曼峰位置都略有红移是纳米量子尺寸效应造成的。氩氧比分别为9∶1、7∶3和6∶4溅射制备的薄膜通过400℃退火后的XRD衍射谱没有明显的区别,但拉曼光谱显示氩氧比为7∶3时结晶要完善些。

氧氩比对Ti掺杂ZnO薄膜结构和光电性能的影响

为优化Zn O∶Ti复合薄膜制备工艺,采用射频磁控溅射法在不同氧氩比条件下沉积Zn O∶Ti复合薄膜,得到的样品经由EDS能谱仪检测Ti掺杂质量分数为3%.分别利用台阶仪、扫描电子显微镜、X线衍射仪、分光光度计和霍尔效应仪对样品的沉积速率、微观结构和光电性能进行表征.结果表明:随着氧氩比逐渐增大,薄膜的沉积速率呈现先增加后减小的变化.所有Zn O∶Ti薄膜均为六角纤锌矿结构,具有(002)晶面择优取向;当氧氩比为1∶1时,薄膜样品的表面形貌和结构优于其他样品.经过在空气中500℃的退火处理,薄膜样品的结晶质量明显提高.所有Zn O∶Ti薄膜在可见光区透过率均大于90%.随着氧氩比的增加,薄膜样品的电阻率先减小后增加,当氧氩比为1∶1时,电阻率最小,为6.5×10-4Ω·cm,薄膜的综合性能达到最优.

氧氩比和退火温度对AZO薄膜结构与性能的影响

在通氩气和不同比率氧氩混合气体的条件下,利用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备铝(Al)掺杂氧化锌(AZO)薄膜(溅射功率为180W,衬底温度为300℃),并对部分薄膜样品进行400℃或500℃退火处理。采用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和分光光度计对薄膜的结构、表面形貌和光学性能进行测试研究。结果表明,制备的所有薄膜均呈现(002)晶面择优生长;与氩气溅射相比,当采用氧氩混合气体溅射时,生长的AZO薄膜晶粒尺寸显著增大;退火处理使2类薄膜的表面粗糙度都明显减小,晶粒也有所增大(7%~13%)。其中,在氧氩比为1∶2的混合气体中制备的薄膜,经过500℃退火后,晶粒尺寸最大(39.4nm),薄膜表面更平整致密,在可见光区平均透过率接近最大(89.3%)。

磁控溅射制备纳米TiO_2半导体薄膜的工艺研究与晶型分析

通过射频反应磁控溅射在玻璃基片上制备TiO2薄膜。采用X射线衍射仪、Ranman光谱仪和原子力显微镜研究退火温度对薄膜晶体结构和表面形貌的影响;还探讨了磁控溅射氧分压对薄膜性能的影响。结果表明:磁控溅射制备的薄膜在不同温度下退火,发现300℃退火薄膜没有结晶,薄膜表面呈圆形离散的颗粒状;400℃退火出现锐钛矿结构,是连续的致密均匀薄膜;500℃退火后薄膜锐钛矿结构更完善,(101)方向开始优先生长,空隙率变大,且锐钛矿结构更完整。随着退火温度的升高晶粒长大拉曼光谱出现红移,拉曼光谱所反应的锐钛矿信息增强,500℃退火时197cm-1出现了Eg振动模式。和标准的单晶TiO2体材料相比,拉曼峰位置都略有红移是纳米量子尺寸效应造成的。氩氧比分别为9∶1、7∶3和6∶4溅射制备的薄膜通过400℃退火后的XRD衍射谱没有明显的区别,但拉曼光谱显示氩氧比为7∶3时结晶要完善些。

氧氩比对Ta_(2)O_(5)栅介质薄膜晶体管电学性能的影响

为了有效提高薄膜晶体管的电学性能,采用了高介电常数的材料代替传统的SiO_(2)作为栅介质。相比传统的SiO_(2)薄膜,Ta_(2)O_(5)薄膜具有较大的介电常数,又能够与传统的半导体制备工艺很好地兼容,有很大潜力成为新一代的栅介质材料,更适用于新一代薄膜晶体管的发展。采用磁控溅射方法制备了Ta_(2)O_(5)薄膜,并以Ta_(2)O_(5)作为栅介质制备了AZO-TFT。研究了氧氩比条件对Ta_(2)O_(5)薄膜性质的影响,以及对AZO-TFT电学性能的影响;分析了Ta_(2)O_(5)薄膜的表面形貌及粗糙度对薄膜晶体管性能的影响;最后,对比了SiO_(2)栅介质与Ta_(2)O_(5)栅介质薄膜晶体管的电学性能。实验结果表明氧氩比为10∶90时Ta_(2)O_(5)栅介质TFT器件电学性能最优,与传统SiO_(2)栅介质TFT相比,电流开关比由1.02×10^(3)提升到2×10^(4),亚阈值摆幅从5 V·dec^(-1)降到1.5 V·dec^(-1),迁移率从1.6 cm^(2)/(V·s)增加到12.2 cm^(2)/(V·s),器件电学性能得到一定改善。

