InN薄膜的退火特性

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tio2薄膜_退火__解释说明以及概述

tio2薄膜退火解释说明以及概述1. 引言：1.1 概述本文旨在探讨和解释tio2薄膜的退火过程及其对薄膜性质的影响。

tio2薄膜作为一种重要的功能材料，在光电、光催化、电化学等领域具有广泛应用。

而退火作为一种常见的热处理方法，可以引起tio2薄膜结构和性能的变化，因此是研究和改善薄膜性能的关键步骤之一。

1.2 文章结构本文主要分为五个部分进行介绍。

首先，在引言部分先进行了概述，并解释了文章的目的。

接下来，在第二部分将详细介绍tio2薄膜以及退火对其性质的影响。

然后，第三部分将阐述tio2薄膜退火实验方法与步骤。

随后，在第四部分会对实验结果进行分析和讨论，包括观察表面形貌、比较光学和电学性质以及解读X射线衍射数据等方面。

最后，在第五部分给出本次研究的总结发现及启示，并展望未来可能的研究方向。

1.3 目的本文的主要目的是深入探讨和解释tio2薄膜退火过程中发生的物理变化和机制，并通过实验方法来验证这些变化对薄膜性质的影响。

通过结合实验结果和分析，希望能够增进对tio2薄膜退火行为的理解，并为进一步优化和改善薄膜性能提供参考和指导。

2. Tio2薄膜退火解释说明：2.1 Tio2薄膜的概念与特性：Tio2薄膜是由二氧化钛(Titanium Dioxide, TiO2)材料制成的一种薄片状结构。

它具有许多优异的性质，如高透明性、高折射率、低电阻率和良好的光催化活性等。

这些特性使得Tio2薄膜在许多应用领域具有广泛的用途，包括太阳能电池、传感器、光学涂层和催化剂等。

2.2 退火对Tio2薄膜的影响：退火是指通过加热材料然后缓慢冷却来改变材料的晶体结构和性质。

在Tio2薄膜中，退火过程对其微观结构和物理性质都会产生一定影响。

首先，退火可以减少或去除材料中的内部应力，提高了材料的稳定性和耐久性。

此外，由于Tio2晶体结构中存在一些非平衡位点或缺陷，经过退火处理后这些缺陷可能被修复或消除，从而改善了Tio2薄膜的光电性能。

sio2 anneal后的变化

一、SIO2退火的定义SiO2退火是指将SiO2薄膜在一定条件下加热处理，以改善薄膜的结晶性和性能。

二、SiO2退火的条件1. 温度：SiO2退火的温度通常在800°C到1100°C之间，可以根据具体材料和要求进行调整。

2. 时间：SiO2退火的时间也是影响效果的重要因素，一般在30分钟到2小时之间。

3. 环境气氛：SiO2退火的气氛通常选择氮气、氧气或惰性气体，以保持良好的氧化环境。

三、SiO2退火的作用1. 提高SiO2薄膜的结晶性：经过退火处理后，SiO2薄膜晶界清晰，晶粒尺寸增大，晶粒结构更加有序，提高了薄膜的结晶性和稳定性。

2. 改善SiO2薄膜的光学性能：SiO2退火后，薄膜的透明度和折射率得到提高，减少了表面缺陷和光学吸收，从而提高了薄膜的光学性能。

3. 优化SiO2薄膜的机械性能：经过退火处理后，SiO2薄膜的硬度和抗压强度得到提升，使其在实际应用中具有更好的耐磨损和耐腐蚀性能。

四、SiO2退火后的变化1. 表面形貌改善：SiO2薄膜在经过退火处理后，其表面平整度得到提高，表面平整度得到改善，表面质量有所提升。

2. 光学性能增强：SiO2薄膜的透明度和折射率经过退火处理后得到提高，表面缺陷和光学吸收减少，使得薄膜的光学性能得到了增强。

3. 结晶性能优化：SiO2薄膜的结晶性能得到提高，晶界清晰，晶粒尺寸增大，晶粒结构更加有序，提高了薄膜的结晶性能。

五、SiO2退火的应用SiO2退火广泛应用于集成电路、光学薄膜、光学器件、太阳能电池、传感器等领域，以提高SiO2薄膜的性能，拓展其应用范围，满足不同领域的需求。

六、SiO2退火的发展趋势随着科学技术的不断进步和完善，SiO2退火技术也将不断提升和完善，未来可能会出现更加精细化、高效化的SiO2退火工艺，使SiO2薄膜具有更加优越的性能与应用价值。

总结：SiO2退火是一种提高SiO2薄膜性能的重要工艺，其通过改善薄膜的结晶性、光学性能和机械性能，使得SiO2薄膜在集成电路、光学薄膜、光学器件、太阳能电池、传感器等领域得到广泛应用。

