不同氧氩比例对氧化硅(SiO2)薄膜的结构及性能的影响

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氧分氩气对薄膜的影响实验报告_解释说明

氧分氩气对薄膜的影响实验报告解释说明1. 引言：1.1 概述本文为一份实验报告，旨在研究氧分氩气对薄膜的影响。

近年来，薄膜技术在各个领域得到了广泛的应用和研究，而氧分氩气作为一种新型的处理方法，被认为具有潜力影响薄膜性能。

因此，本实验通过详细的实验过程和数据分析，从表面形貌观察与分析、薄膜性能测试与比较以及机理解释等方面来探讨与说明氧分氩气对薄膜的影响。

1.2 文章结构本文内容包含引言、实验背景、实验方法、实验结果与讨论以及结论与展望五个部分。

首先是引言部分，对整篇文章进行概述，并介绍文章结构；接着是实验背景部分，介绍了膜材料的重要性、氧分氩气的应用以及本次实验的目标和假设；然后是详细描述实验方法包括氧分氩气处理过程和薄膜制备过程，并说明了相应的参数设定和控制变量；接下来是实验结果与讨论部分，分析并比较了薄膜表面形貌和性能测试的数据，并解释了氧分氩气对薄膜影响的机理；最后是结论与展望部分，总结了实验结果、讨论了研究局限，并提出了未来的研究方向。

1.3 目的本次实验旨在通过对比不同处理方法下的薄膜表面形貌和性能测试数据，探究和说明氧分氩气对薄膜性能的影响机制。

通过该实验，希望能够为进一步研究薄膜技术的应用提供参考和指导，并促进相关领域的发展。

同时，通过详细记录实验过程和结果，也可为其他研究者提供相关数据和参考依据。

2. 实验背景:2.1 膜材料的重要性:薄膜作为一种具有特殊功能和广泛应用领域的材料，在科学研究和工业生产中扮演着重要角色。

薄膜有着各种各样的应用，例如在光学器件、电子器件、能源存储和转换等领域中都有广泛的应用。

因此，对于薄膜材料的研究和性能优化具有重要意义。

2.2 氧分氩气的应用:氧分氩气是一种重要的工业气体，其主要组成为氧气和氩气。

在许多实验室与工业过程中，经常需要使用纯净的氧气或惰性氩气进行实验或加工，而使用单独购买两种不同常规纯度的氧气和惰性氩气费时且费力。

因此，利用复合型高纯度制备设备将二者混合为一种可调比例并且更加稳定与方便使用的混合型工业无水高纯度精细混合高压循环流动设备则十分适合这些实验及生产需求。

氩氧流量比对CeOx-SnOx膜微观结构及光学性能的影响

镜（ＳＥＭ）、ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、透射电子显微镜（ＴＥＭ）和Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）等测试手段对薄膜的结构、表面形貌及成分进行了分析和表征。结果表明薄膜以岛状模式生长，随氩氧比降低，结晶性增强，出现ＣｅＯ，和ＳｎＯ相。此外，利用紫外－可见分光光度计对薄膜的光学性能进行了研究，测试结果表明薄膜对紫外光有极强的吸收作用。当氩氧流量比为３：１时，紫外光平均透过率仅为５．８０％，而可见光平均透过率为８１．４８％。关键词：磁控反应共溅射；ＣｅＯ一ＳｎＯ薄膜；氩氧流量比；紫外截止
ｃｈａｒａｃｔｅｉｒｚｅｄｂｙＸ — ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ），ｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ），Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＴＥＭ）ａｎｄＸ — ｒａｙｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＸＰＳ）．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｉｆｌｍｇｒｏｗｓｉｎ
ｉｓｌａｎｄｍｏｄｅ．Ｔｈｅｅｒｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙｏｆｔｈｉｎｆｉｌｍｓｉｓｅｎｈａｎｃｅｄ，ｔｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆＣｅＯ２ａｎｄＳｎＯ，ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｔｈｅＡｒ／Ｏ２ｌｏｆｗｒａｔｉｏ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｉｌｆｍｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙＵＶ—