氧氩比对铒镱掺杂氧化锌薄膜的结构和光波导特性的影响

氧化锌作为一种良好的发光材料广泛应用于太阳能电池、气敏传感器、紫外探测器、光电器件、透明电极等诸多领域。文章应用磁控溅射技术制备铒镱掺杂的氧化锌薄膜,利用X射线(XRD)和棱镜耦合技术,分析研究了氧氩比对铒镱掺杂的氧化锌薄膜的结构和光波导特性的影响。结果表明:氧氩比对薄膜的结构和光波导特性有重要影响,当氧氩比为2:16时,薄膜的衍射峰的强度较大,半高宽(FWHM)较窄,有效折射率接近ZnO薄膜的折射率,降低氧氩比有利于增强薄膜的c轴择优取向。

基于O2/Ar比值估算海洋混合层群落净生产力的研究进展

群落净生产力(NCP)是海洋混合层中光合作用和群落呼吸作用的差值,代表了从表层海水向深层海洋输送的最大有机质量,是衡量生物活动对上层海洋碳循环影响的有效指标。海洋混合层的溶解氧浓度主要受物理过程和生物过程控制,而惰性气体氩(Ar)的分布主要受物理过程以及温度和盐度对溶解度的影响,由于O2和Ar具有相似的物理特性,因此氧氩比值(O2/Ar)消除了物理过程对海水中溶解氧的影响,其偏离平衡值的量(ΔO 2/Ar)可表征生物过饱和氧,并可据此估算群落净生产力。随着质谱技术的发展,连续走航测定O2/Ar比值技术得到广泛应用并可以获得高时空分辨率NCP分布,因此成为估算海洋混合层NCP的重要方法。本文介绍了基于O2/Ar比值法估算群落净生产力的原理,综述了用O2/Ar比值法估算海洋混合层中群落净生产力的研究进展,探讨了估算模型中存在的不足及解决办法,并对其未来发展方向做了展望。

氧氩比对SnO_2/Ag/SnO_2透明导电膜光电性能的影响

在室温及不同的氧氩比条件下,采用射频磁控溅射Ag层和直流磁控溅射SnO2层,在载玻片衬底上制备出了SnO2/Ag/SnO2多层薄膜.用霍尔效应测试仪、四探针电阻测试仪和紫外-可见-近红外光谱仪等表征了薄膜的电学性质和光学性质.实验结果表明:当氧氩比为1∶14时,所制得的薄膜的光电性质优良指数最大,为1.69×10-2Ω-1;此时,薄膜的电阻率为9.8×10-5Ω.cm,方电阻为9.68Ω/sq,在400～800nm可见光区的平均光学透射率达85%;并且,在氧氩比为1∶14时,利用射频磁控溅射Ag层和直流磁控溅射SnO2层在PET柔性衬底上制备出了光电性质优良的柔性透明导电膜,其在可见光区的平均光学透过率达85%以上,电阻率为1.22×10-4Ωcm,方电阻为12.05Ω/sq.

氧氩比对ZnO薄膜微观结构及光电特性的影响

采用JGP300型超高真空磁控溅射系统,在蓝宝石(Al2O3)、p-Si和氧化铟锡(ITO)导电玻璃衬底上制备了ZnO薄膜。使用X射线衍射仪(XRD)、紫外分光光度计(UV)、原子力显微镜(AFM)分析了氧氩比对ZnO薄膜晶体结构、光学特性和表面形貌的影响。测试结果表明:ZnO薄膜均为单一六方纤锌矿结构,且均表现出c轴择优取向。随着氧氩比的减小,ZnO(002)衍射峰强度增大,衍射峰半高宽(FWHM)减小。氧氩比为1∶4条件下制备的ZnO薄膜结晶质量较好。随着氧氩比的增大,ZnO薄膜表面粗糙度先增大后减小。在可见光范围内(波长400~700 nm),氧氩比为3∶2条件下制备的ZnO薄膜,平均透过率超过70%。

