电子束退火法制备ZnO薄膜

利用溶胶-凝胶法制备出ZnO的凝胶前驱膜,用电子束退火取代传统炉子退火,对前驱膜进行后处理,退火时固定电子束加速电压为10kV,退火时间为5min,调节聚焦束流和电子束束流,使退火温度在600~900℃范围内变化。扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和压电力显微镜(PFM)的测试结果表明,运用电子束退火法可制备出晶粒尺寸小于30nm、沿(002)择优取向、具有压电效应的六方ZnO薄膜,且随着退火温度的升高,晶粒尺寸逐渐变大,薄膜的结晶性和取向变好,压电效应越来越明显。

电子束退火法制备MgB_2薄膜的温度场模拟

利用ANSYS软件模拟电子束退火MgB_2薄膜过程的温度场分布,退火样品与样品台之间的接触热阻对退火温度影响很大,且此接触热阻会随退火参数(电子束能量和退火时间)发生变化,这给模拟工作带来很大困难。本文先通过热阻串联对样品进行等效简化,再利用热传导近似计算把接触热阻的效应等效在样品模型中,并将接触热阻随退火参数的变化转化为电子束能量转化效率的变化,得到修正后的热源模型,仿真所得温度值与实测温度值基本相符,这为电子束退火制备薄膜材料的研究提供了温度参考。

电子束退火法制备Li-N共掺杂多晶ZnO薄膜

为研究电子束退火对Li-N共掺杂Zn O薄膜性能的影响,首先利用溶胶-凝胶旋涂法在p型Si(111)衬底上制备Li-N共掺杂的Zn O前驱膜,然后用电子束对前驱膜进行退火。退火时,电子束加速电压10 k V,退火时间5 min,聚焦束流123 m A,束流为0.7~1.9 m A,最后得到Li-N共掺杂的Zn O薄膜。XRD谱分析表明,当束流高于1.5 m A之后,薄膜为六方Zn O和立方Zn O的混合多晶薄膜,且有金属Zn生成,导致薄膜有较强的绿光发射。SEM图片分析显示,薄膜的晶粒尺寸随束流增加而增大,当束流高于1.5 m A后,晶粒尺寸变化不大,约为60 nm。光致发光(PL)谱和激光拉曼谱的分析结果证实Li、N元素已掺入Zn O晶格中,PL谱中观察到Li元素掺杂引起的紫光发射,拉曼散射光谱中观察到N替代O位的缺陷振动模式。