ITO薄膜厚度和含氧量对其结构与性能的影响

第26卷第7期电子元件与材料V ol.26 No.7 2007年7月ELECTRONIC COMPONENTS AND MATERIALS Jul. 2007ITO薄膜厚度和含氧量对其结构与性能的影响辛荣生1，林钰2（1. 郑州大学材料科学与工程学院，河南郑州 450052；2. 河南教育学院化学系，河南郑州 450014）摘要: 在玻璃衬底上用直流磁控溅射的方法镀制ITO透明半导体膜，采用X射线衍射技术分析了膜层晶体结构与薄膜厚度和氧含量的关系，并测量了薄膜电阻率及透光率分别随膜厚和氧含量的变化情况。

以低氧氩流量比(1/40)并控制膜厚在70 nm以上进行镀膜，获得了结晶性好、电阻率低且透光率高的ITO透明半导体薄膜，所镀制的ITO膜电阻率降到1.8×10–4 Ω·cm，可见光透光率达80 %以上。

关键词:无机非金属材料；ITO膜；氧氩流量比；电阻率；透光率中图分类号: TN304.055 文献标识码:A 文章编号:1001-2028（2007）07-0021-03Influence of thickness and oxygen content of ITO thin films on itsstructure and propertiesXIN Rong-sheng1, LIN Yu2(1. College of Material Science and Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450052, China; 2. Department ofChemistry, Henan Education Institute, Zhengzhou 450014, China)Abstract: ITO transparent semiconducting films were deposited onto the glass substrates by DC magnetron sputtering method. The film structure related to film thickness and oxygen content was determined by X-ray diffraction. The resistivity and transmissivity changed with film thickness and oxygen content individually were also measured. The ITO transparent semiconducting films with well crystallinity, low resistivity and high transmissivity were obtained, which deposited by processing of low flow ratio O2/Ar(1/40) and film thickness above 70 nm. The ITO film resistivity is 1.8×10–4 Ω·cm and visible light transmissivity is beyond 80 %.Key words: non-metallic inorganic material; ITO film; ratio O2 /Ar; resistivity; transmissivity氧化铟锡（ITO）透明半导体膜具有一系列独特性能，如电导率高、可见光透光率高、膜层硬度高且耐化学腐蚀，在平面显示器、太阳能电池、电致变色镜、热镜、智能窗和薄膜电池等领域获得广泛的应用[1]。

溅射法在不同O2／Ar比例下制备HfO2薄膜

溅射法在不同O2／Ar比例下制备HfO2薄膜马紫微【期刊名称】《运城学院学报》【年(卷),期】2011(000)005【摘要】As a stable refractory compound, Hafnium dioxide （HfO2） has potential application in electronic, optical and energy- related fields. In this work, HfOz films were deposited at various O2/Ar ratios by reactive sputtering. XRD showed that the O2/Ar ratios could not obviously change the structure of the samples. Using Debye - Scherrer formula, the grain sizes of the samples were estimated at the nano - scale. The stoichiometric film was obtained at the 0.06 O2/Ar ratio （ namely 2.5sccm O2 flow rate）and the 12 W sputtering power in our experiments. The fihns were transparent in the range of visible light （T% 〉 85% ） and had obvious absorption at wavelength less than 220 nm. The band gap of samples estimated by Tauc plot ranged from 5.051 eV to 5. 547 eV.%作为一种性能稳定的绝缘体，HfO2在电子、光学以及能量相关的领域中有着重要的应用。