关于退火温度对VO_2薄膜制备及其电学性质影响的研究

收稿日期:2005-10-26;修回日期:2005-11-23基金项目:国家自然科学基金(10475058)作者简介:王静(1979-),女,2003级硕士研究生.*通讯作者文章编号:0490-6756(2006)02-0365-06关于退火温度对VO 2薄膜制备及其电学性质影响的研究王静,何捷*,刘中华(四川大学物理系#辐射物理教育部重点实验室,成都610064)摘要:采用真空蒸发-真空退火工艺由V 2O 5粉末制备VO 2薄膜,研究了退火温度对薄膜的影响.经XRD,XPS 及电阻-温度测试发现,随退火温度的升高,VO 2薄膜先后经历了单斜晶系VO 2(B)型y 单斜晶系VO 2(A)型y 四方晶系VO 2的变化,在3种类型的薄膜中V 均以V 4+为主,且在VO 2(A)型薄膜中V 4+含量最高.薄膜电阻以退火温度460e 时为分界线,低于460e时,VO 2(B)型薄膜电阻和电阻温度系数随退火温度的升高而增大;高于460e 时,四方晶系VO 2薄膜的电阻及其电阻温度系数随退火温度的升高呈现相反的趋势.关键词:VO 2(A)型薄膜;VO 2(B)型薄膜;四方晶系VO 2的薄膜;退火温度中图分类号:O 484 文献标识码:A钒作为过渡金属元素可以和氧结合形成多种氧化物.各种钒的氧化物以其优异、独特的光电转换和热敏性能成为国内外功能材料研究的热点,其中对VO 2薄膜材料的研究最为广泛.VO 2材料有多种晶型,VO 2(A)型材料在低温条件下为半导体单斜金红石相,空间群为P21/c,当温度超过相变温度点(对于晶体为68e )时转变为空间群结构为P42/nmm 的金属金红石四方相,并伴随光、电、磁等物理性质的突变,且这一过程是可逆的,因此VO 2(A)型薄膜在智能窗口、光电开关等方面具有重要和潜在的应用前景[1].VO 2(B)型薄膜虽然在室温下也是单斜相,但其空间群为C2/m,与VO 2(A)型薄膜具有不同的晶格常数和空间对称性,由于结构的不同决定了两种薄膜具有完全不同的光电性质.VO 2(B)型薄膜不存在相变和热滞现象,没有电学、光学性质的突变,但具有良好的电阻率和适当的电阻温度系数(T CR),是研制非制冷红外探测器的优良材料[2].目前国内大多数研究主要集中在VO 2(A)型薄膜的制备和光电性质的研究方面,对于VO 2(B)型薄膜的研究还不多见,而国外在这方面的研究开展较早[3,4].我们初步研究了退火温度对VO 2薄膜制备的影响,在不同退火温度下制备出VO 2(B)型薄膜和VO 2(A)型薄膜,并在一定温度范围内生长出四方晶型的VO 2薄膜,空间结构属于P42/nmc 群,关于这种结构的VO 2薄膜还未见相关报道.文[5]表明,VO 2薄膜受工艺条件的影响极大,由于钒价态的多样性,使得制备严格化学配比的VO 2薄膜十分困难.我们以高纯V 2O 5(99199%)粉末为原料,采用真空蒸发-真空还原的方法制备出V 4+含量较高的VO 2薄膜,该方法设备简单,所用原材料价格低廉,具有较高的实用价值.1 实验与测试1.1 VO 2薄膜的制备2006年4月第43卷第2期四川大学学报(自然科学版)Journal of Sichuan University (Natural Science Edition)Apr.2006Vol.43 No.2实验制备VO 2薄膜工艺流程如图1所示.第一步,真空蒸发制备V 2O 5多晶薄膜.采用高纯V 2O 5粉末作为蒸发源,衬底温度为250e ,蒸发真空度优于10-3Pa,在Si(100)衬底上蒸镀V 2O 5薄膜.该温度下制备的V 2O 5薄膜经XRD 分析为沿{001}晶面择优生长的多晶薄膜.第二步,真空退火.将V 2O 5薄膜在管式真空炉中进行真空退火,升温阶段其升温速率约8e /m in,真空度优于1Pa,退火温度为410e ~530e ,温度波动小于015e ,恒温时间5h.最后使薄膜在真空条件下自然冷却降至室温.图1 真空蒸发-真空还原制备V O 2薄膜工艺流程F ig.1 V acuum evaporation and vacuum annealingprocess of V O 2t hin film1.2 分析与测试对以上所制备的薄膜进行物相、离子价态分析和膜厚测量,并测试其电阻-温度关系.(1)利用X 射线衍射仪(XRD)进行物相分析.XRD 采用Cu 靶的K A 谱线,波长为115406!,扫描范围为10b ~60b .(2)用XSAM800型X 射线光电子能谱仪(XPS)对薄膜进行离子价态分析.由于Ar +具有还原性,刻蚀薄膜会使V 离子的价态降低,所以XPS 物相分析采取薄膜的表面信息.束缚能由C 1s 束缚能(28416eV)进行校正.(3)用WJZ 多功能激光椭偏仪和干涉显微镜进行膜厚测量.由实验所制备样品的膜厚在1600!~2200!之间.(4)电阻-温度测试采用自制的升温装置及KELTHLEY 2000MULT IM ET ER 型电阻测量仪,温度指示采用Pt100热电偶,测试温度范围为27e ~90e .2 实验结果与分析2.1 退火温度对VO 2薄膜价态的影响图2 不同退火温度下薄膜的XPS 图谱 Fig.2 XPS spectrum of V O 2films annealed at deferent temperature 对不同退火温度下制备的VO 2薄膜进行XPS 窄程扫描,扫描范围为510eV ~530eV.图2为退火温度为410e ,460e ,530e 时所制备薄膜的V 2p 峰的XPS 能谱,由图2可见,随退火温度的升高,V 2p 峰逐渐向低能态方向漂移,表明薄膜中的V 不断被还原.这是由于在加热条件下薄膜不断吸收能量,使膜中一些较弱的V-O 键断开,O 从薄膜中析出,O,V 的比例下降,钒的价态也随之降低.为进一步研究膜中钒的价态,对退火温度为410e ,460e ,490e ,530e 时所制备薄膜的V 2p 3/2峰进行解谱分析(如图3所示).退火温度为410e时,在薄膜中的钒主要为V 4+和V 5+,四价钒的含量约为7111%,随退火温度的升高,V 4+的含量逐渐增加,至460e 时薄膜中除了极少量的过渡价态的钒[6,7]外,膜中V 4+的含量占90%以上.退火温度至490e 时过渡价态钒的含量增加,V 4+减少,其含量约为6911%;530e 时,在膜中除了V 4+和过渡价态外,可出现价态更低的V 3+,V 4+,V 3+和过渡价态3者在薄膜中的含量分别为5010%,3417%和1513%.由此可看出,在退火温度由460e 逐渐升高到530e 时,钒逐渐被还原成更低价态钒而存在于膜中.366四川大学学报(自然科学版)第43卷图3 V 2p 3/2峰的拟合曲线Fig.3 T he curve of the V 2p 3/2peak2.2 退火温度对VO 2薄膜结构的影响对退火温度为410e ,430e ,460e ,490e 和530e ,且退火时间均为5h 的薄膜进行XRD 结构分析,其结果如图4所示.由图可见,在Si(100)衬底上生长的VO 2薄膜均具有高度结晶取向,但在不同退火温度下制备的VO 2薄膜的结构相差很大,即退火温度不同,薄膜呈现出不同的晶态和结晶取向.在退火温度较低时(如图4(a)所示),受退火前V 2O 5薄膜生长取向的影响,薄膜仍为{001}面择优生长的单斜结构VO 2薄膜,即VO 2(B)型薄膜[8].当退火温度提高至460e 时,则得到{011}和{020}取向的单斜VO 2薄膜(如图4(c)所示),经电阻-温度测试,该薄膜有电阻突变现象,且有明显的热滞现象,即为VO 2(A)型薄膜.由文[9,10]报道:VO 2(B)型是介于V 2O 5和V 2O 3之间的一种亚稳态结构,可通过再退火或提高退火温度或改变退火时间等工艺将其转化为稳定的VO 2(A)型,这与我们的实验结果是相符的.实验中我们发现VO 2(A)型薄膜对退火温度非常敏感,仅存在于460e 左右很小的范围内.若继续提高退火温度,XRD 分析表明薄膜转变为沿{110}面择优生长的四方晶型VO 2薄膜(如图4(b)所示),晶格常数分别为a =b =81540!,c =71686!,空间结构属于P42/nmc 群,对比VO 2(A)型薄膜高温段的四方相,发现两者具有不同的晶格常数和空间对称性,关于这种四方相VO 2薄膜还未见相关报道.若继续提高退火温度至560e ,可制备出V 2O 3薄膜,这已在我们的实验中得到验证,图4(d)是退火温度为560e 及退火时间5h 条件下所制备薄膜的XRD 图谱,图中XRD 显示为V 2O 3多晶薄膜,结晶取向不明显.我们认为退火温度可改变薄膜的界面张力、界面能及表面能,尤其是表面能的改变,不仅使原子间距发生变化,而且使原子重新成键,从而改变了薄膜的晶格结构和对称性,使薄膜随退火温度的升高而经历了由VO 2(B)型到VO 2(A)型再到四方型VO 2的转变.利用X 衍射峰半高宽,由雪莱公式:D =k K cos H(式中D 为晶粒尺寸,H 为布拉格角,B 为衍射峰半高宽的宽度,K 为单色X 射线波长.k 为常数,一般取为019)可粗略计算薄膜的晶粒尺寸.附表中列举了退火时间为5h 和退火温度分别为410e ,430e ,460e ,490e 和530e 时,所制备薄膜的XRD 最强衍射峰的半高宽(FWH M)及由此计算所得的薄膜晶粒尺寸.367第2期王静等:关于退火温度对VO 2薄膜制备及其电学性质影响的研究图4 不同退火时间下V O 2薄膜的XRD 图谱Fig.4 XRD patterns of VO 2thin film annealedat defer ent temper ature由附表可见,在不同退火温度下所得VO 2薄膜的晶粒尺寸相差较大,结合XPS 和XRD 分析,我们可对此进行以下解释.在低温段410e ~460e 时随退火温度的升高,V 5+逐渐被还原成V 4+,缺陷减少[11],晶粒逐渐长大,薄膜趋于致密,结晶越来越好;退火温度为460e 时,V 4+含量最高,结晶最好.