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氢等离子体处理对类金刚石膜场发射性能的影响

赵立新 , 彭鸿雁 , 陈玉强 , 罗玉杰 , 陈宝玲 , 徐闰 , 黄健 , 王林军 , 夏义本 , 金曾孙

采用大功率、高重复频率、准分子激光溅射热解石墨靶制备了类金刚石膜,研究了直流辉光氢等离子体处理对类金刚石膜的场发射性能的影响.结果表明:氢等离子体处理后,类金刚石膜的场发射性能明显提高,其发射阈值电场由26 V/μm下降到19 V/μm.氢等离子体刻蚀除去了类金刚石膜生长表面的富含石墨的薄层,露出的新表面具有较低的功函数;膜表面的悬键被氢原子饱和,进一步降低了电子亲和势,改善了膜的场发射性能.

关键词: 类金刚石膜 , 氢等离子体处理 , 场发射

CuPc/C_(60)薄膜太阳能电池的制备及膜厚对其光电性能的影响

周文静 , 史伟民 , 伍丽 , 李爱民 , 唐健敏 , 秦娟 , 王林军 , 夏义本

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2009.05.016

本文采用CuPc作为电子给体,C_(60)作为电子受体制备了ITO/CuPc/C_(60)/Al异质结太阳能电池.实验表明器件中活性层(CuPc/C_(60))对太阳能电池的光电性能有很大的影响.主要原因是有机物的激子扩散长度大约是十几纳米左右,产生的激子大多数在未到达异质结之前就已经复合.本文讨论了活性层(CuPc/C_(60))的厚度比,并获得其最优比例.

关键词: 有机太阳能电池 , 酞菁铜 , 富勒烯 , 厚度

碲锌镉晶片机械研磨和机械抛光工艺研究

彭兰 , 王林军 , 闵嘉华 , 张继军 , 陈军 , 梁小燕 , 严晓林 , 夏义本

功能材料

研究了碲锌镉(CZT)晶片表面的机械研磨和机械抛光工艺.采用不同粒度的Al2O3磨料对CZT晶体表面进行机械研磨和机械抛光,并研究了工艺参数变化对CZT晶体表面质量、粗糙度、研磨速度和抛光速度的影响.结果表明,机械研磨采用粒度2.5μm的Al2O3磨料,最佳的研磨压力和研磨盘转速分别为120g/cm.和75r/min,研磨速度为1μm/min;机械抛光采用粒度0.5μm的Al2O3抛光液,最佳的抛光液浓度为6.5%(质量分数),抛光速度为0.28μm/min.AFM测试得到机械研磨后晶片表面粗糙度Ra值为13.83nm,机械抛光4h后,Ra降低到4.22nm.

关键词: 碲锌镉 , 机械研磨 , 机械抛光 , 研抛速度 , 粗糙度

系统压强对微波等离子体化学气相沉积金刚石成核的影响

王志明 , 夏义本 , 杨莹 , 方志军 , 王林军 , 居建华 , 张伟丽 , 范轶敏

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2001.03.026

为了在氧化铝上制备(100)定向织构的金刚石薄膜，必须先提高金刚石的成核密度。在微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）系统中，采用低压成核的方法，在氧化铝陶瓷上沉积出高成核密度的金刚石薄膜。扫描电镜显示其成核密度可达108cm－2。在此基础上，沉积出（100）织构的金刚石薄膜。

关键词: MPCVD , 金刚石膜 , 氧化铝 , 气体压力 , 成核密度

掺氮类金刚石薄膜激光退火的Raman光谱研究

居建华 , 夏义本 , 张伟丽 , 王林军 , 史伟民 , 黄志明 , 李志锋 , 郑国珍 , 汤定元

功能材料

采用功率密度分别为300、750和1500W/mm2的氩离子激光器,对由射频等离子化学气相沉积(RF-CVD)法制备的掺氮类金刚石薄膜进行了激光退火处理.并用傅立叶红外吸收光谱和显微Raman等手段,对所得样品进行了研究.结果表明:C-N键比C-H键更为稳定,一方面氮原子的引入制约了C-H键的生成,在激光退火中减少了因C-H键分解而引起薄膜的石墨化;另一方面生成的C-N键不易受热分解;因此随着氮含量的增加,薄膜中C-N成分增加,从而提高了类金刚石薄膜的热稳定性.