不同氩气流量下溅射所得TiOx薄膜的结构和光学性能

不同氩气流量下溅射所得TiOx薄膜的结构和光学性能刘春伟;黄美东;杜姗;唐晓红;吕长东【摘要】为探究不同氩气流量对TiOx薄膜结构和光学性能的影响,采用常温反应磁控溅射法,在K9双面抛光玻璃基底上制备TiOx薄膜样品,利用X线衍射分析样品的晶体结构,通过原子力显微镜观察样品表面结构,使用光栅光谱仪测试样品透射率,并计算得到薄膜沉积速率和消光系数等光学参数.实验结果表明:氩气流量对TiOx薄膜的光学性能具有较为明显的影响,随着氩气流量的增加,薄膜的光学厚度和沉积速率随之增加,而折射率有微小增加,消光系数受氩气流量的影响不大.【期刊名称】《天津师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(034)002【总页数】4页(P27-30)【关键词】氧化钛薄膜;磁控溅射;氩气流量;透射谱;折射率【作者】刘春伟;黄美东;杜姗;唐晓红;吕长东【作者单位】天津师范大学物理与材料科学学院,天津300387;天津师范大学物理与材料科学学院,天津300387;天津师范大学物理与材料科学学院,天津300387;天津师范大学物理与材料科学学院,天津300387;天津师范大学物理与材料科学学院,天津300387【正文语种】中文【中图分类】O433.5+9近年来，Gratzel研究组在TiOx薄膜的基础上发展了染料敏化太阳能电池（DSSC），使其光电转换效率超过10%，并具有良好的稳定性[1].由于具有颜料特性及较高的催化活性和光稳定性，TiOx可用于制作电介质材料、光催化薄膜、减反射涂层、氧传感器和湿度传感器等，实现有机物降解、自清洁以及太阳能转换等功能[2].采用镀膜工艺将TiOx粉体负载于一些固体材料（如玻璃、陶瓷和铝材等）的表面则可以得到分散性较好的TiOx薄膜，从而克服超细TiOx粉末易团聚、难分离等缺点[3].而负载于基底上的TiOx薄膜的厚度、均匀度和晶型等工艺参数均是影响薄膜性能的主要因素，所以TiOx薄膜制备工艺已成为研究的热点之一，且有些成果已得到较为广泛的应用[4-8].TiOx薄膜的制备方法主要有物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）和溶液镀膜等.目前制备TiOx薄膜的PVD方法中，反应磁控溅射法工艺较为稳定、易于控制、制备的薄膜质量较好[3].由于工艺参数对薄膜材料结构和性能具有较为明显的影响，本研究采用磁控溅射法在不同氩气流量条件下制备TiOx薄膜，并对薄膜的结构和性能进行测试和分析，从而重点讨论氩气流量对TiOx薄膜的影响.1 实验方法实验采用RF反应磁控溅射法在FJL560CI2型超高真空磁控溅射系统上制备TiOx薄膜.溅射靶材采用纯度99.99%、直径50.9 mm、厚度3 mm的二氧化钛靶，基底采用长3 cm、宽1 cm的K9双面抛光光学玻璃片.实验前，依次用无水乙醇溶液、丙酮溶液对基底进行超声清洗15 min，除去表面灰尘和杂质，以增加薄膜与基底的结合力.清洗结束后将基底进行烘干，放入真空腔室备用.镀膜时为防止污染物玷污基底，将基底放在上方，靶材放在下方.同时为方便薄膜均匀镀制，将基底固定在可绕中心轴线旋转的衬底架上，然后对样品进行溅射清洗5 min，待除去表面氧化物后，便可设置实验参数，反应溅射沉积薄膜样品[9].实验中，本底真空为4×10-4Pa，溅射过程中，保持溅射功率为100 W、基底负偏压为80 V、工作气压为0.8 Pa、基底不加热（只受到粒子轰击而升温）的实验环境，通过改变氩气流量（20、30、40和50 cm3/min），在基底上沉积获得TiOx薄膜样品，溅射时间均为90 min.2 实验结果与讨论2.1 氩气流量对TiOx薄膜晶体结构的影响采用XRD对不同氩气流量条件下沉积的样品进行结构分析，结果如图1所示.由图1可以看出，衍射图谱基本没有出现明显的衍射峰，说明镀制的薄膜呈非晶态.这说明在沉积过程中，由于未对基底进行加热，造成到达基底表面的溅射粒子能量较低，移动困难，不易形成有序排列，从而在基底表面形成无序结构的非晶态薄膜[10].图2为不同氩气流量下所得TiOx薄膜的原子力显微镜（AFM）三维视图，取样范围为2 μm×2 μm.图2 不同氩气流量下所得TiOx薄膜的表面三维形貌Fig.2 3D morphology of TiOxthin films obtained under different argon flow由AFM数据处理软件分析可知，氩气流量分别为20、30、40和50 cm3/min时，样品平均粗糙度分别为1.28、2.87、4.02和1.48 nm，即当氩气流量为50cm3/min时，薄膜表面的均匀度和平整度较高，粗糙度最低，表面质量最好.2.2 氩气流量对TiOx薄膜光学性能的影响图3是不同氩气流量下制备的TiOx薄膜样品的透射光谱.图3 不同氩气流量下所得TiOx薄膜的透射光谱Fig.3 Transmission spectra of TiOxthin films under different argon flow由图3可以看出，当入射波长大于400 nm时，所得薄膜样品的透射率均较高；当入射波长小于400nm时，样品透射率均较低.这是因为根据光学传输理论，在薄膜吸收不计的条件下，沉积于透明基底的单层薄膜的透射率[11]式（1）中：A=16n2s，其中n为薄膜的折射率，s为基底的折射率；B=（n+1）3（n+s2）；C=2（n2-1）（n2-s2）；D=（n-1）3（n-s2）；φ=4πnd/λ，其中d为膜层的厚度；x=exp（-αd），其中α为薄膜的吸收系数.