刘雪珍
,
鲍善永
,
张欢欢
,
马春雨
,
徐晓明
,
张庆瑜
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00369
采用脉冲激光沉积的方法, 利用Zn0.95Co0.05O陶瓷靶, 在不同氧气压力下制备Zn1-xCoxO薄膜. 利用X射线衍射(XRD)、电子探针、吸收光谱对薄膜中Co含量、Co2+离子比例以及相组成进行了定量分析, 研究了沉积过程中氧气压力对薄膜中Co含量的影响, 定量讨论了薄膜中Co含量、Co2+离子比例以及相组成与薄膜室温磁性之间的关系, 分析了薄膜磁性的起源. 分析结果表明: 薄膜中Co含量随氧气压力增大而减少, Co以替位Co2+离子为主. 精细XRD分析表明, 薄膜中存在纳米尺度的金属Co团簇, 其含量与薄膜室温磁性估计的结果一致, Zn1-xCoxO薄膜的室温磁性归因于金属Co纳米团簇的超顺磁磁化机制.
关键词:
Co掺杂ZnO; 稀磁半导体; 磁学性能; 磁化机制; 定量分析
马春雨
,
李智
,
李勇
,
张庆瑜
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2004.02.002
采用反应射频(RF)磁控溅射法在n型(100)单晶Si基片上沉积了ZrO2薄膜,研究了氧分压与ZrO2薄膜的表面粗糙度和沉积速率、SiO2中间界层的厚度以及ZrO2薄膜的折射率之间关系.结果表明:随着氧分压增高,薄膜的沉积速率降低,表面粗糙度线性地增加;在低的氧分压情况下,Si基片表面的本征SiO2层的厚度增加幅度较小,在高的氧分压情况下,Si基片表面的本征SiO2层的厚度有较大幅度地增加;在O2/Ar混和气氛下,溅射沉积的ZrO2薄膜的折射率受氧分压的影响不显著,而在纯氧气气氛环境下,ZrO2薄膜的折射率明显偏低,薄膜的致密性变差.
关键词:
反应射频磁控溅射
,
ZrO2薄膜
,
沉积速率
,
表面粗糙度
李洪婧
,
马春雨
,
李帅
,
董武军
,
张庆瑜
功能材料
利用反应射频磁控溅射技术,首次利用氧化铜作为溅射靶,在氮气和氩气的混合气氛下,制备出N掺杂的Cu2O薄膜。通过改变沉积温度,研究了氮掺杂Cu2O薄膜的结构特征和生长模式以及光学特性。研究结果表明低温沉积时,薄膜表现为比较强的（100）织构;随着沉积温度增加到500℃,薄膜逐渐转变为（111）织构,沉积温度增加导致的临界成核自由能的增加是决定薄膜织构特征的重要因素;原子力显微镜分析发现不同沉积温度的薄膜表面形貌的空间标度指数α〉1,属于表面扩散支配的薄膜生长机制;薄膜表面形貌的空间标度指数和关联长度随沉积温度的变化与薄膜织构度之间存在明显的关联;不同温度沉积的氮掺杂Cu2O薄膜的禁带宽度为（2.52±0.03）eV。
关键词:
Cu2O
,
氮掺杂
,
生长机制
,
光学特性
马春雨
,
苗春雨
,
李树林
,
王文娟
,
张庆瑜
功能材料
采用反应射频磁控溅射技术制备HfTaO薄膜,利用X射线衍射（XRD）分析了薄膜的微结构,通过紫外-可见光分光光度计测量了薄膜的透过谱,计算了薄膜的折射率和禁带宽度,利用原子力显微镜观察了薄膜的表面形貌。结果表明,随着Ta掺入量（10%,26%,50%）的增加,HfTaO薄膜的结晶化温度分别为800、900、950℃,Ta掺入量继续增加到72%,经过950℃退火处理的HfTaO薄膜仍然保持非晶态,具有优良的热稳定性。AFM形貌分析显示非晶HfTaO薄膜表面非常平整。在550nm处薄膜折射率n随着Ta掺入量的增大而增大,n的变化区间为1.90～2.15。同时HfTaO薄膜的光学带隙Eg随着Ta掺入量的增大而逐渐减小,Eg的变化区间为4.15～5.29eV。
关键词:
HfTaO薄膜
,
磁控溅射
,
光学性能
,
热稳定性
李智
,
苗春雨
,
马春雨
,
张庆瑜
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.01281
采用射频磁控溅射技术制备HfLaO薄膜, 利用X射线衍射(XRD)分析了薄膜的微结构, 通过紫外?可见光分光光度计测量了薄膜的透过谱, 计算了薄膜的折射率和禁带宽度, 利用原子力显微镜观察了薄膜的表面形貌. 结果表明: 沉积态HfLaO(La: 25%~37%)薄膜均为非晶态, 随着La掺入量的增加, HfLaO薄膜的结晶化温度逐渐升高, HfLaO(La~37%)薄膜经900℃高温退火后仍为非晶态, 具有优良的热稳定性, AFM形貌分析显示非晶薄膜表面非常平整. 随着 La掺入量的增加, HfLaO薄膜的透射率先降后增, 在可见光范围薄膜均保持较高的透射率(82%以上). HfLaO薄膜的折射率为1.77~1.87. 随着La掺入量的增加, HfLaO薄膜的折射率呈先增后降的变化趋势, 同时HfLaO薄膜的Eg逐渐降低, 分别为5.9eV(La~17%)、5.87eV(La~25%)、5.8eV(La~33%)和5.77eV(La ~37%).