关键词: 类金刚石薄膜 , 激光退火 , 拉曼光谱 , 热稳定性

掺氮类金刚石薄膜激光退火的Raman光谱分析

居建华 , 夏义本 , 张伟丽 , 王林军 , 史伟民 , 黄志明 , 李志锋 , 郑国珍 , 汤定元

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2001.03.010

采用显微拉曼光谱研究了掺氮的类金刚石薄膜,该薄膜分别经过能量密度为300,750和 1500W/mm2氩离子激光的退火处理。分析结果表明氮原子在类金刚石薄膜中形成了C－N键制约了C－H键的形成。由于C－N键的键能比C－H键的键能大得多，因此在激光退火过程中C－N 键不易分解。所以随着氮含量的增加，类金刚石薄膜的激光退火后石墨化程度明显降低，具有比较好的热稳定性。而非掺氮的类金刚石薄膜由于C－H键含量比较高，因此激光退火后容易石墨化。

关键词: 类金刚石薄膜 , 激光退火 , 拉曼光谱 , 热稳定性

[100]金刚石薄膜的辐照响应特性研究

任玲 , 王林军 , 苏青峰 , 刘健敏 , 徐闰 , 彭鸿雁 , 史伟民 , 夏义本

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.04.011

采用热丝辅助化学气相沉积(HFCVD)方法生长得到25μm厚的[100]取向金刚石膜,用以制备辐射探测器.在100 V偏压下,测得暗电流为16.1 nA,55Fe X射线(5.9 keV)和241Am α粒子(5.5 MeV)辐照下的净光电流分别为15.9nA和7.0nA.光电流随时间的变化先快速增加随后由于"pumping"效应逐渐达到稳定.X射线和α粒子辐照下的平均电荷收集效率分别为45%和19%,并由Hecht理论计算得到对应的电荷收集距离为11.25μm和4.75μm.

关键词: 金刚石膜 , 辐射探测器 , 光电流 , 电荷收集效率

多层式金刚石薄膜的制备工艺研究

阮建锋 , 夏义本 , 王林军 , 刘健敏 , 蒋丽雯 , 崔江涛 , 苏青峰 , 史伟民

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2006.02.003

利用热丝化学气相沉积(HFCVD)技术,通过逐次调整气压、碳源浓度等生长参数,沉积了晶粒尺寸逐层减小的多层式金刚石薄膜.场发射扫描电镜(FE-SEM)和原子力显微镜(AFM)测试显示其表层晶粒平均尺寸约为20nm,厚度和表面平均粗糙度分别为35.81μm和18.8nm(2μm×2μm),皆能满足高频声表面波器件用衬底的要求.实验结果表明,多层式生长方法是制备声表面波器件用金刚石衬底的理想方法.

关键词: 纳米金刚石 , HFCVD , 表面粗糙度 , 声表面波

金刚石薄膜在氧化铝陶瓷上低压成核

王志明 , 夏义本 , 杨莹 , 方志军 , 王林军 , 居建华 , 范轶敏 , 张伟丽

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2002.04.020

在微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)系统中,用低压成核方法,在氧化铝陶瓷基片上获得了高成核密度的金刚石薄膜.实验表明,金刚石成核密度随系统压强减小而提高.在此基础上,提出一种MPCVD系统中金刚石成核的动力学模型,并指出对应于最高成核密度有一临界压强存在.

关键词: 金刚石薄膜 , MPCVD , 氧化铝陶瓷 , 系统压强 , 成核

大功率准分子激光制备类金刚石膜及场发射性能

赵立新 , 彭鸿雁 , 陈玉强 , 陈宝玲 , 徐闰 , 黄健 , 王林军 , 夏义本 , 王惟彪

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2008.05.018

采用大功率高重复频率准分子激光溅射热解石墨靶制备了类金刚石膜,研究了激光功率密度和重复频率对类金刚石膜的结构及场发射性能的影响.保持重复频率不变,提高激光功率密度可提高膜中sp3键碳的含量和膜的场发射性能;在最佳激光功率密度下,当重复频率由200 Hz提高到500 Hz,膜中sp3键碳的含量和膜的场发射性能先提高,后降低,在300 Hz时达到最佳.在300 Hz重复频率、1010W/cm2激光功率密度下.膜的发射阈值电场为26 V/μm,在34 V/μm的电场下测得电流密度为14μA/cm2.根据类金刚石膜的场发射机理对上述结果进行了分析解释.

关键词: 脉冲激光沉积 , 类金刚石膜 , 场发射

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