根据式（1）可知，玻璃基底和薄膜在紫外波段均具有较强的吸收，而该薄膜在可见光及近红外光区域的吸收较弱，属透明膜.2.3 氩气流量对TiOx薄膜沉积速率的影响通过椭偏法测得TiOx薄膜的厚度，结合90 min溅射时间，计算得到不同氩气流量下薄膜的沉积速率，结果如图4所示.图4 不同氩气流量下所得TiOx薄膜的沉积速率Fig.4 Deposition rate of TiOxthin films under different argon flow由图4可知，氩气流量对TiOx薄膜的沉积速率有较明显的影响，样品的沉积速率随氩气流量的增加而增加.这是由于尽管氩气是辅助气体，但在镀膜溅射二氧化钛靶时，腔室内应该含有氧离子，所以改变氩气流量相当于改变了氧氩比.当氩气流量较高时，氧离子分压较低，靶表面形成的氧化物较薄，溅射粒子中含有一定量金属，薄膜颜色较深，此时溅射速率较高；当氩气流量较低时，氧离子分压较高，溅射靶表面生成较厚的氧化物层，从而影响了钛的溅射速率，造成薄膜的沉积速率降低，薄膜中金属含量明显降低，薄膜颜色也明显变浅.此外，氩气等离子体的溅射产额比氧气高也是造成在高氩气流量条件下沉积速率大的原因之一[12].2.4 氩气流量对TiOx薄膜折射率和消光系数的影响根据椭偏法测出薄膜的折射率n和消光系数k随波长的变化关系，结果如图5所示.图5 折射率n和消光系数k随波长的变化情况Fig.5 Refractive index n andextinction coefficient k changing with wavelength由图5可以看出，不同氩气流量下所得样品的n和k均随波长的增大而减小，变化趋势类似，n最终保持在2.26，而k最终减小到趋近于0.随着氩气流量的增大，样品折射率在400～1 000 nm范围内有微小增大，而氩气流量对消光系数的影响很小.这主要是因为氩气流量越大，溅射沉积的TiOx薄膜越致密，导致折射率出现微小增加，但这对消光系数的影响并不明显[13-14].3 结论本研究采用磁控溅射法获得了非晶态的TiOx薄膜样品.透射谱测试表明TiOx薄膜在可见光波段具有较高的透射率，属于透明薄膜.氩气流量对TiOx薄膜的光学性能具有较为明显的影响，随着氩气流量的增加，薄膜的沉积速率均在增加，折射率也存在微小增加，而消光系数受氩气流量的影响不大[15].【相关文献】[1]SUMITA T，OTSUKA H，KUBOTA H，et al.Ion-beam modification of TiO2film to multilayered photo catalyst[J].Thin Solid Films，1999，148（3）：758-761.[2]EINAGA Y，GU Z Z，HAYAMI S，et al.Reversible photo induced switching of magnetic properties at room temperature of iron oxide particles in self-assembled films containing azobenzene[J].Thin Solid Films，2000，374：109-113.[3]咸小刚，郭万林，台国安.厚度依赖的二氧化钛薄膜光学性能研究[J].光学材料，2009，28（4）：15-20.[4]WU P F，BHAMIDIPATI M，COLES M，et al.Biological nano-ceramic materials for holographic data storage[J].Chem Phys Lett，2005，400（4）：506-510.[5]高镰.纳米氧化钛光催化材料及应用进展[M].北京：化学工业出版社，2002：23-25.[6]孙奉玉，吴鸣，李文钊.TiO2表面光学活性与光催化活性的关系[J].催化学报，1998，19（1）：121-124.[7]王武育，王溪晶，杨太礼.TiO2薄膜的光电性能及应用[J].稀有金属，2008，3（1）：781-788.[8]李小甫，余海湖，姜德生.光波导用TiO2/SiO2复合薄膜的制备及其性能研究[J].光电子技术与信息，2003，16（4）：20-25.[9]熊绍珍，朱美方.太阳能电池基础与应用[M].北京：科学出版社，2009：55-60.[10]孙大河，曹立新，常素玲.一维纳米材料的制备、性质及应用[J].稀有金属，2006，13（1）：88-94.[11]田民波，刘德令.薄膜制备技术[M].北京：机械工业出版社，1991，137-401.[12]SWANEPOEL R.Determination of the thickness and optical constants of amorphous silicon[J].J Phys E Sci Instrum，1983，16（12）：1214-1222.[13]王敬义，何笑明，王宇，等.反应溅射中的溅射产额研究[J].微细加工技术，2002，31（2）：42-63.[14]张长远，何斌，张金龙.二氧化钛功能薄膜研究发展与应用[J].感光科学与光化学，2004，22（1）：66-42.[15]刘祥志，徐明霞，李顺，等.制备金属离子掺杂TiOx纳米线及其可见光催化[J].稀有金属材料与工程，2007，29（10）：173-174.。

