摘要:

以Ar和H2为溅射气体,采用Si和SiO2双靶活性溅射技术实现了镶嵌纳米晶硅(nc-Si)的富硅氧化硅(SiOx)薄膜的300℃低温生长,并分析了氢气掺入对薄膜微观结构及键合特性的影响.结果表明,氢气流量比的增加导致纳米硅粒子尺寸增加,而生长速率逐渐减小.薄膜中Si-O键合结构以Si(O4)键为主,随H2流量比的增加,Si-O4-nSin(n=0,1)键密度减小,Si-O4-nSin(n=2,3)和SiH2键密度持续增加,而所对应Si-H键密度呈现先减小后增加趋势,该结果可解释为等离子体内氢原子对反应前驱物中氧的去除效应增强和氢原子与表面氧的解吸附反应几率的增加.

摘要:

采用射频磁控溅射法,在较低的衬底温度(100℃)下,改变溅射时间,制备了一组氧化锌(ZnO)薄膜.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线能谱仪(EDS)、傅里叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱和紫外-可见分光光度计对制备的ZnO薄膜的微观结构、形貌和光学特性进行了研究.XRD图谱表明,制备的ZnO薄膜具有良好的结晶性和c轴择优取向,随着溅射时间的增加,(002)衍射峰的强度先增大后降低,溅射时间为40 min时,(002)衍射峰的强度达到最大,衍射峰半高宽最小;AFM测试表明制备的ZnO薄膜表面呈现球状颗粒,随着溅射时间的延长,薄膜的颗粒尺寸和表面均方根粗糙度均逐渐变大;EDS结果显示溅射时间较长(40 min和60 min)的ZnO薄膜,O和Zn的原子比更接近1:1.FTIR光谱中,发现位于408 cm-1附近的ZnO的E1(TO)声学模式和位于380 cm-1处的A1(TO)模式;拉曼光谱中,观测到了分别位于99 cm-1和438 cm-1处的ZnO的E2(Low)和E2(high)模式拉曼特征峰;紫外-可见透过光谱显示,在可见光范围,ZnO薄膜具有高的透光率,平均透光率高于90％,ZnO薄膜的光学禁带宽度范围为3.27～3.28 eV,溅射时间为40 min时,ZnO薄膜的光学禁带宽度最接近单晶ZnO的.

摘要:

低温沉积 α-Al2O3薄膜是拓展其实际工程应用的关键.本研究以Al、α-Al2O3和Al+15wt％ α-Al2O3为靶材,用射频磁控溅射在Si(100)基体上沉积氧化铝薄膜.用掠入射X射线衍射(GIXRD)、透射电子显微镜(TEM)、能谱仪(EDS)对所沉积薄膜的相结构和元素含量进行研究,用纳米压痕技术测量薄膜硬度.结果表明,在550℃的基体温度下,反应射频磁控溅射Al+α-Al2O3靶可获得单相 α-Al2O3薄膜.靶中的 α-Al2O3溅射至基片表面能优先形成α-Al2O3晶核,在550℃及以上的基体温度下可抑制 γ 相形核,促进 α-Al2O3晶核同质外延生长,并最终形成单相α-Al2O3薄膜.

摘要:

采用等离子体增强化学气相沉积技术实现了nc-SiOx/SiO2多层结构薄膜在220℃的低温沉积,并对其450℃N2+ H2形成气体退火前后的微结构及其发光特性进行了研究.结果表明,直接沉积的纳米硅多层薄膜未观察到较明显的室温发光,而形成气体退火后样品出现峰值位于780 nm附近较强的光致发光,归因于活性氢能有效钝化纳米硅表面悬键,提高了材料的发光强度.结合瞬态发光谱分析,采用量子限制-发光中心模型可以合理解释纳米硅多层结构的发光特性.