若继续升高温度,薄膜中过渡价态钒的含量开始增多,薄膜中出现较多的氧缺位[12],晶粒尺寸变小.退火温度到530e 时,薄膜中已含有相当比例的V 3+,膜中出现重结晶现象,氧缺位得到改善,晶粒尺寸又开始增大.通过以上分析可知,在退火温度为460e ~530e 时,薄膜中虽仍以V 4+为主,但钒逐渐被还原成更低价态,薄膜先后经历了过渡价态增多和重结晶的过程,因此我们认为在此退火温度段制备的四方晶型VO 2薄膜是由VO 2y V 2O 3的过渡晶型.附表不同退火温度下的晶粒尺寸Add.T able Crystallite size annealed at defer ent temper ature退火温度(e )FWHM (eV )晶粒尺寸(!)410(002)01489168430(002)01430191460(011)01348235490(110)01486169530(110)013992062.3 退火温度对电阻-温度关系的影响对制备的薄膜进行电阻-温度测试.在退火温度为460e 时制备的VO 2薄膜的电阻-温度曲线如图5(a)所示,可看到薄膜在58e 左右其电阻值有突变,且有明显的热滞现象,热滞回线宽度$T 约为8e .相变前后电阻变化达到102量级,而VO 2单晶相变前后电阻的变化达105量级,这主要是因为薄膜中晶界势垒的存在,提高了金属相的电阻率,使相变时金属相的电阻率较高,这可通过调整其退火条件加以改善[13].其他退火温度下薄膜电阻随温度的变化如图5(b)及图5(c)所示,于410e ~450e 范围内制备的VO 2(B)薄368四川大学学报(自然科学版)第43卷膜和于470e ~530e 范围内制备的四方晶型VO 2薄膜其电阻随温度的变化都没有突变,电阻温度系数为负值,是典型的半导体行为.VO 2(B)薄膜的电阻随退火温度的升高而增大,而四方晶型VO 2薄膜的电阻随退火温度的升高而减小.VO 2薄膜的电阻与薄膜结晶状况和化学成分有关,通过XRD 和XPS 分析可知:退火温度在410e ~460e 范围内,薄膜结晶随温度的升高趋于良好,缺陷减少,处于 *能带的电子减少,禁带宽度增大,从而使薄膜电阻随退火温度的升高而增大.当退火温度升高至490e 时,随着过渡价态钒的增多,薄膜中的氧缺陷开始增加,禁带宽度减小,薄膜电阻又开始随退火温度的升高而降低,继续提高退火温度时,薄膜中逐渐发生重结晶现象,V 5+开始增加,薄膜电阻进一步减小.图5 在不同退火温度下的电阻-温度关系曲线Fig.5 Cur ve o f r esi stance vs.temperatur e of films annealedat defer enttemperature图6 在不同退火温度下薄膜电阻-温度系数的关系曲线 F ig.6 T emperature coefficient of resisance of films annealed at deferent temperature 由电阻-温度系数公式:TCR=1#5R R 5T,计算所制备薄膜在30e 时的电阻温度系数(TCR),图6为退火温度与电阻温度系数的关系曲线,由图可见,薄膜电阻温度系数随退火温度的变化同电阻随温度的变化情况一样呈现相同趋势,在410e ~450e 范围内T CR 随温度的升高而增大,在470e ~530e 段T CR 随温度的升高而降低,在460e 时,薄膜的电阻温度系数最大,达到312@10-2/e .研究表明[14]:VO 2薄膜半导体相的电阻温度系数与其激活特性有关,在不同退火温度下得到的薄膜结晶状况不同,且V 离子的价态和薄膜化学成分也有差异,所以由退火时引起的氧缺位也不尽相同,而这些情况都会对VO 2薄膜的激活能产生影响,从而影响薄膜的电学特性,改变其电阻温度系数.4 结语采用真空蒸发-真空退火工艺由V 2O 5粉末制备出VO 2薄膜,讨论了退火温度对薄膜制备的影响,经XRD 和XPS 分析发现,随退火温度的提高,薄膜中的钒离子不断地被还原,且随退火温度的不同,可得到不同晶型的VO 2薄膜.由于薄膜结晶状况、V 离子的价态和薄膜化学成分的差异导致薄膜电学性质相差较大,薄膜电阻以VO 2(A)型结构为分界点,在低温段410e ~460e 范围内电阻和电阻温度系数随退火温度的上升而增大,在高温段460e ~530e 范围内电阻和电阻温度系数随退火温度上升而减小.369第2期王静等:关于退火温度对VO 2薄膜制备及其电学性质影响的研究370四川大学学报(自然科学版)第43卷参考文献:[1]Balber g I,T rokman S.High-contrast opt ical stor ag e in V O2films[J].J.A ppl.P hys,1975,46(5):2111.[2]尚东,林理彬,何捷,等.特性二氧化钒薄膜的制备及电阻温度系数的研究[J].四川大学学报(自然科学版),2005,42(3):523.[3]Zachau-Chr istiansen B,West K,Jacobsen T.L ithium Insertion into VO2(B)(A).M at.Res.Bull[C].U SA:P erg amon PressLtd,1985,20:485.[4]Wang X J,L i H D,Fei Y J.X RD and R aman study of vanadium oxide thin film deposited on fused silica substrates by RFmagnetron sputter ing[J].A ppl.Surf.Sci,2001,8(14):8.[5]许,邱家闻,等.二氧化钒的结构制备与应用[J].真空与低温,2001,7(3):136.[6]Griffit hs C H,Eastwood H K.Influence of stoichiometr yon the meta-l semicondu-ctor transition in vanadium dio xide[J].J.Appl.Phys,1974,45(5):2201.[7]Cui J Z,Da D A,Iiang W S.Structure character ization of vanadium o xide thin films pr epar ed by magnetron sputteringmet hods[J].A ppl.Surf.Sci,1998,133:225.[8]潘梦宵,曹兴忠,李养贤,等.氧化钒薄膜微观结构的研究[J].物理学报,2004,53:1958.[9]Yuan N Y,Li J H,Lin C L.Valence reduction process from so-l g el V2O5thin films[J].Appl.Surf.Sci,2002,191:176.[10]T akahashi I,Hibino M,Kudo T.Jpn.J.Appl,1985,235:485.[11]周围,朱联祥.真空退火法制备的VO X薄膜的微观结构研究[J].重庆邮电学院学报,2000,12(4):26.[13]卢勇,林理彬.利用制备参数的改变调整V O2薄膜的电阻温度系数[J].半导体光电,2001,22(3):181.Preparation and Electrical Properties of VO2Thin FilmsAffected by Annealed TempratureWANG Jing,HE Jie,LI U Zhong-hua(Department of Physics#Irradiation Physics and Technology Key Lab1ofNational Education Department,Sichuan U niversity,Cheng du610064,China)Abstract:The VO2thin films are prepared from V2O5pow der by vacuum evaporation and vacuum annealing. T he effects of different annealingtemperature on the thin films are studied by use of X-ray diffraction(XRD), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)and resistance-temperature testings.The result shows that the state of VO2thin films experiences M onolinic VO2(B)y Monolinic VO2(A)y T etragonal VO2when the annealing temperature elevates.The percentages of V4+are larg e in all three types of thin films and the largest is in the VO2(A)thin films.The electric property of thin films divides at460e:below460e the resistance and the temperature coefficient of resistance of the VO2(B)thin films increase w ith the increase of annealing tempera-ture,and above460e,the VO2thin films present the contrary tendency.Key words:vanadium dioxide(A-type)film;vanadium dioxide(B-type)film;vanadium diox ide(tetragona-l type)film;annealing temperature.。