氧分压对直流磁控溅射氧化钨薄膜结构和组成的影响

沉积法和电沉积法等，其中磁控溅射法具有成膜速度快、均匀性好、与基底的结合力和强度好以及
体的中央．它的每一个结构相变都不是结构的重
新构建，而是在原来的钨一氧八面体的基础上所
进行的某种程度的调整与扭曲．氧八面体的畸变（扭曲、倾斜等）与钨原子从八面体中心向八面体
氧分压的增加逐渐变浅，当氧分压达到０．２Ｐａ以上时，薄膜呈现完全透明．
关
键
词：氧化钨薄膜；磁控溅射；氧分压；结构；组成
文献标志码：Ａ
中图分类号：ＴＢ３８１
氧化钨（Ｗ０。）薄膜是一种过渡金属氧化物薄膜，由于它有多相过渡并呈现铁电性，所以具有许多特殊的物理性质．它是一种Ｎ型半导体，其禁带宽度为３．３ｅＶ．氧化钨薄膜除了具有良好的电致变色性能＿１］，还具有许多其他优异的性能，如光致变色性能］、气致变色性能［３以及催化降解
谱（ＵＶ－Ｖｌｓ）等手段表征了氧化钨薄膜的晶体结构、表面形貌、化学组成以及透射率．结果表明：沉积所得氧
化钨薄膜均为无定形结构，经４００℃热处理后转变为单斜晶体结构；薄膜表面形貌受氧分压和热处理影响较
大；沉积所得氧化钨薄膜的化学分子式应为ＷＯ。形式，热处理使得薄膜的成分趋近于ＷＯ。；薄膜颜色随着

