低温生长纳米ZnO薄膜的结构

采用气体放电活化反应蒸发技术(GDARE),以玻璃为衬底,在较低的温度下沉积纳米ZnO薄膜,用二次蒸镀法克服薄膜生长饱和问题、有效增加膜厚及改善薄膜质量。讨论了GDARE法低温下沉积纳米ZnO薄膜的生长过程及成膜机理。由原子力显微镜(AFM)和X-射线衍射谱(XRD)分析薄膜表面形貌和晶体结构,研究结果表明,二次蒸镀法沉积的双层纳米ZnO薄膜具有更好的结晶质量及长期稳定性,薄膜沿c轴高度取向生长,内应力较小,晶粒尺寸均匀,平均粒径约35nm,表面粗糙度降低。     

脉冲激光沉积法制备ZnO薄膜中衬底温度对ZnO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.     

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。     

注氮ZnO:Mg薄膜的热稳定性研究

利用溶胶凝胶方法在石英玻璃衬底上制备了ZnO:Mg薄膜,将能量56 keV、剂量1×1017ions/cm2的N离子注入到薄膜中.离子注入后,将样品在500-900℃的氮气中退火,利用X射线衍射(XRD)和光吸收研究了薄膜中缺陷的恢复过程.结果显示,离子注入层在600-900℃的退火过程中分解和蒸发现象明显,这个结果对利用离子注入技术制备p型ZnO有很重要的意义.     

射频反应溅射法制备SnO2-x纳米薄膜的气敏特性研究

采用射频反应溅射法在不同氧气分压下制备SnO2-x薄膜,然后在不同温度下对其进行退火处理．利用X射线衍射分析（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）等表征技术,研究了制备备件对SnO2-x薄膜的结晶性能和表面形貌的影响．研究结果显示．当氧气分压为50％时,可以制备出质量较高的SnO2-x纳米薄膜．当退火温度从450℃升高到550℃．样品的电阻率降低．退火温度500℃的样品在工作温度225℃时,对乙醇有较高的灵敏度．灵敏度达67％,对丁烷的灵敏度不高．     

模板法制备CuO纳米线

通过二次阳极氧化制备氧化铝模板，在氧化铝模板的纳米孔洞中，用电化学的方法沉积铜纳米线，经过500℃30h氧化处理，成功制备出CuO纳米线．分别用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和x射线衍射仪（XRD）对样品的形貌和晶体结构进行了表征测试．SEM观察结果显示氧化铝模板的纳米孔洞分布均匀，局域有序，孔心距约为110nm．TEM观察显示纳米线粗细均匀，样品的直径分别为40nm、60nm和80nm．XRD分析显示纳米线阵列的晶体结构为CuO．     

硅烷流量对热丝CVD制备多晶硅薄膜的结构及性质影响

采用热丝化学气相沉积法(HWCVD),以高纯SiH_4、H_2作为反应气源,N型(100)的单晶硅片和Corning 7059玻璃片作为衬底来制备多晶硅薄膜材料.在优化了其它沉积参数条件下,研究硅烷流量对多晶硅薄膜的结构及性质的影响.通过X射线衍射谱(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、紫外-可见光透射谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外吸收谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)分别对薄膜的晶粒大小、结晶取向、带隙宽度、Si-Si键的键合特性及表面形貌进行表征与分析.实验结果表明:在1 600℃的热丝温度条件下,硅片衬底上沉积的多晶硅薄膜在(111)面生长存在择优取向.随着硅烷流量的增加,硅片衬底上沉积的薄膜样品晶粒尺寸减小,氧含量降低,玻璃衬底上制备的薄膜样品光学带隙出现了展宽.相对其他薄膜,在硅烷流量为1.02 sccm时,硅片衬底沉积的薄膜得到了较好的沉积速率(0.239 nm/s),样品的晶粒尺寸得到优化.同时在硅烷流量为1.02 sccm时,玻璃衬底上带隙也得到了一定的优化.     

基片表面朝向对ZnO纳米线生长机理的影响

采用热蒸发ZnO粉末法,以金膜为催化剂,在两片表面分别朝上和朝下的Si(100)基片上生长ZnO纳米线(样品分别标为1#和2#)。X射线衍射(XRD)图谱上只存在ZnO的(002)衍射峰,说明ZnO纳米线沿(001)择优取向。通过扫描电子显微镜(SEM)表征发现,ZnO纳米线整齐排列在Si基片上,直径在100nm左右,平均长度为4μm。通过分析得出,两种基片上生长的ZnO纳米线的生长机理是不相同的:1#样品,在基片表面上先生长ZnO薄膜,再在薄膜上生长ZnO纳米线;2#样品,ZnO纳米线直接外延生长在基片表面。结果显示基片表面的朝向影响ZnO纳米线的生长机理。     