退火处理对MgZn0薄膜性能的影响

退火处理对MgZn0薄膜性能的影响退火处理是一种常用的材料加工方法，可以通过调整材料结构和性能来提高材料的性能。

MgZnO薄膜是一种具有广泛应用前景的材料，具有宽能带隙、高电子迁移率和优良的透明导电性能等特点。

在MgZnO薄膜的制备过程中，退火处理是一个重要的步骤，可以显著影响MgZnO薄膜的性能。

本文将从晶体结构、光学性能、电学性质和表面形貌等方面探讨退火处理对MgZnO薄膜性能的影响。

退火处理可以对MgZnO薄膜的晶体结构产生影响。

研究发现，退火处理可以减小MgZnO薄膜的晶粒尺寸，提高晶体的结晶度。

退火处理还可以改变MgZnO薄膜的晶体取向，从而影响材料的导电性能。

在高温退火处理下，MgZnO薄膜的晶体取向从(002)向(100)转变，导致薄膜的电阻率降低。

退火处理还可以影响MgZnO薄膜的光学性能。

光学性能是评价材料透明性和光学响应的重要指标。

退火处理可以调节MgZnO薄膜的能隙，影响其在紫外到可见光范围的吸收和透射。

实验证明，退火处理后，MgZnO薄膜的能隙减小，使其具有更高的透射率和更低的折射率。

退火处理对MgZnO薄膜的电学性能也有显著影响。

研究表明，退火处理可以降低MgZnO薄膜的电阻率，提高其电子迁移率，并且改善材料的载流子浓度。

这些改善电学性能的效果，可以提高MgZnO薄膜在电子器件中的应用性能，例如作为透明导电电极的材料。

退火处理还可以改变MgZnO薄膜的表面形貌。

退火处理过程中，MgZnO薄膜表面的缺陷和杂质可以被消除或减少，使薄膜表面更加光滑。

退火处理还可以提高MgZnO薄膜的致密性和结合强度，从而提高材料的耐久性和稳定性。

真空蒸镀ITO薄膜退火特性分析

第13卷　第1期2008年2月哈尔滨理工大学学报JOURNAL HARB I N UN I V .SC I .&TECH.Vol 113No 11　Feb .,2007真空蒸镀I T O 薄膜退火特性分析许　晶,　桂太龙,　梁丽超,　王　玥(哈尔滨理工大学应用科学学院,黑龙江哈尔滨150080)摘　要:采用真空蒸发镀膜工艺制备了I T O 透明导电薄膜,以四探针表面电阻仪测量得薄膜方块电阻为400Ω,用组合式多功能光栅光谱仪测得透光率为80%,利用扫描电镜测得膜厚为103nm.用XRD 分析了薄膜的物相,并用原子力显微镜分析了薄膜的表面形貌及粗糙度.对薄膜进行退火处理,结果表明,随着热处理温度的升高,晶化趋于完整,组织结构逐渐均匀致密,晶粒有所长大.随退火时间的增加,透光率增加,但方块电阻先减小后增加.关键词:铟锡氧化物;真空蒸发镀膜;方阻;透光率中图分类号:T N32115文献标识码:A 文章编号:1007-2683(2008)01-0093-03A nalysis on the A nnealing Properties of ITO Thin Fil m Preparedby V acuous Evaporation M ethodXU J ing,　G U I Tai 2long,　L I AN G L i 2chao,　WAN G Yue(App lied Science College,Harbin Univ .Sci .Tech .,Harbin 150080,China )Abstract:Hyal oid I T O conducting thin fil m was p repared by vacuous evaporati on p lating p r ocess .A Sheet re 2sistance of 400Ω/was obtained by f our point resitivity test syste m.And penetrati on coefficient was 80%which was measured by grating s pectr ograph .The fil m thickness was 103nm which was measured by SE M.XRD and at om ic force m icr oscope were used t o analyze the phase,fine texture and r oughness .The thin fil m was annealed .The re 2sult showed that crystallizati on tended t o be more comp lete,texture tended t o be more compact and the crystal grain gr owth was f ound .The sheet resistance firstly decreased and then increased but the penetrati on coefficient increased with the increasing of the annealing ti m e .Key words:I T O;evaporati on;sheet resistance;penetrati on coefficient收稿日期:2006-12-22基金项目:黑龙江省自然科技基金(E2004-05);黑龙江省教育厅科技项目(11511091).作者简介:许　晶(1982-),女,哈尔滨理工大学硕士研究生.1　引　言掺锡氧化铟(I ndium Tin Oxide 简称I T O )是一种重掺杂、高简并n 型半导体.20世纪末以来,I T O 薄膜以其低的方块电阻,高可见光透射率,红外高反射比,良好的化学稳定性,玻璃基体结合牢固,抗擦伤及其半导体特性等优点,被广泛应用于太阳能电池、显示器、气敏元件、抗静电涂层以及半导体/绝缘体/半导体(SI S )异质结、现代战机和巡航导弹的窗口等.近年来,由于I T O 薄膜材料所具有的优异光电特性,其应用得到迅速发展,特别是在薄膜晶体管(TFT )制造[1]、平板液晶显示(LCD )、太阳能电池透明电极以及红外辐射反射镜涂层[2]、火车飞机用除霜玻璃、建筑物幕墙玻璃等方面[3],其应用得到迅速推广.I T O 薄膜的制备方法很多,常见的有真空蒸镀法、化学气相沉积法、喷涂法、磁控溅射法、水热法[4]、溶胶-凝胶法[5]等.本文采用真空热蒸发方法制备了I T O透明导电薄膜.2　实　验211　I T O薄膜的制备本实验采用DMC-450C型镀膜机制备I T O透明导电薄膜.蒸发源材料为韩国EURAMA有限公司生产的I T O材料(其中I n2O3∶Sn O2的质量比为90%:10%).基片为生物玻璃,规格为2515mm×7515mm×1mm.玻璃基片首先用丙酮,乙醇及去离子水分别进行超声波清洗30m in.之后在真空干燥箱中烘干.蒸发装置为钼舟.蒸发源距基片的距离为6c m.蒸发电流为65A.蒸发时间为80s.212　I T O薄膜的处理所制备的I T O薄膜在电阻炉中进行退火处理. 213　I T O薄膜的分析所制备的I T O薄膜的方块电阻由ZS-82型四探针表面电阻测试仪测得.透光率由W G D-3型组合式多功能光栅光谱仪测量(波长范围为300～780n m 的紫外-可见区域).表面形貌由Nano ScopeⅢ型原子力显微镜测得.利用型X射线衍射仪测量其XRD 谱.薄膜的能谱成分由能谱仪获得.3　实验结果与讨论311　退火处理对I T O薄膜性能的影响31111　退火处理对结晶程度的影响图1为未进行退火处理薄膜的XRD结果.由图中可看出谱线为I n2O3和I n.图2为退火处理后(450℃时退火10m in)薄膜的XRD谱.其谱线只有I n2O3晶体的衍射谱线.这是由于在空气中退火后,金属I n和空气中的氧气反应生成了I n2O3氧化物.在两种薄膜的XRD谱中均未发现Sn元素的存在.这表明Sn是以取代I n的掺杂方式进入I n2O3晶体的晶格,所制备的薄膜不是I n2O3和SnO2简单的物理混合.31112　空气中退火处理对薄膜透光率的影响在空气中退火后薄膜的透光率增加.原因是未退火处理时,由于蒸镀到玻璃基片上的膜为I n和I n2O3的混合物,由于存在金属I n(黑色),所以薄膜的透光率很低.在空气中退火处理后,I n和空气中的氧反应生成I n2O3,由于I n2O3是透明的,所以薄膜的透光率急剧增加.图3为透光率(测试波长为675n m)随退火时间的变化曲线.退火温度为450℃.31113　空气中退火处理对薄膜方块电阻的影响I T O薄膜的导电主要有两个原因.第一是由于用Sn4+占据晶格中的I n3+的位置,会形成一个一价正电荷中心Sn和一个多余的价电子,这个价电子挣脱束缚而成为导电电子.第二是由于氧空位造成的.薄膜的电性能由载流子浓度和迁移率决定,ρ=1/σ=1/neμ,ρ为电阻率,σ为电导率,n为载流子浓度,μ为迁移率.在常温下沉积的薄膜样品通常是非晶结构,薄膜基本呈金属态,薄膜的微观结构基本是非晶的,大量的缺陷对掺杂元素的扩散起到很大的阻碍作用,产生的局部能级对电子产生很大束缚作用.另外由于晶粒尺寸较小,大量的晶界对电子有强烈的散射作用,从而使电子的传导作用大大降低.随着退火温度的提高,对掺杂效应有很大影响的缺49哈　尔　滨　理　工　大　学　学　报第13卷　陷大大减小,使载流子浓度增加.同时由于薄膜微观结构的结晶化,晶粒长大,晶界对载流子的散射也减弱,从而使载流子的迁移率得到提高[6],薄膜的电导率明显提高.但如果在空气中退火时间过长(超过10m in ),实验表明,电阻就会迅速增加.这是由于薄膜中的金属完全和氧气反应生成了氧化物,此时薄膜中的氧空位降低,致使薄膜的方块电阻急剧增加[7].退火温度为450℃.退火时先将炉温升至450℃,之后将样品放入.图4为方阻随退火时间的变化曲线.312　I T O 薄膜的表面形貌采用原子力显微镜在轻敲模式(tap )下对退火(450℃下处理10m in )后的I T O 薄膜的表面形貌进行测试,得出扫描区域的二维表面形貌及三维形貌,同时计算该区域的表面粗糙度.退火处理后,薄膜的表面粗糙度明显得到改善.处理前粗糙度为4nm ,处理后下降到217n m.下降了大约1/2.图5和图6为I TO 薄膜的二维和三维原子力显微镜照片.从图5和图6可以看出,真空热蒸镀制备的I T O 薄膜均匀、致密,无开裂缺陷,薄膜的底层已连接成片,颗粒分布窄,形状规整,而表层则随机分布着一些岛状颗粒,符合薄膜成核-生长论所描述的薄膜形成过程,表明I T O 薄膜在基片上的生长过程实质上是一个异相成核-晶体生长的过程.4　结　语采用氧化铟锡(其中I n 2O 3∶SnO 2的质量比为9:1)为蒸发源制备出透明的I T O 导电薄膜.经退火处理后薄膜的方阻降低,透光率增加.XRD 结果表明Sn 4+离子替换I n 3+离子,形成I n 2O 3置换固溶体.随着热处理温度的升高,薄膜晶化程度趋于完整,晶粒有所长大,薄膜结构比较均匀致密.450℃热处理时薄膜完全晶化.薄膜的方块电阻为400Ω/口,透光率为80%.参考文献:[1]　李世涛,乔学亮,陈建国.透明导电薄膜的研究现状及应用[J ].激光与光电子学进展,2003,40(7):54-56.[2]　赵谢群.透明导电氧化物薄膜研究现状与产业化进展[J ].电子元件与材料,2001,19(1):40-41.[3]　王　敏,蒙继龙.透明导电氧化物薄膜的研究进展[J ].表面技术,2003,32(1):527.[4]　王　薇,杜启云.聚甲基丙烯酸N,N -二甲氨基已脂复合纳滤膜的制备[J ].膜科学与技术,2005,25(3):45.[5]　ALAMM J,CAMERON D C .Op tical and Electrical Pr operties ofTrans parent Conductive I T O Thin Fil m s Deposited by Sol -gel Pr ocess [J ].ThinSolid Fil m s,2000,377/378:455-459.[6]　林　钰,辛荣生,贾晓林.淀积温度和氧含量对I T O 膜结构及性能的影响[J ].稀有金属,2003,27(4):510-512.[7]　OY AMA T,HASH I M OT O N,SH I M I Z U J,et al .Low ResistanceI ndium Tin Oxide Fil m s on Large Scale Glass Substrate [J ].J Vac Sci Technol A,1992,10(4):1683-1684.(编辑:付长缨)59第1期许　晶等:真空蒸镀I T O 薄膜退火特性分析。

ito退火原理

ito退火原理
ITO（indiumtinoxide）是一种广泛用于透明导电膜的材料，具有良好的透明性和导电性能。

但是，ITO薄膜会受到退火过程中的热应力和氧化等因素的影响，使其性能发生变化。

因此，ITO退火是一项关键的工艺步骤，可以提高ITO薄膜的电学性能和稳定性。

ITO退火的原理主要是通过热处理来使其结构重新排列，同时去除薄膜中的有机杂质和氧化物。

在退火过程中，ITO薄膜会发生晶格结构变化，形成更稳定的结构，从而改善其导电性能和透明性。

ITO退火过程的参数包括温度、时间和气体环境等。

通常，ITO 退火的温度范围在200℃至400℃之间，时间在几分钟到几小时不等。

气体环境通常为惰性气体或氮气，以避免氧化反应的发生。

总之，ITO退火是一项重要的工艺步骤，可以提高ITO薄膜的电学性能和稳定性，从而广泛应用于太阳能电池、液晶显示器、触摸屏等领域。

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薄膜厚度和退火温度对纳米多晶硅薄膜特性影响

薄膜厚度和退火温度对纳米多晶硅薄膜特性影响＊赵晓锋１，２，温殿忠１，２，王天琦２，丁玉洁２（１．黑龙江大学黑龙江省普通高等学校电子工程重点实验室，黑龙江哈尔滨１５００８０；２．黑龙江大学集成电路重点实验室，黑龙江哈尔滨１５００８０）摘　要：　以高纯ＳｉＨ４为气源，采用低压化学气相沉积方法在ｐ型〈１００〉晶向单晶硅上６２０℃制备纳米多晶硅薄膜，对不同薄膜厚度纳米多晶硅薄膜分别在７００、８００、９００℃进行高温真空退火，通过Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、Ｒａｍａｎ光谱（Ｒａｍａｎ）、场发射扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和原子力显微镜（ＡＦＭ）研究薄膜厚度、退火温度对薄膜结晶取向、表面形貌等结构特性影响。

结果表明，随薄膜厚度增加，薄膜取向显著且多晶特征明显，沉积薄膜多晶取向为〈１１１〉、〈２２０〉和〈３１１〉晶向，择优取向为〈１１１〉晶向，ＴＯ模强度减弱且加宽，晶粒大小增加；同一薄膜厚度，随真空退火温度升高，Ｘ射线衍射峰强度增强，ＴＯ模强度增强。

关键词：　纳米多晶硅薄膜；结构特性；ＬＰＣＶＤ；退火中图分类号：　Ｏ４８４文献标识码：Ａ文章编号：１００１－９７３１（２０１０）１０－１７５３－０４１　引　言多晶硅薄膜作为一种人工功能材料［１－３］，在异质结［５，６］、太阳能电池［７，８］、薄膜型晶体管［９，１０］和传感器［１１，１２］等方面具有重要应用。

薄膜材料的制备和特性研究受到广泛关注，制备方法对于改善薄膜电学性质和光学性质至关重要。

目前，主要采用等离子体增强化学气相沉积（ＰＥＣＶＤ）、低压化学气相沉积（ＬＰＣＶＤ）、磁控溅射系统、激光烧蚀沉积等方法制备薄膜，其中ＬＰＣＶＤ方法具有生产批量大、可重复性好等优点，是一种成熟的硅平面工艺。

本文采用ＬＰＣＶＤ方法在ｐ型〈１００〉晶向单晶硅表面研究制备纳米多晶硅薄膜，通过Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、Ｒａｍａｎ光谱（Ｒａ－ｍａｎ）、场发射扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和原子力显微镜（ＡＦＭ）分析薄膜厚度、退火温度对薄膜结晶取向、表面形貌等结构特性影响，为纳米多晶硅薄膜在薄膜晶体管和传感器等领域进一步应用奠定基础。

退火对薄膜结构影响(全文)

退火对薄膜结构影响自然界中氧化钛主要以三种结构存在：金红石、锐钛矿、板钛矿，在薄膜中一般只观察到金红石、锐钛矿及其无定形结构。

氧化钛薄膜具有优良的介电、压电、气敏和光催化性能，在微电子、光学、传感器和光催化方面有着重要的应用。

氧化钛坚硬、抗化学腐蚀，在整个可见和近红外光谱区都是透明的。

TiO2薄膜因其在可见光区透射率高、折射率大、化学稳定性高、强度大、硬度高，己被广泛地应用于光电转换、电致变色窗、太阳能电池、薄膜光波导、干涉滤波片和抗反射涂层等领域[2~4]。