氧氩比对ZnO薄膜晶体结构和导电性能的影响

氧氩比对zno薄膜晶体结构和导电性能的影响不同反应气氛下制备的样品的xrd衍射谱氧氩比与方块电阻的关系曲线氧氩比对zno薄膜导电性能的影响在衬底温度工作电流工作气压及制备之后的热处理条件相同的条件下反应气氛中惰性气体氩气及活性气体氧气的含量的不同将直接影响薄膜的化学配比影响薄膜中空位及自填隙原子的浓度影响薄膜中发光中心的数目继而影响薄膜的发光效果
ｔａｔｈｃｅｓｆａｇｎｉｅｃｉｎａｍｏｐｅｅ，ｈｎｅｓｔｆ（０）ｄｆｒｃｉｎｐａｎｒａｅｈｔｗｉｈｔｅｉｒａｅｏｒｏｒｔｔｓｈｒｔｅｉｔｎｉｏ０２ｉａｔｏｅｋｉｃｅｓ．ｎｎａｏｙ
应气氛中氩气含量的增多、气含量的减少，ｎ薄膜的方块电阻明显减小，明薄膜的电氧Ｚｏ说
阻率随反应气氛中氩气的增加而明显减小。
关键词：ｎ薄膜；Ｚｏ晶体结构；导电性能；氧氩比中图分类号：８０４４文献标识码：Ａ
ｍａｎｔｏｐｔｅｎｎ（０）Ｓｕｓｒｔ，ｎｅｒｓｎｉｃｍｓａｃｓｃａｇｓ０２ｏＡｒｒｔ．Ｗｃｇｅｒｎｓｕｔｒｇｏ１０ｉｂｔａｅｕｄｒｐｅｅｔｃｒｕｔｎｅｈｎｅａｉｉｓｔｏｈ
ＡｂｔａｔＴｏｅｐｏｅｅｆｃｏｏＡｒｒｔｏｏｔｕｔｒｆｒｓａｌａｉｎａｄｆｎｔｏｆｓｒｃ：ｘｌｒｆｅｔｆ０２ｔａｉｎｓｒｃｕｅｏｃｙｔｌｉｔｎｕｃｉｎｏｚｏｃｎｕｔｇｅｅｔｃｔｆＺｏｈｎｆｌ．Ｃ—ｘｓｕｉｕｌｒｅｔｄＺｎｆｌｒｒｐｒｄｂｏｄｃｉｌｃｒｉｙｏｎｔｉｉｎｉｍａｉｎｑｅｙｏｎｅｏｉｉｍｓａｅｐｅａｅｙＤＣｅｃｉｅｒａｔｖ

氧气压强对Si基片上沉积YIG薄膜微观结构和磁性的影响

氧气压强对Si基片上沉积YIG薄膜微观结构和磁性的影响【摘要】本文研究了氧气压强对用脉冲激光沉积技术（PLD）在Si（100）基片上制备的YIG薄膜性能的影响。

采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、震动样品磁强计（VSM）、铁磁共振仪（FMR）等检测了薄膜微观性能及磁性。

研究发现：（1）在0.3Pa和1Pa下制备的YIG薄膜中没有杂相，而在4Pa和16Pa的薄膜中出现了YIP相；（2）薄膜的晶粒尺寸随氧压增大而减小；（3）在1Pa下制备得到的薄膜共振线宽最小，为91Oe；（4）薄膜饱和磁化强度（Ms）随氧压的增加而降低，1Pa下得到的薄膜的Ms为138Oe，最接近理论值。

【关键词】脉冲机关沉积技术；YIG薄膜；氧气压强1.引言由于具有较高的法拉第旋光效率和较低的传播损耗，钇铁石榴石（YIG）薄膜在非互易波导器件、集成光学器件和磁光记忆领域拥有巨大的应用前景[1，2]。