不同掺Al~(3+)浓度的ZnO:Al薄膜性能研究

采用溶胶-凝胶法制备ZnO:Al(ZAO)薄膜,得到了不同掺Al3 浓度的ZAO薄膜;利用X射线衍射仪分析、原子力显微镜、紫外-可见分光光度计及四探针法等仪器与方法对其性能进行了测试。通过分析比较,得出所制备的ZAO薄膜为多晶纤锌矿结构,薄膜表面平整、晶粒致密均匀;Al3 掺杂能提高其导电性能:低掺杂时,薄膜在紫外-可见光范围的透过率超过80%,并伴有蓝移现象产生;高掺杂时,其透过率无明显增加,但蓝移现象加剧,最大蓝移量达340nm。     

衬底效应对LiTaO_3薄膜制备的影响

用溶胶凝胶法在N型硅、P型硅、石英、铂、镍衬底上制备了钽酸锂(LiTaO3)薄膜,用XRD和SEM对钽酸锂薄膜性能参数进行了表征;发现掺杂少量环氧树脂能提高钽酸锂薄膜的均匀性,改善薄膜与衬底的粘附性;研究了衬底效应与薄膜厚度的关系,薄膜厚度超过0.2μm,Ni衬底的XRD峰值强度几乎不再出现,说明衬底对薄膜初始结晶取向有重要影响;利用不同衬底上生长钽酸锂薄膜,XRD研究结果表明:N型硅、P型硅、石英衬底上只能制备多晶钽酸锂薄膜,铂衬底上制备的钽酸锂薄膜在(012)晶向有强大的择优取向性,镍衬底上制备的钽酸锂薄膜有更好的C轴择优取向性,C轴择优取向系数可达0.082。     

ZnO纳米结构/p-GaAs的制备及其发光特性研究

利用脉冲激光沉积(PLD)技术及水热法分别在p-GaAs外延片上生长了ZnO薄膜和纳米棒.XRD及SEM测试结果表明,在GaAs衬底上生长的纤锌矿ZnO薄膜沿c轴方向生长,而ZnO纳米棒表现出多晶结构.室温下ZnO薄膜/p-GaAs的光致发光谱由一个近紫外发光峰(380nm)、一条中心波长位于550nm的可见发光带以及一个近红外发光峰(910nm)组成,分别对应于ZnO的近带边发射、与ZnO缺陷相关的深能级发射以及p-GaAs中Be受主能级相关的辐射复合.由于ZnO纳米棒膜层较厚且取向性差,ZnO纳米棒/pGaAs的光致发光谱中没有观察到明显的GaAs发光峰.     

ZnO纳米结构/多孔硅复合体系的结构和发光特性研究

利用脉冲激光沉积的方法分别在硅片和多孔硅衬底上沉积ZnO薄膜作为种子层,随后用溶液法生长了ZnO纳米棒,考察了衬底对纳米棒结构和发光性能的影响.XRD和SEM测量表明,制备的ZnO纳米棒为六角纤锌矿结构,有较好的c轴择优生长趋势,ZnO纳米棒顶端为平顶状.不同衬底生长ZnO纳米棒阵列的结构有很大差异.光致发光谱显示,多孔硅的橙红光和ZnO的发光叠加在一起,ZnO纳米结构/多孔硅复合体系在可见光区有很强的光致发光现象.     

ZnO基异质结构的制备及其光电特性

利用水热法以及脉冲激光沉积(PLD)技术分别在Si(100)和GaAs(100)衬底上制备了沿c轴高度取向的ZnO纳米棒,并对ZnO/p-Si以及ZnO/p-GaAs异质结的发光特性和电学特性进行了测量.通过对比两种衬底上生长的ZnO纳米结构的表面形貌和结晶质量,发现:生长在GaAs(100)衬底上的ZnO纳米棒排列整齐,结构致密,沿c轴择优生长取向较好.ZnO/p-GaAs异质结的光致发光光谱由三个主要的发光峰组成,分别是:380 nm附近的紫外发光峰、450~700 nm的黄绿光发光带以及850 nm左右的GaAs本征发光峰.通过计算得到该光致发光谱的色度坐标,与标准白光的CIE色度坐标(0.333,0.333)接近,这为进一步实现ZnO基固体白光LED发光器件提供了依据.     