氧化钛薄膜优异的性能使其成为研究焦点，研究制备氧化钛薄膜的工艺有着重要的现实意义[5~9]。

有多种方法可以制备氧化钛薄膜，如电子束蒸发、活化反应蒸发、离子束技术、离化团束、直流(交流)反应磁控溅射技术等物理气相沉积方法，还有化学气相沉积和溶胶-凝胶(sol-gel)法等,其中射频磁控溅射TiO2靶的方法，具有工艺较为稳定、易于操纵的特点[10~12]，有望制备出具有较高质量的氧化钛薄膜。

本文在FJL560CI2型超高真空磁控溅射系统上采纳RF磁控溅射法制备二氧化钛薄膜。

1实验材料及方法溅射靶材选用直径为50.9mm，厚度为3mm的高纯度（≥99.99%）TiO2靶。

采纳双面抛光，长为3cm，宽为1cm的K9光学玻璃片作为镀膜基片。

先用酒精对其表面进行简单清洗，除去表面的灰尘和杂质，然后将其放入丙酮溶液中超声清洗15min。

清洗结束后将基片吹干，固定在真空室内的基片台上，镀膜时基底在上，靶材在下，以减少对基底的污染。

每次溅射前，首先向真空腔内通入氩气，通过流量计将气体流量调节到60sccm左右，再通过挡板阀将气压操纵在3P，负偏压加到300V，然后对样品进行溅射清洗5min,当观察到靶表面辉光放电的颜色由粉红色变为蓝白色，或者放电电压迅速下降到某一稳定值时，表明氧化物已除去。

之后，即按设计的试验参数进行溅射沉积，制备薄膜样品。

详细的实验参数如表1所示，表中仅溅射功率不同。

热退火对InGaN薄膜性质的影响

行比较，用蓝宝石（衍射峰作为基准进行了归０００２）一化．从比较结果可以看到，样品衍射峰强度在４００和４而在５５０℃ 下退火并没有明显变化，００℃ 下退火后，这意味着晶格犐狀犪０．１４犌０．８６犖的衍射峰有所增强，质量有所提高．５５０℃ 退火后，犐狀犪０．１４犌０．８６犖的衍射峰显著下降，意味着在此温度下退火晶格质量显著退化．图２所示的１犿×１犿的犃犉犕图像为典型的 μ μ （）、（、（）分别对犐狀犪犪犫）犮０．１４犌０．８６犖薄膜的表面形貌，退火后的样品和应于未退火的样品、５００℃ ５５０℃ 退火后的样品．图像中台阶纹清晰可见，说明犐狀０．１４薄膜处于二维生长模式样品的均方根粗犌犪．０．８６犖分别为０另糙度（犚犕犛）７３６，０５８６和１２２３狀犿．图中还清楚地观察到了犞型缺陷，它们是由薄外，膜中的线位错和应力释放过程中产生的层错诱发形］１０～１２成的［在（）、（）、（）三个样品中的犞型缺陷．犪犫犮９９９和２密度分别为１３×１０，０８×１０５×１０犮犿－２．犚犕犛和犞型缺陷密度随退火温度的变化关系以及犡犚犇的测量结果都证明了５００℃ 是退火的一个最这是因为在５下退火时，热能为原子的佳温度．００℃ 重新排列提供了足够的驱动力，使其晶格排列得更从而减少了晶体中的缺陷、位错、层错，提高加整齐，了晶体的质量．但是在更高的温度下退火时，由于在５犐狀犌犪犖中的犐狀—犖键的键能很低，５０℃ 时已经开始断裂，导致薄膜中的犐晶体质狀犌犪犖开始分解，量显著恶化．

InN纳米薄膜制备及其结构与带隙分析

InN纳米薄膜制备及其结构与带隙分析在Ⅲ族氮化物半导体中，氮化铟是性能优良的半导体材料，被认为是用于制备光电子器件、高效低成本太阳能电池、光学掩膜以及多种类型传感器的材料，由于InN电子输运特性优于GaAs和GaN，使其在高频厘米和毫米波器件应用上具有独特的优势.目前生长高质量InN单晶薄膜的主要有四种方法，分别为金属有机化学气相沉积技术（MOCVD）、射频等离子体辅助分子束外延技术（RF-MBE）、磁控溅射技术、氢化物气相外延技术（HVPE），以及其他生长技术相结合的生长方法.采用不同的制备方法，生长出来的InN薄膜质量不同，其性能也有所差异.因此，InN薄膜的研究一直受到诸多学者关注.Norman和Laskar等用MOCVD制备了InN薄膜，Koblmuller和Roul用RF-MBE制得了InN薄膜，Natarajan和Westra等用磁控溅射制备了InN薄膜，Marsina和Syrki用HVPE制得了InN薄膜.另外，随着生长方法的改进，对InN材料本征能隙的认识有了新的突破.用分子束外延法制得高质量InN薄膜的带隙为0.7 eV，而不是之前限定的I.9 ev.该文采用射频磁控反应溅射的方法，在蓝宝石衬底上沉积InN薄膜，研究了小同溅射压强下的InN薄膜的结晶质量、形貌和光学带隙.1 实验采用磁控溅射系统为JDz045CBo1型磁控溅射与电阻炉联合系统设备，溅射靶材为金属钢（纯度99.999%），其尺寸为Φ60mm×5mm；溅射气体为Ar和N，的混合气体，其流量分别为12、8 sCcm，总流量为20 sccn；衬底温度控制在100℃；溅射压强分别为0.8、1.0、1.4 pa；溅射功率为100 W.实验前，将蓝宝石衬底依次在去离子水和无水乙醇中各超声波清洗15min.本底真空度抽至为9.0×10-5Pa时，在纯Ar中预溅射5 min，去除靶材表面杂质.溅射30min后，得到的薄膜厚度约为850 nm.采用X射线衍射（XRD）对沉积的InN薄膜进行相结构分析.使用场发射扫描电镜（SEM）研究薄膜的形貌与厚度.使用双光束紫外/可见分光光度计（UV/VIS）测量薄膜的吸收谱并计算薄膜的光学带隙.2 实验结果和分析为了分析溅射压强对InN晶体结构的影响，分别测试了不同溅射压强下0.8、1.0、1.4 Pa的InN薄膜XRD衍射曲线，见图1.在上述压强下制备的InN薄膜为六方纤锌矿结构.由图1可见，在溅射压强为0.8 Pa和1 Pa时，晶体均呈现（002）和（101）取向；溅射压强为1.4Pa时，晶体呈现（101）取向，（002）取向已明显消失.这是由于在低溅射压强0.8 Pa下，溅射粒子的平均自由程较大，导致到达薄膜时的平均动能增大，使晶体呈现出（002）、（101）和（112）晶体取向；随着溅射压强进一步增大为1.O Pa时，相对溅射粒子的平均自由程变小，到达薄膜时的平均动能也变小，因此呈现较弱（002）、（101）和（112）取向；当溅射压强增大至1.4 Pa时，使得晶体只呈现（101）和（112）取向，并且该方向上的衍射强度明显下降，表1给出了InN 薄膜（002）取向的半高宽和晶粒大小的计算结果，表明1. OPa下薄膜的结晶质量最好.图2给出了在不同溅射压强下InN薄膜的SEM图，从图2（a）、（b）可见，均有颗粒状和长条状两种形貌出现，分布均匀，颗粒状晶粒大小为20～60 nm；（c）中，仅有一种形貌出现，呈长条状，分布均匀，晶粒尺寸为40～80nm.对比（b），（a）中有少量片状的颗粒出现，而（c）图中只有较强的（101）晶体取向，并结合XRD分析结果可以判断（a）、（b）中的颗粒状粒子应属于（002）取向，而长条状属于（101）取向.吸收系数和带隙Eg的关系可由Tauc公式表达：ahv=A（hv-Eg）m/2（1）式中a为吸收系数，hv为人射光子能量，h为普朗克常数，v为人射光的频率，A为带宽常数，Eg为带隙，其中指数m，取决于电子的能带结构.由于InN材料是直接带隙允许的跃迁结构，所以m=1.图3给出了不同溅射压强下InN薄膜的吸收谱.图4是不同溅射压强下InN薄膜的（ahv）2一hv关系曲线图.由图4得到不同溅射压强下InN薄膜的光学带隙值分别为1.74、1.82、1.825 eV.表2给出了该文和文献中已报道的InN薄膜带隙值，对比表明该文InN薄膜的带隙值比文献中用同种方法得到的带隙值低，且1.0 Pa 下InN薄膜的带隙最小，结晶质量最好.Davydov等人认为，造成1.9 eV带隙的可能原因是磁控溅射中氧杂质的引入，当氧含量达到20%的时候InN带隙接近2 eV.由于本实验本底真空度较高，所以制备的薄膜受氧含量的影响较小，使带隙值明显减小，结晶质量较好.3 结束语采用射频磁控溅射技术分别制备了在溅射压强为0.8、1.0、1.4 Pa 下的InN薄膜.利用XRD和SEM分析得到薄膜样品呈六方纤锌矿结构.当溅射压强为0.8 Pa和1.0 Pa时，晶体均呈现（002）和（101）取向；当溅射压强为1.4 Pa时，晶体呈现（101）取向.根据薄膜样品吸收谱的分析与计算得到在溅射压强为0.8、1.0、1.4 Pa时，薄膜的带隙值分别为1.825、1.74、1.82 eV，该结果明显小于相关文献的报道值，且1.0 Pa下的带隙值最小，结晶质量最好.。

退火工艺对基于InGaZnO薄膜晶体管性能的影响

退火工艺对基于InGaZnO薄膜晶体管性能的影响聂国政;黄笃之;钟春良;许英【摘要】铟嫁锌氧化物（IGZO）以其迁移率高、均匀性好、对可见光透明、制备温度低和成本低等优点被认为是金属氧化物薄膜晶体管（Thin-Film Transistor (TFT））理想的有源材料，采用磁控溅射法制备了基于SiO2绝缘层的IGZO-TFT 器件。