溅射气氛对RF反应磁控溅射制备ZnO薄膜微结构及光致发光特性的影响

用射频反应磁控溅射法在不同溅射压强和氩氧比下制备了ZnO薄膜,通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和光致发光（PL）谱等研究了溅射压强和氩氧比对ZnO薄膜结构和光学性质的影响。测量结果显示,所制备的ZnO薄膜为六角纤锌矿结构,具有沿c轴的择优取向;溅射压强P=0.6Pa,氩氧比Ar/O2=20/5.5sccm时,（002）晶面衍射峰强度和平均晶粒尺寸较大,（O02）XRD峰半峰全宽（FWHM）最小,光致发光紫外峰强度最强。

磁控溅射法制备五氧化二钒薄膜的表面粗糙度研究

V_2O_5是一种具有热致相变特性的新型非线性光学材料,被广泛应用于激光致盲防护领域。V_2O_5薄膜的表面粗糙度是影响其性能的重要因素。本文采用磁控溅射镀膜的方法在蓝宝石表面制备V_2O_5薄膜,通过控制氧氩比以及衬底温度,探究V_2O_5薄膜表面粗糙度与这两个因素之间的关系。实验表明,衬底温度较低(约300℃)时,表面粗糙度较小,且随氧含量变化不大;衬底温度较高(400℃以上)时,随着氧含量的增加,表面粗糙度变大。同时,当氧分压一定时,随着衬底温度的提高,薄膜的表面粗糙度也增大。

单斜氧化铜薄膜的磁控溅射制备及表征

采用磁控溅射,通过氧氩比的调制在玻璃衬底上沉积了单斜结构的Cu O薄膜,并重点研究了氧氩比对薄膜微结构及光学吸收边的影响。研究表明随着氧氩比的增加,薄膜逐渐从多相向单相转变,薄膜表面逐渐趋于光滑和平整,Cu O<-111>择优取向逐渐减弱。晶轴上的晶格畸变结果显示氧氩比对晶轴a,b和c的影响不尽相同。a,b轴上呈现的压应力均先明显增大然后变得稳定,而c轴上则呈现了压应力向拉应力的转变。氧氩比对晶格常数的影响反应了a,b和c轴上晶粒生长的各向异性。Cu O薄膜为直接带隙半导体,其1.9 e V附近的光学吸收边随着氧氩比的增加而略微蓝移,吸收边的蓝移归结于晶粒的量子尺寸效应。

溅射功率和氧氩比对TiO_2薄膜亲水性的影响

用直流磁控溅射制备TiO2薄膜,分析了氧氩比和溅射功率两项制备参数对退火后形成的锐钛矿二氧化钛薄膜亲水性的影响。实验结果表明,适中的氧氩比2∶3和功率126W下制备的薄膜具有很好的亲水性。

氩氧比与退火温度对磁控溅射VO_(2)薄膜结构与电学性能的影响

采用反应直流磁控溅射法,通过调控溅射过程中的氩氧比,在石英玻璃衬底上制备了氧化钒薄膜,研究了溅射气氛及后处理条件对其微结构与电学性能的影响。经450和500℃退火,薄膜中易形成VO_(2),而550℃退火时薄膜中会形成大量非4价的钒氧化物。薄膜在较高温度500℃下退火时结晶度增加,但薄膜颗粒之间的间隙更为明显,导致电阻率显著提高;同时其电阻率-温度曲线的热滞回线宽度较窄,在加热过程中相转变温度较高。当氩氧比中氧含量增加时,沉积的VO_(2)薄膜中生成了少量非4价的钒氧化物。结果表明,反应磁控溅射法制备的氧化钒薄膜的微结构、电阻率、相变温度等特性与氩氧比和后退火温度密切相关。

氧氩比对镓掺杂氧化锌薄膜晶体管性能的影响

在室温条件下使用射频磁控溅射设备在100 nm热氧化SiO_(2)上沉积镓掺杂氧化锌(GZO)薄膜,并制备成薄膜晶体管器件.研究薄膜沉积过程中氧氩比对GZO薄膜及器件的影响.使用紫外可见分光光度计表征薄膜的光学特性,通过扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察薄膜的表面形貌.实验结果表明,不同氧氩比条件沉积的GZO薄膜在可见光区的平均透过率均在90%以上.合适的氧氩比可以降低氧空位缺陷,使薄膜的陷阱态密度最小,当氧氩比为10∶90时GZO器件的电学性能达到最佳,迁移率为0.82 cm^(2)/Vs,阈值电压为5.01 V,亚阈值摆幅为2.51 V/dec,开关电流比达到1.27×10^(7).