以PVP为添加剂的BST薄膜制备与结晶性能

用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si(100)基片上沉积Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜,采用SEM、XRD、AFM分析薄膜的表面形貌和结晶行为。为抑制薄膜裂纹,在前驱体溶液中加入高分子聚合物聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。结果表明,经700℃退火1h,得到表面平整、致密、无裂纹和孔洞以及晶粒取向高度一致的薄膜。薄膜钙钛矿结构明显,并随温度的升高而趋于完善。在结晶初期形成规则的柱状晶粒在长大和吞并的过程中逐渐形成颗粒状晶粒。薄膜的晶粒大小和表面粗糙度随退火温度的升高而增大。在平均晶粒较大且晶界分明的情况下,薄膜的均方根粗糙度仍能保持在7.854nm左右。     

静电纺丝法制备SnO2多孔纳米管及其光催化性能研究

通过静电纺丝法制备了一种氧化锡一维多孔纳米管材料，获得的光催化剂用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见（UV-Vis）漫反射光谱表征，所制备的氧化锡多孔结构纳米管光催化剂表现出紫外光下（λ＜ 400 nm）增强光催化降解甲基橙的性能，光催化活性的增强是因为其巨大的比表面积和较小的晶粒尺寸.这一方法可以用于制备其他类型的一维多孔纳米管材料.     

纳米氧化锌的微乳液法合成及表征

采用油酸／正丁醇／NaOH溶液组成的微乳体系制备了纳米氧化锌，采用TG-DTA热分析、X-射线衍射（XRD）、激光粒度分布仪、荧光光度计、红外光谱法对产物进行表征．XRD分析结果表明：所制得的纳米ZnO为六方晶型，平均粒径为23．9nm，明显小于激光粒度分析结果．荧光分析结果表明，425nm左右处有一荧光蓝紫光发射峰．红外分析结果显示，随着煅烧温度升高和制备微乳体系中碱浓度的增大，Zn-O伸缩振动峰的吸收频率发生明显红移．     

Ga2O3/ITO/Ga2O3深紫外透明导电膜的研究

采用常压烧结方法制备了Ga2O3陶瓷靶,用X射线衍射仪、金相显微镜对Ga2O3陶瓷靶的结构和形貌进行了研究.用射频磁控溅射Ga2O3陶瓷靶材和直流磁控溅射ITO（锡铟氧化物）靶材分别制备了Ga2O3薄膜、Ga2O3/ITO/Ga2O3膜,用紫外-可见分光光度计、四探针测试仪对Ga2O3薄膜、Ga2O3/ITO/Ga2O3膜的光学透过率和电阻率进行了表征.Ga2O3薄膜不导电,光学带隙5.1 eV;Ga2O3（45 nm）/ITO（14 nm）/Ga2O3（45nm）膜在300 nm处的光学透过率71.5%,280 nm处60.6%,电阻率1.48×10-2Ω.cm.ITO层的厚度影响Ga2O3/ITO/Ga2O3膜的光电性质.     

室温沉积Cu夹层ZnO薄膜的光电性能

用磁控溅射技术在室温下制备了纳米Cu夹层ZnO薄膜,经X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计和四探针电阻测量仪等测试手段对薄膜的结构、光学性质和电学性质进行了测试.发现该薄膜随着Cu层厚度增加,ZnO层结晶性变差,可见光区域光学透光率减小,透射曲线蓝移,面电阻先迅速下降后缓慢下降.随着ZnO层厚度增加,薄膜c轴择优取向明显,压应力逐渐减小,光学透光率先增大后减小,面电阻随ZnO层厚度增加略有变化.     

衬底温度对a-Si1-xCx:H薄膜成分的影响

采用热壁低压化学气相沉积(LPCVD)技术,在Si(100)衬底上成功制备出了具有化学计量的氢化非晶碳化硅(a-Si1-xCx∶H)薄膜,并用傅里叶变换红外光谱仪和X射线光电子能谱仪对薄膜成分进行了分析,探讨了衬底温度对a-Si1-xCx∶H薄膜成分的影响,结果发现随着衬底温度升高,CH4分解效率得到提高,过量的C形成...     

氧化锌纳米材料的机械法制备及其光学性能研究

采用滚压振动磨在干法室温状态下大批量制备了氧化锌纳米材料,分别利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)对样品晶体结构和形貌进行了表征.结果表明,ZnO纳米颗粒平均粒径约为60 nm,材料结晶良好,无杂质.室温下光致发光(PL)谱显示,在390 nm处有近带边紫外发射峰,这属于激子态发光;同时,在510 nm处有较弱的绿光发射峰,而强度最强的是位于648 nm处的红光发射峰,这两种发射属于表面缺陷态发光.UV-Vis吸收光谱表明,产物在紫外区有很强的紫外吸收,吸收峰出现了蓝移现象,这种蓝移验证了材料存在键断裂等表面缺陷态.Raman光谱表明非极性光学声子模位于437.6com-1处,纵向光学模(LO)峰位于583.6 cm-1处.