研究铟嫁锌氧化物有源层薄膜的前退火工艺（pre- annealing）和后退火工艺（post- annealing）对IGZO－TFT器件的电学性能的影响，其电学测试数据表明，相对于后退火工艺（post- annealing），前退火工艺处理的IGZO－TFT 器件的展示了更高的场效应迁移率（3.5 cm2V-1s-1）和更好的开关比（107）。

同时，十八烷基三氯硅烷（OTS）对改善SiO2绝缘层与铟嫁锌氧化物半导体有源层之间的界面接触效果显著。

【期刊名称】《湖南科技学院学报》【年(卷),期】2015(000)010【总页数】3页(P19-21)【关键词】金属氧化物;薄膜晶体管;退火;表面修饰【作者】聂国政;黄笃之;钟春良;许英【作者单位】湖南科技大学物理与电子科学学院，湖南湘潭 411201;湖南科技大学物理与电子科学学院，湖南湘潭 411201;湖南工业大学理学院，湖南株洲412007;湖南科技大学物理与电子科学学院，湖南湘潭 411201【正文语种】中文【中图分类】TN321.5高性能的TFT(薄膜晶体管)是液晶显示、有源驱动有机发光二极管显示(AMOLED)等产业的基础和核心器件。

原有的硅基材料TFT由于其低的迁移率、生产工艺复杂、成本居高不下、均匀性差，良品率低等难以克服的问题，限制了其在大尺寸显示领域的进一步发展，因此迫切需要研究新的具有替代硅材料潜力的有源材料。

基于金属氧化物（Metal-oxide, 简称MO，如ZnO、InZnO、InGaZnO等）半导体的薄膜晶体管以其迁移率高、均匀性好、对可见光透明、制备温度低和成本低等优点被认为是适合驱动有机发光二极管（OLED）和高分辨率液晶显示（LCD）的理想有源器件[1, 2]。

退火对MgxZn(1-x)O薄膜特性的影响

１２实验过程．
在ＭｇＺｈ０薄膜生长之前，底分别用甲苯、丙酮、乙醇和去离子水在超声中处理５ｍｎ然后ｎ衬ｉ，
收稿日期：０６１－５２０ —２２．
基金项目：国家自然科学基金（批准号：０７０４５５２８资助．６５６５，０３００）
膜各种特性的影响．将样品分别在真空和氧气中退火１ｈ．Ｘ射线衍射研究发现，真空中，尤其是在氧气在中退火的样品的（０）０２峰均增强．由原子力显微镜观察发现，在真空中退火样品的表面与未退火样品的表面
几乎相同，而在氧气中退火后样品的表面变得光滑了很多．从光致发光光谱中发现，真空退火后的样品的紫
中图分类号０１．４６４２１文献标识码Ａ文章编号０５－７０２０）９１１．４２１９（０７０ —６３００－
在室温下ＺＯ具有较大的禁带宽度（．７ｅ和激子束缚能（０ｍｅ，以及高ｃ取向和纤锌矿ｎ３３Ｖ）６Ｖ）轴
董鑫朱慧超张宝林李香萍杜国同１，，，，，２
（．大连理工大学物理与光电工程学院，１大连１６２；０３１２．吉林大学电子科学与工程学院，集成光电子国家重点实验室，长春１０１）３０２
摘要
采用ＭＯＶＣＤ法在ｃ面蓝宝石衬底上生长出了高质量的Ｍ￣ｎ。ｇＺ卜Ｏ薄膜．研究了退火对ＭｘｎＯ薄ｇＺ
下所生长的Ｍｎ一ｇＯ样品分别在氧气与真空中退火，Ｚ对其各种性质的变化进行了分析．所获得的结果对ＭｎＯ薄膜质量的控制与提高具有重要的意义．ｇＺ