当前，YIG的薄膜制备工艺已经比较成熟，但制备薄膜所使用的基片多为GGG 基片和陶瓷基片，这限制了其在半导体行业中的应用[3，4]。

另外，GGG基片和陶瓷基片造价较高，增加了薄膜微波器件的研发与应用成本。

Si是当前在半导体领域制备工艺最成熟、应用最广泛的材料，在Si基片上制备YIG薄膜用于制备薄膜器件对降低器件造价造价、提高器件在半导体领域的应用都有很大意义。

Si基片的晶格常数和热膨胀系数分别为5.430?和4.7x10-6/oC，而YIG的晶格常数和热膨胀系数分别为12.380?和13.8x10-6/oC，两种材料的匹配性较差，这增大了在Si基片上制备高质量YIG薄膜的难度。

PLD技术被广泛应用于制备各种薄膜材料，特别是在制备成分复杂的铁氧体薄膜方面有巨大的优势[5-8]。

相较于磁控溅射、溶胶凝胶、液相外延等薄膜制备技术，PLD更容易通过调节制备条件来控制成分复杂的薄膜的性质[1，9]。

氧气压强对薄膜的微观性能以及磁性有最大影响的条件之一。

氧氩比对钴掺杂氧化锌薄膜光电性能的影响

氧化锌（ｎ是一种六角纤锌矿结构的具有ＺＯ）
直接带隙宽禁带（温下为３３Ｖ）室．７ｅ和具有较高的激发 ‘ （０ｍｅ的优良半导体材料，光电器Ｈ６Ｖ）ｕ在件 … 、敏器件ｊ太阳能电池ｊ透明导电压、、膜等方面有着广泛的应用前景。鉴于掺杂
膜性能的影响已有大量的研究，氧分压对ＺＯ而ｎ薄膜性能影响的研究相对还比较少。实验表明：杂ＺＯ薄膜的透光率、掺ｎ紫外发
ａｎ最后用去离子水冲洗干净并用高纯度的氮气ｒｉ，
气流干燥。溅射腔内的本底气压为５×１～Ｐ，０ａ靶材与基底之间的距离为７ｎ。溅射气体是０ｔｉｏ
清除表面杂质。溅射期间基底转速为１／ｉ，５ｒｒｎａ
基底温度为常温；化锌陶瓷靶上的溅射功率为氧１０ｗ左右，ｃ金属靶上的溅射功率为１０而００ｗ。
溅射时间为６ｎ０ｍｉ。
收稿日期：０９－５２ｏ￣９１；修订日期：０９１．０２０ —１３基金项目：湖南省自然科学基金（５Ｊ０４；中南大学科学基金（６１５）助项目０Ｊ２３）ＯＯＯ９资作者简介：明（９３一）男，湖南常德人，主要从事掺杂ＺＯ薄膜的制备与光电性能的研究。袁１８，ｎ
氧氩比对钴掺杂氧化锌薄膜光电性能的影响