关键词:
HfLaO薄膜
,
magnetron sputtering
,
thermal stability
,
optical properties
张欢欢
,
李智
,
苗春雨
,
马春雨
,
张庆瑜
功能材料
采用反应射频磁控溅射方法制备Zn1-xMnxO薄膜(0≤x≤0.25),并在不同温度下进行退火处理.通过原子力显微镜、薄膜X射线衍射、透射电子显微镜和透射光谱对薄膜的成分、表面形貌、微结构和光学性质进行了研究.结果表明,薄膜结晶质量明显地依赖于掺杂Mn元素的浓度,所有薄膜都表现了沿(002)晶面方向择优取向生长,当Mn含量为7%时,Mn完全进入ZnO晶格,无纳米级第二相析出,当Mn含量超过13%时,会有ZnMnO3杂相析出.Mn掺杂ZnO薄膜(Zn1-xMnxO,s≈0.07)经600～800℃退火处理后,薄膜的光学带隙发生蓝移,带隙能由3.17eV升高到3.27eV,当退火温度高于700℃时,薄膜中压应力得到释放.
关键词:
Mn掺杂ZnO薄膜
,
射频磁控溅射
,
微结构
,
光学特性
刘明
,
魏玮
,
曲盛薇
,
谷建峰
,
马春雨
,
张庆瑜
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2008.01096
采用反应射频磁控溅射方法, 在Si(001)基片上制备了具有高$c$轴择优取向的ZnO薄膜. 利用原子力显微镜、X射线衍射、透射光谱和室温光致荧光光谱等分析技术, 研究了氧分压对薄膜的表面形貌和光学特性的影响. 研究结果显示: 0.04～0.23Pa的氧分压范围内, ZnO薄膜存在三个不同的生长模式, 薄膜生长模式转变的临界氧分压分别位于0.04～0.08Pa和0.16～0.19Pa之间; 在0.16Pa以下时, ZnO薄膜的表面岛呈+c取向的竹笋状生长; 当氧分压>0.19Pa时, 薄膜的表面岛以-c取向生长为主; ZnO薄膜的折射率、光学带隙宽度以及PL光谱强度均随着氧分压的增大而增大, 氧分压为0.19Pa时, 薄膜的发光峰最窄, 其半峰宽为88meV.
关键词:
ZnO薄膜
,
reactive radio-frequency magnetron sputtering
,
morphological analysis
,
optical properties
刘明
,
魏玮
,
曲盛薇
,
谷建峰
,
马春雨
,
张庆瑜
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2008.06.002
采用反应射频磁控溅射方法,在Si(001)基片上制备了具有高c轴择优取向的ZnO薄膜.利用原子力显微镜、X射线衍射,透射光谱和室温光致荧光光谱等分析技术,研究了氧分压对薄膜的表面形貌和光学特性的影响.研究结果显示:0.04～0.23Pa的氧分压范围内,ZnO薄膜存在三个不同的生长模式,薄膜生长模式转变的临界氧分压分别位于0.04～0.08Pa和0.16～0.19Pa之间;在0.16Pa以下时,ZnO薄膜的表面岛呈+c取向的竹笋状生长;当氧分压＞0.19Pa时,薄膜的表面岛以-c取向生长为主;ZnO薄膜的折射率,光学带隙宽度以及PL光谱强度均随着氧分压的增大而增大,氧分压为0.19Pa时,薄膜的发光峰最窄,其半峰宽为88meV.
关键词:
ZnO薄膜
,
反应磁控溅射
,
形貌分析
,
光学特性
李智
,
苗春雨
,
马春雨
,
张庆瑜
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.01281
采用射频磁控溅射技术制备HfLaO薄膜,利用X射线衍射(XRD)分析了薄膜的微结构,通过紫外-可见光分光光度计测量了薄膜的透过谱,计算了薄膜的折射率和禁带宽度,利用原子力显微镜观察了薄膜的表面形貌.结果表明:沉积态HfLaO(La:25％～37％)薄膜均为非晶态,随着La掺入量的增加,HfLaO薄膜的结晶化温度逐渐升高,HfLaO(La-37％)薄膜经900℃高温退火后仍为非晶态,具有优良的热稳定性,AFM形貌分析显示非晶薄膜表面非常平整.随着 La 掺入量的增加,HfLaO薄膜的透射率先降后增,在可见光范围薄膜均保持较高的透射率(82％以上).HfLaO薄膜的折射率为1.77-1.87.随着La掺入量的增加,HfLaO薄膜的折射率呈先增后降的变化趋势,同时HfLaO薄膜的Eg逐渐降低,分别为5.9eV(La～17％)、5.87eV(La～25％)、5.8eV(La～33％)和5.77eV(La～37％).
关键词:
HfLaO薄膜
,
磁控溅射
,
热学稳定性
,
光学性能
刘雪珍
,
鲍善永
,
张欢欢
,
马春雨
,
徐晓明
,
张庆瑜
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00369
采用脉冲激光沉积的方法,利用Zn0.95Co0.05O陶瓷靶,在不同氧气压力下制备Zn1-xCoxO薄膜.利用X射线衍射(XRD)、电子探针、吸收光谱对薄膜中Co含量、Co2+离子比例以及相组成进行了定量分析,研究了沉积过程中氧气压力对薄膜中Co含量的影响,定量讨论了薄膜中Co含量、Co2+离子比例以及相组成与薄膜室温磁性之间的关系,分析了薄膜磁性的起源.分析结果表明:薄膜中Co含量随氧气压力增大而减少,Co以替位Co2+离子为主.精细XRD分析表明,薄膜中存在纳米尺度的金属Co团簇,其含量与薄膜室温磁性估计的结果一致,Zn1-xCoxO薄膜的室温磁性归因于金属Co纳米团簇的超顺磁磁化机制.
关键词:
Co掺杂ZnO
,
稀磁半导体
,
磁学性能
,
磁化机制
,
定量分析