InN薄膜的退火特性

第27卷　第2期2006年2月半　导　体　学　报C HIN ES E J OU RNAL O F S EM ICOND U C TO RSV ol.27　N o.2Feb.,20063国家重点基础研究发展规划(批准号:G2000068305),国家高技术研究发展规划(批准号:2001AA311110,2003AA311060,2004AA311080),国家自然科学基金(批准号:6039072,60476030),国家杰出青年基金(批准号:60025411)和江苏省自然科学基金(批准号:B K2005210,B K2003203)资助项目通信作者.Email :xzl @ 2005208224收到,2005210212定稿ν2006中国电子学会In N 薄膜的退火特性3谢自力张　荣　修向前　毕朝霞　刘　斌　濮　林　陈敦军　韩　平　顾书林江若琏　朱顺明　赵　红　施　毅　郑有　(南京大学物理系江苏省光电功能材料重点实验室,南京　210093)摘要:对InN 薄膜在氨气氛下的高温退火行为进行了研究.利用XRD ,S EM 和XPS 对样品进行了分析.结果表明,InN 薄膜的结晶质量和表面形貌并不随退火温度单调变化.由于高温退火时N 原子的挥发,剩下的In 原子在样品表面聚集形成In 颗粒.当退火温度高于425℃时,In 原子的脱吸附作用增加,从而导致样品表面的In 颗粒在退火温度高于425℃时逐渐减少.XRD 和S EM 结果表明In 颗粒密度最高的样品具有最差的结晶质量.这种现象可能是由于In 颗粒隔离了其下面的InN 与退火气氛的接触,同时,金属In 和InN 结构上的差异也可能在InN 中导致了高密度的结构缺陷,从而降低了InN 薄膜的结晶质量.关键词:InN ;热退火;X 射线衍射;扫描电子显微镜;X 射线光电子谱PACC :7360F ;7155;6820中图分类号:TN30412+3 文献标识码:A 文章编号:025324177(2006)022*******1　引言在Ⅲ族氮化物半导体中,I nN 有其特殊的物理性质.例如,I nN 具有最小的电子有效质量,它决定了I nN 具有最高的峰值和饱和电子漂移速率.这使I nN 在高速、高频电子器件如高电子迁移率晶体管方面有着极为重要的应用价值.I nN 具有最小的禁带宽度(最新报道为017eV ),其和GaN 的合金I n x Ga 1-x N 的带隙宽度覆盖了从红外到紫外的波长范围.因此I n GaN 合金不仅可以用来做紫外和红外光电子器件,而且目前光纤通信中所应用的光学器件也有可能用I n GaN 合金来制备.另外,调节I n x Ga 1-x N 中的I n 组分可以用来制备不同禁带宽度的多结太阳能电池,其理论效率可达到70%以上.因此,I nN 作为Ⅲ族氮化物半导体中的一员,有着重要的研究价值[1].但是直到现在,对于I nN 材料的研究还不够充分,一些光电子参数比如光学常数、禁带宽度、载流子的有效质量和声子波数等都有待更精确地确定,这主要是因为高质量的I nN 薄膜很难制备[2].由于I nN 具有低的离解温度(≥600℃分解)要求低温生长,而作为氮源的N H 3的分解温度较高,在1000℃左右,这是I nN 生长的一对矛盾.其次,对于I nN 材料生长缺少与之匹配的衬底材料.这就使得高质量I nN 材料生长特别困难.因此I nN 材料的研究几乎没有取得什么进展.我们对I nN 材料的性质知之甚少[3,4].最近几年,由于科学技术的进步和发展,I nN 材料生长技术也越来越成熟.生长的I nN 材料中杂质也越来越少.特别是2002年,对I nN 材料本征能隙认识的新突破,对于纯度更纯的I nN 材料,其能隙是016～017eV ,而不是人们一直认为的119eV.这使得I nN 材料在微电子和光电子领域中的应用将有更好的表现.在国际上也因此掀起了一股I nN 材料的研究热潮.因而有必要对I nN 材料进行研究[5].本文对I nN 薄膜在氨气氛下的高温退火行为进行了研究.利用X RD ,S EM 和XPS 对样品进行了分析.结果表明,I nN 薄膜的结晶质量和表面形貌并不随退火温度单调变化.由于高温退火时N 原子的挥发,剩下的I n 原子在样品表面聚集形成I n 颗粒.当退火温度高于425℃时,I n 原子的脱吸附作用增加,从而导致样品表面的I n 颗粒逐渐减少.X 射线衍射(X RD )和电子显微镜(S EM )结果表明,I n 颗粒密度最高的样品具有最差的结晶质量.这种现象可能是由于I n 颗粒隔离了其下面的I nN 与退火气氛的接触,同时,金属I n 和I nN 结构上的差异也第2期谢自力等:　InN薄膜的退火特性可能在I nN中导致了高密度的结构缺陷,从而降低了I nN薄膜的结晶质量.2　实验I nN薄膜采用光加热低压金属有机物化学气相淀积(L R H2L P2MO CV D)技术制备,衬底为(0001)取向的蓝宝石.氨气和TM I n作为生长I nN的N源和I n源,TM I n的温度控制在40℃,由氢气载入生长腔.蓝宝石衬底送入生长腔前,首先采用有机溶剂对衬底进行超声清洗;然后在170℃的H2SO4∶H3PO4=3∶1溶液中腐蚀5min;去离子水冲洗干净;N2吹干后送入生长腔.I nN生长前,蓝宝石衬底首先在900℃、氨气氛中氮化30mi n,然后温度降低到375℃生长I nN.I nN生长时,氨气流率为210sl m,TM I n的流率为413μmol/mi n.生长腔压力为5332188Pa,生长时间为90mi n.对生长的同样I nN薄膜在氨气氛下进行热退火研究,退火温度在400～475℃之间.退火的其他条件和I nN生长时一样.退火时间为45mi n.最后,利用X RD技术对I nN薄膜退火前后的样品进行结构分析.X射线衍射采用了D/MA X2 RA型Cu靶X射线衍射仪(X2ray diff ract ome2 ter),X射线管的工作电压为40kV,工作电流为100mA.采用JSM6300型扫描电子显微镜(sca n2 ni ng elect ron microscop e)对样品形貌进行分析,工作电压为15～25kV.对样品的表面组分变化由X 射线光电子能谱(X2ray p hot oelect ron sp ect rosco2 p y)来表征,采用的设备为P HI2550型多功能电子能谱仪器,X射线管采用Al靶,工作时电压为10kV,电流为30mA.3　结果和讨论图1(a)是生长得到的I nN薄膜的X RD谱,从图中只能观察到I nN(0002)的衍射峰,说明得到的I nN和蓝宝石衬底具有同样的取向.另外,I n(101)的衍射峰基本上观察不到,这说明我们生长的I nN 薄膜中金属I n的聚集很少.样品在温度分别为400,425,450和475℃进行了退火,其X RD谱如图1(b),(c),(d)和(e)所示.可以看出,退火后的I nN 薄膜只具有(0002)取向,没有金属I n(101)衍射峰出现.仔细观察这些X RD谱可以看出,I nN(0002)衍射峰的强度在400℃退火后增强,而接下来的425℃的退火使I nN(0002)的衍射强度降低了,甚至低于未退火时样品的强度.当退火温度高于425℃时,I nN(0002)衍射峰的强度又重新增加.这表明退图1　退火前后InN样品的XRD谱　(a)未退火;(b)400℃退火;(c)425℃退火;(d)450℃退火;(e)475℃退火Fig.1　XRD spect ra of t he as2grow n InN film(a)andInN films a nnealing at400℃(b),425℃(c),450℃(d),a nd475℃(e)火对I nN薄膜质量的影响并不是单调的.为了更清楚的观察X RD谱随退火的变化,我们作出了退火前后I nN薄膜的(0002)衍射峰的积分强度和半高宽(F W HM)随退火温度的变化曲线,如图2(a)和(b)所示.除了积分强度的非单调变化外,F W HM 随退火温度增加到425℃而增至最大.当退火温度超过425℃时,F W HM随退火温度增加而降低.F W HM的这种变化从I nN薄膜的结构质量上来说是一致的,即425℃退火后的I nN样品具有最差的结晶质量,而475℃退火后的I nN薄膜样品具有最好的结晶质量.图3是退火前后I nN薄膜的S EM表面形貌照片.所有的I nN薄膜均由颗粒构成,表明了I nN生长时为3维生长模式.未退火样品的S EM照片显示在表面上存在一些“白色”的颗粒,400℃退火后这些“白色”颗粒的密度开始增加.425℃退火使这些“白色”颗粒的密度达到最大.当退火温度高于425℃后,“白色”颗粒的密度又开始降低,以至于475℃退火后“白色”颗粒的密度在所有的样品中是最低的.可以看出,S EM照片表明“白色”颗粒密度的变化和X RD谱中I nN(0002)衍射峰强度和F W HM的变化是相似的.因此,“白色”颗粒也许对I nN薄膜的晶体质量存在重要的影响.143半　导　体　学　报第27卷图2　(a)退火后InN(0002)衍射峰积分强度与退火温度的关系曲线;(b)退火后InN(0002)衍射峰半高宽(FW HM)与退火温度的关系曲线Fig.2　Curve of t he integrated intensity of InN(0002)diff raction pea k versus a nnealing temp erature(a)a nd curve of t he FW HM of InN(0002)diff raction p eak versus a nnealing temp erature(b)图3　退火前后InN薄膜的S EM照片　(a)未退火;(b)400℃退火;(c)425℃退火;(d)450℃退火;(e)475℃退火Fig.3　S EM images of t he as2grow n InN film(a)a nd InN films annealing at400℃(b),425℃(c),450℃(d),a nd475℃(e) 样品的XPS谱见图4.其中未退火I nN和退火后I nN中的I n3d5/2谱分别由(a),(b),(c),(d)和(e)表示.利用洛伦兹拟合,每一个I n3d5/2谱都可以分解为两个峰的叠加,这两个峰的位置在44315和44415eV(如图中的虚线所示).其中44315eV对应于I n—I n键中I n3d5/2电子的结合能,44415eV对应于I n—N键中I n3d5/2电子的结合能.可以很明显看出,随着退火温度增加到425℃,I n—I n键对应的强度增加到最大(和I n—N键对应的强度比较).当退火温度高于425℃时,I n—I n键对应的强度开始逐渐降低.结合I nN薄膜退火前后的S EM照片和XPS结果可以知道,S EM照片中的“白色”颗粒就是在样品表面聚集的I n颗粒.尽管有氨气保护,在退火过程中仍然存在N原子的挥发,N原子挥发后留下的I n原子会在表面聚集,从而形成金属I n颗粒.当退火温度高于425℃时,I n原子的脱吸附作用增加,这导致了I nN薄膜表面I n颗粒密度的逐渐减少.从图3可以看出,退火前后样品表面的颗粒尺寸基本没有变化,从而可以排除F W HM的变化是由于颗粒尺寸变化导致的.正如上面提出的,“白色”颗粒,也就是金属I n颗粒可能是425℃退火后样品结晶质量变差的原因.对于GaN薄膜的生长,也观察到了Ga滴在样品表面的出现,并且Ga滴对样品质量的影响得到了深入的研究.Heyi ng等人指出Ga滴覆盖住的GaN具有差的表面形貌、光学特性和电学特性.这主要是由于Ga滴的出现阻碍了GaN生长前沿和生长气氛的接触.Smit h等人[6]利用扫描电容谱(S CM)研究了Ga滴覆盖住的GaN中的缺陷态的变化,指出Ga滴下面的GaN中具有更高密度的缺陷态,并且缺陷态的时间响应比较慢[7].总之,金属颗粒在样品表面的存在不利于样品质量的提高.对于我们的I nN样品,表面I n颗粒的出现同样可以将I n颗粒下面的I nN和氨气退火气氛隔离开来,从而不利于结晶质量的提高.另外,金属I n具有四方晶体结构,而I nN具有六角晶体结构,这种晶体结构上的不一致会在I nN中导致高密度的结构缺陷,这也可能是425℃退火后I nN薄膜具有最差结晶质量的另一个原因.4　结论本文对I nN薄膜的氨气退火行为进行了初步研究.利用X RD,S EM和XPS对I nN薄膜的氨气高温退火样品进行了分析.测量结果发现,I nN的结晶质量和表面形貌并不随退火温度的增加而单调变243第2期谢自力等:　InN薄膜的退火特性图4　InN薄膜退火前后In3d5/2XPS谱　(a)未退火;(b) 400℃退火;(c)425℃退火;(d)450℃退火;(e)475℃退火　图中实线表示测量数据,虚线表示拟合数据.Fig.4　In3d5/2XPS spect ra of InN film bef ore a nd af2 ter annealing化.随退火温度升高到425℃时,X RD结果显示了最弱的积分强度和最宽的半高宽,表明退火温度为425℃时I nN薄膜具有最差的结晶质量.当退火温度高于425℃时,I nN薄膜的结晶质量又开始提高. S EM照片和X PS测量结果表明,在样品表面出现了金属I n的聚集,这是由于退火时N原子挥发和I n原子的表面聚集形成的.I n颗粒的出现隔离了I n颗粒下面I nN与氨气退火气氛的接触,从而不利于I n颗粒下面I nN结晶质量的提高.另外,I n颗粒为四方晶体结构,而I nN为六角晶体结构,这种结构上的差别能够导致I nN中高密度的结构缺陷,从而也不利于I nN晶体质量的提高.参考文献[1]　Blant A B,Cheng G S,J effs N J.E XA FS Studies of Mg dop edInN grown on Al2O3.Mater Sci Eng,1999,B59:218[2]　Xie Zili,Zha ng Rong,Bi Zhaoxia,et al.Fabrication and ap2plication of InN fil ms.Micronanoelect ronic Technology, 2004,12:26(in Chinese)[谢自力,张荣,毕朝霞,等.InN材料及其应用.微纳电子技术,2004,12:26][3]　Na nishi Y,Stait o Y,Ya maguchi T.R F2molecular bea m epi2taxy growt h and p roperties of I nN related alloys.J p n J Appl Phys,2003,42:2549[4]　Xiao Hongli ng,Wa ng Xiaolia ng,Zha ng Na nhong,et al.R F2MB E growt h of a n InN epilayer on sapp hire subst rate.Chi2 nese J our nal of Se miconduct ors,2005,26(6):1169(i n Chi2 nese)[肖红领,王晓亮,张南红,等.蓝宝石衬底上单晶InN外延膜的R F2MB E生长.半导体学报,2005,26(6):1169][5]　Bechstedt F,Furt hmuller J.Do we know t he f unda mental en2ergy gap of InN?J Cryst Growt h,2002,246:315[6]　Heying B,Smorchkova I,Poblenz C,et al.Op ti mization of t hesurf ace morp hologies and elect ron mobilities in GaN grown by plas ma2assisted molecular bea m epitaxy.Appl Phys L ett, 2000,77(18):2885[7]　Smit h K V,Yua E T,Elsass C R,et al.L ocalized variations inelect ronic st ructure of Al GaN/GaN heterost ruct ures grown by molecular2bea m epitaxy.Appl Phys L ett,2001,79(17): 2749343半　导　体　学　报第27卷443Characteristics of Annealing of In N Films3Xie Zili ,Zha ng R ong,Xiu Xia ngqia n,Bi Zha oxia,L iu Bi n,Pu L i n,Che n D unjun,Ha n Ping, Gu Shuli n,J ia ng Ruolia ng,Zhu Shunmi ng,Zhao Hong,Shi Yi,a nd Zhe ng Youdou(J ia ngs u Provi ncial Key L aborat ory of adva nced Phot onic a nd Elect ronic Materials,Dep art ment of Physics,Na nji ng University,Na nji ng　210093,Chi na)Abstract:The characteristics of a nnealing of InN films wit h N H3at mosp here are investigated.The XRD,S EM,a nd XPS are used t o analyze t he sa mples.The experime nts indicate t hat t he crystalline qualit y a nd morp hology of InN do not evolve mo2 not onously wit h a nnealing te mperatures.During t he annealing,In at oms resulting f rom t he volatilization of N at oms aggre2 gate on t he surf ace,a nd t hus In grains f or m.Whe n t he annealing temp erature is higher t han425℃,t he de nsity of In grains decreases due t o t he desorp tion of In at oms.The results of XRD a nd S EM indicate t hat t he sa mple wit h most dense In grains has a low crystalline quality.Thus,we consider t hat In grains p revent t he imp rove ment of InN quality by t he t her mal a nnea2 ling maybe due t o t he sep aration of subjacent InN f rom t he ammonia e nvironment a nd t he st ructural mismatch betwee n In and InN grains.K ey w ords:InN;a nnealing;XRD;S EM;XPSPACC:7360F;7155;6820Article ID:025324177(2006)022*******3Project supp orted by t he State Key Delevop ment Progra m f or Basic Research of Chi na(No.G2000068305),t he National High Technology Research a nd Develop ment Progra m of China(Nos.2001AA311110,2003AA311060a nd2004AA311080),t he Distinguished Young Scientist Foundation of Chi na(No.60025411),t he National Natural Science Foundation of Chi na(Nos.60476030,6039072)a nd t he Natural Science Foundation of J ia ngsu Province(Nos.B K2005210,B K2003203)Corresp onding aut hor.Email:xzl@　Received24August2005,revised ma nuscript received12Oct ober2005ν2006Chinese Institute of Elect ronics。