摘要:

黄龙景区高寒冷水型钙华沉积地貌环境中生存着大量的嗜冷微生物.为了探究这些微生物在低温及高浓度Ca2+和HCO3-水环境中的代谢产物对钙华沉积的影响,本实验选取黄龙嗜冷细菌的两种特征代谢产物L-苯丙氨酸和L-半胱氨酸,通过模拟低温、含较高浓度的Ca2+和HCO3-的实验环境,并利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)等分析方法,来探讨氨基酸对矿化体系中碳酸钙沉积速率及其晶型和形貌的影响.实验结果表明:在特定模拟环境条件下,(1)L-苯丙氨酸和L-半胱氨酸均能促进碳酸钙的沉积.L-苯丙氨酸对晶型影响不大,产物均为方解石型碳酸钙,但是L-苯丙氨酸能抑制方解石晶面棱边的生长,使得晶体出现多面不规则的立方体形态;(2)L-半胱氨酸除诱导并促进方解石型碳酸钙的合成外还可以诱导文石型碳酸钙的合成.该结果可为黄龙地区钙华的生物成因研究提供一定的基础数据.

摘要:

采用电子回旋共振-等离子体增强金属有机物化学气相沉积(ECR-PEMOCVD)技术,在康宁7101型普通玻璃衬底上沉积了高度C轴择优取向的多晶GaN薄膜.利用反射高能电子衍射(RHEED),X射线衍射(XRD)对样晶进行检测,研究了在低温(430℃)沉积中氮气流量对GaN薄膜结品性的影响.并且利用原子力显微镜(AFM)和室温光敏发光(PL)谱研究了薄膜的表面形貌和发光特性,发现薄膜表面形貌较为平整,其发光峰由较强的紫外近带边发光峰和极其微弱的绿光发光峰组成.

摘要:

介绍了一种ECR微波放电和脉冲激光沉积相结合低温沉积AlN薄膜的新方法.在ECR氮等离子体环境中用脉冲激光烧蚀Al靶,以低于80℃的衬底温度在Si衬底上沉积了AlN薄膜.结合样品表征和等离子体光谱分析,探讨了膜层沉积的机理,等离子体中活性氮物质的存在是Al-N化合的重要因素,等离子体对衬底的辐照促进膜层的形成.

摘要:

低温薄膜晶体管(TFT)的研究是开发大面积柔性衬底集成电路的基础.采用底栅TFT结构并入刻蚀阻挡层和钝化保护层,通过工艺参数和工艺流程的设计,研制了100℃低温氢化非晶硅TFT.实验对氢化非晶硅活性层、氮化硅介质层薄膜以及TFT特性进行了测试.所研制的低温TFT导通电流与截止电流之比高达106,场效应电子迁移率为0.825 cm2/Vs,表明适于柔性衬底工艺的100℃低温TFT得到了有效实现.

摘要:

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法,在玻璃衬底上不同的氢稀释比下低温制备了微晶硅(μc-Si:H)薄膜.利用拉曼(Raman)散射谱研究显示当H2稀释比从95%升高到99%,所得硅膜晶粒大小从2.98 nm增加8.79 nm,晶化率从24%增加到91%;暗电导测试结果从1.32×10-6scm-1增加到7.24×10-3scm-1;沉积速率却大大降低.沉积出的薄膜在进行高温炉退火后,扫描电镜(SEM)显示样品表面孔洞变大增多,推测是氢逸出所致.

摘要:

在柔性聚酰亚胺衬底上低温制备Cu（In，Ga）Se2薄膜太阳能电池，Na的掺入会改善电池特性，但不同的掺Na工艺对Cu（In，Ga）Se2薄膜和器件特性的改善机理不同．本实验通过对比前掺NaF和后掺NaF工艺发现，在前掺Na工艺下，由于Na始终存在于Cu（In，Ga）Se2薄膜生长过程中，Na存在于多晶Cu（In，Ga）Se2薄膜晶界处，起到了扩散势垒的作用，导致晶粒细碎、加剧两相分离，同时减小了施主缺陷的形成概率；而在后掺Na工艺下，掺入的Na对薄膜的结构及生长不产生影响，仅仅起到了钝化施主缺陷、改善薄膜缺陷态的作用．同时，研究表明，后掺Na工艺中，NaF必须依靠外界能量辅助才能扩散进Cu（In，Ga）Se2内部，实验结果证实，只有衬底温度达到350℃以上时，掺入的NaF才能较好地改善薄膜特性．最终经掺Na工艺的优化，得到低温工艺制备的柔性聚酰亚胺衬底器件效率达10．4％．