金薄膜退火处理制备表面增强拉曼活性基底

金薄膜退火处理制备表面增强拉曼活性基底姬佳林（南京邮电大学通达学院，江苏南京 225127）摘要：为了制备表面增强拉曼活性基底，提出一种对金薄膜进行退火处理的实验方法。

选取4片厚度为60 nm的金薄膜，一片作为对照组，不进行退火处理；3片依次设置加热温度为300℃、400℃、500℃，退火时间均为2 h，得到不同尺寸的金纳米粒子。

对样品进行检测，发现随着退火温度的升高，金薄膜的表面粗糙度由0.45 nm 增加至28.92 nm；粗糙金属表面存在大量的自由电子，当入射光照射时，金属表面的电磁场有所增强，拉曼信号强度随之增强。

实验表明：通过退火处理所得的金纳米粒子可以有效地作为表面增强拉曼活性基底。

关键词：金薄膜；表面增强拉曼活性基底；退火；金纳米粒子；表面粗糙度中图分类号：T G156.21文献标识码：A文章编号：2095-8412 (2019)05-050-05工业技术创新 URL: http: // DOI: 10.14103/j.issn.2095-8412.2019.05.009引言拉曼光谱是一种分子振动光谱，其自从被发现起，就成为研究分子等微观物质结构的重要工具[1]。

表面增强拉曼光谱（S E R S）具有灵敏度高、特异性强等优势，在化学气体检测、光谱电化学分析、单分子检测、痕量分析等方面有巨大的应用潜能[2]。

然而，拉曼散射截面分别只有红外光谱和荧光光谱的10-6和10-14，使得拉曼光谱在超低浓度检测应用中受到限制，而制备有效的表面增强拉曼活性基底，是促进拉曼光谱在超低浓度检测领域中得到应用的有效途径[3]。

S E R S效应[4]是一种表面增强效应，其与表面粗糙度密切相关。

金（A u）、银（A g）等贵金属纳米粒子在可见—近红外区域有着优异的局域表面等离子共振（L S P R）特性，因此它们能否应用于S E R S活性基底，一直受到关注。

研究人员发现，S E R S效应与贵金属纳米粒子的组成、尺寸、形貌、粒子间距和周围介质折射率等因素密切相关[5-7]。

InN半导体材料及器件研究进展

InN半导体材料及器件研究进展摘要：InN是性能优良的三五族化合物半导体材料，在光电子领域有着非常重要的应用价值，因此一直是国际国内研究的焦点。

这里，就InN材料的制备方法、P型掺杂、电学特性、光学特性、高温退火特性、器件的研究应用以及研究的最新进展进行了综述。

关键词：InN 制备特性应用太赫兹辐射进展1.引言：三族氮化物半导体材料GaN、AlN、InN是性能优越的半导体材料。

在光电子器件方面已有重要的应用，在光电集成、超高速微电子器件及集成电路上也有十分广阔的前景。

但是因为InN具有低得离解温度，要求低温生长，而作为氮源的NH3的分解温度较高，这是InN生长的一对矛盾。

其次，对已氮化銦材料生长又缺少与之匹配的衬底材料，使得高质量氮化銦材料生长特别困难，有没有什么进展。

后来的理论研究表明，InN 具有极高的漂移速度和电子渡越速度以及最小的有效电子质量。

同时电子迁移率也比较高。

因此，InN材料是理想的高速、高频晶体管材料。

最近研究表明：InN的禁带宽度也许是0.7eV左右，而不是先前普遍接受的1.9eV，所以通过调节合金组分可以获得从0.6eV（InN）到6.2eV（AlN）的连续可调直接带隙，这样利用单一体系的材料就可以制备覆盖从近红外到深紫外光谱范围的光电器件。

因此，InN有望成为长波长半导体光电器件、全彩显示、高效率太阳能电池的优良半导体材料。

理论研究表明，1nN材料在Ⅲ族氮化物半导体材料中具有最高的迁移率（室温下最大的迁移率是14000 平方厘米/V s）、峰值速率、电子漂移速率和尖峰速度（4.3×107cm/s）以及具有最小的有效电子质量m*=0.05m0。

这些特性使得InN在高频率，高速率晶体管的应用上有着非常独特的优势。

然而，由于InN的制备和检测都比较困难，对其研究和应用还很不完善。

尽管如此，随着材料生长技术的不断发展进步以及材料生长工艺的提高，现在已经可以在不同衬底材料上外延生长得到质量较好的InN薄膜单晶材料，同时，由于测量技术的进一步提高，使得InN材料的研究和应用迈进了很大一步。

退火温度对TiO2薄膜结构与光学性能的影响

未退火Ｔｉ０２薄膜中Ｔｉ—Ｏ之间的价键结构为ＴｉＯ：，符合化学计量比ｌ高温退火薄膜的组成为ＴｉＯ；．偏离化学计量比，并表现出薄膜与衬底之间的扩散迁移现象．ＴｉＱ薄膜ｘＰｓ谱图中出现的Ｆｅ、ｃｒ元素，可能是所使用的Ｔｉ０２靶材中含有Ｆｅ、Ｃｒ杂质成分或不锈钢的部件被溅射到衬底上了．
ＸＰＳ全谱表明，样品表面含有Ｔｉ、Ｏ、Ｃ、Ｆｅ，ｃｒ等元素ｊ
由图２（ｂ）可见，Ｔｉ２ｐ３ｎ与Ｔｉ２ｐ。门的峰分别在４５８．２６、４６４．１ｅＶ，与标准的Ｔｉｑ单晶图谱一致，说明Ｔｉｑ薄
膜中Ｔｉ—Ｏ之间价键结构为Ｔｉｑ，但是Ｔｉ２ｐｍ谱峰
的半高宽为１．１２ｅＶ，高于标准的单晶ＴｉＱ的Ｔｉ２ｐ３，２
谱峰的半高宽（１．１ｅＶ）［１“，说明薄膜中存在非晶态
万方数据
１７７６助
双
Ｔｉ０２薄膜在可见光波段透射率明显下降，相应的薄膜
中的锐钛矿相ＴｉＱ完全转变为金红石相，更加充分有
力地证实了这一推断．
圈５不同退火温度薄膜的透射谱
Ｆｉｇ５ＴｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅｓｐｅｃｔｒａｏｆｔｈｅｆｉＩｍｓ
应用软件Ｆ“ｍｗｉｚａｒｄ拟合透射谱，获得了薄膜
Ｔｉ０２，这与ｘＲＤ分析结果一致；由图２（ｃ）可见，０１３
的峰位主要在５２９．８１ｅｖ，来自于Ｔｉ０：键，此外，
５３Ｌ１２ｅｖ谱峰对应于羟基一ＯＨ，Ｔ１０＝薄膜表面羟基
一ＯＨ的存在与Ｔｉ０２薄膜的亲水性有关－Ｔｉ０２薄膜
ＸＰＳ谱图中出现的Ｃ元素来自于仪器或样品表面引
入的荇染有机物中的碳，由图２（ｄ）可见，ｃｌｓ的峰位主
镀膜前，使用ｓＫ２２１０ＬＨＣ型超声波清洗器将单晶硅片与石英玻璃片依次置于无水乙醇、丙酮和去离子水中进行超声处理，以充分除去衬底表面可能的污染物，然后烘干备用。２．２．２Ｔｉ０２薄膜的制备

红细胞膜退火淬火的原理

红细胞膜退火淬火的原理
红细胞膜的退火淬火是指在一定的温度条件下，将红细胞膜加热至高温后迅速冷却，以改善其性能和结构。

其原理主要有以下几个方面：
1. 原子排列重组：在加热过程中，红细胞膜内的原子会因为高温而出现较大的位移和扩散，从而导致原子排列变得松散和不规则。

而在快速冷却的过程中，原子会重新排列并固定在新的位置上，形成一个更加有序和稳定的晶体结构。

2. 晶粒细化：退火淬火过程中，红细胞膜内的晶粒会发生细化，即晶粒的大小会减小。

这是因为加热使晶界处产生很多位错（晶粒内部的缺陷），而在快速冷却中，位错会受到阻碍而无法扩散和聚合，从而使晶粒尺寸减小。

3. 应力释放：在红细胞膜的制备过程中，可能会产生一些内应力，如残余应力和相变应力等。

通过退火淬火，这些应力可以得到释放和消除，从而提高红细胞膜的稳定性和耐久性。

综上所述，通过红细胞膜的退火淬火处理，可以改善其晶体结构、提高材料的可塑性和强度，并减少内部缺陷和应力，从而提高红细胞膜的性能和使用寿命。