氧分压对HfOxNy薄膜结构和光学性能的影响

ＡｂｔａｔＨｆｓｒｃ：０Ｎｔｉｌｅｅｄｐｓｔｄｂａｉｈｎｆｍｓｗｒｅｏｉｙｒｄｏ￣ｅｕｎｙｒａｔｅｍａｎｔｏｐｔｒｎｎｏｍｕｔｓｅｔｎｉｅｑｅｃｅｃｉｇｅｒｎｓｕｔｉｇｏｔｌ — ｐｃｒＺＳｖｅｉｌａｓｂｔａｅｔｉｅｅｔｘｇｎｐｒａｒｓｕ．Ｔｅｄｐｓｔｎｒａｒｅｕｎｅｎｏｙｅ — ｉｏｅ — ｒｏｔｓｕｓｒｔｓａｆｒｎｙｅａｔｐｅｓｒｄｏｉｌｅｈｅｏｉｏｓｗｅｅｃｒｄｏｔｄｒｘｇｎｎｔｇｎａｇｎａｍｏ — ｉｉｕａｒｐｅｅａｏｍｅｅａｕｅｒｓａｌｇａｈｃｓｒｃｕｅａｄｍｉｒｓｒｃｕｅｏＯｔｉｌｒｔｄｅｔｒｙｈｒｔｏｔｍｐｒｔｒ．ＣｙｔｏｒｐｉｔｔｒｎｃｏｔｔｒｆＨｆＮｈｎｆｍｓｗｅｅｓｕｉｄｗｉＸ—ａｒｌｕｕｉｈ
氧分压对ＨＯＮｆｖ薄膜结构和光学性能的影响
刘伟，苏小平，张树玉，鹏，郝王宏斌，刘嘉禾，阎兰琴
（北京国晶辉红外光学科技有限公司，北京有色金属研究总院，北京１０８）００８
摘要：用磁控反应溅射法在不同氧分压下制备了氮氧化铪薄膜。沉积过程在氧气、氮气和氩气的气氛中进行，底为多光谱ＺＳ沉积温度为室温。用ｘ射线衍射、衬ｎ，扫描电镜、原子力显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、紫外一可见分光光度计等分别研究了不同氧分压下ＨＯＮｆ薄膜的晶体结构、显微结构、光学性能等。ＸＤ分析表明随着氧分压的降低，Ｒ薄膜的晶体结构由氧化铪转变为氮氧化铪相；Ｅ和ＡＭ分析表明不同氧分压下沉积的薄膜都为柱状结构，分ＳＭＦ氧压较低时薄膜表面粗糙度较大；镀膜之后，０３２ｘ范围内，在．５～１ｍ薄膜的透过率变化有显著差异，２～１１波段，在２ｘｍ薄膜透过率和未镀膜衬底透过率相当，变化不明显。关键词：氧化铪薄膜；控反应溅射；氮磁晶体结构；显微结构；学性能光中图分类号：Ｎ１；Ｂ３Ｔ２３Ｔ４文献标识码：Ａ

Al2O3、B2O3和SiO2对电子基板玻璃理化性能影响及机理研究

Al2O3、B2O3和SiO2对电子基板玻璃理化性能影响及机理探究摘要：随着电子设备的快速进步，电子基板玻璃作为重要的载体材料逐渐受到关注。

本文通过探究Al2O3、B2O3和SiO2对电子基板玻璃的理化性能的影响以及机理，为电子基板玻璃的优化设计和制备提供参考。

1.引言电子基板玻璃作为电子设备的关键组件之一，在各种高温、高湿、高浓度等恶劣工作环境下需要具备良好的物理、化学性能以及较高的可靠性。

Al2O3、B2O3和SiO2作为常见的添加剂具有在电子基板玻璃中调整结构和性能的能力。

因此，探究它们对电子基板玻璃理化性能的影响及机理具有重要意义。

2. Al2O3对电子基板玻璃的影响及机理2.1 结构调控Al2O3的加入可以改变电子基板玻璃的结构，提高其熔化温度、软化温度和热稳定性。

通过添加适量的Al2O3，可以增加电子基板玻璃的网络硬度，提高其力学性能。

2.2 导电性能Al2O3对电子基板玻璃的导电性能有较大影响。

适量的Al2O3添加可以改善电子基板玻璃的导电性能，缩减电子迁移和漏电流。

2.3 化学稳定性Al2O3的加入可以提高电子基板玻璃的化学稳定性，缩减与外界环境的互相作用。

它可以降低电子基板玻璃在酸、碱等介质中的溶解度，提高其抗酸碱腐蚀能力。

3. B2O3对电子基板玻璃的影响及机理3.1 结构调控B2O3的加入可以调整电子基板玻璃的结构，提高其玻璃化能力和抗热震性能。

适量的B2O3添加可以降低电子基板玻璃的软化温度，提高其加工可塑性。

3.2 光学性能B2O3的加入可以改变电子基板玻璃的光学性能，增加其透亮度和折射率。

适量的B2O3添加可以提高电子基板玻璃的透光性，使其具备更好的光传导性能。

4. SiO2对电子基板玻璃的影响及机理4.1 结构调控SiO2作为电子基板玻璃的主要成分之一，对其结构和性能具有重要影响。

适量的SiO2添加可以增加电子基板玻璃的硬度和强度，提高其耐磨性和耐腐蚀性。

4.2 热膨胀性能SiO2的加入可以调整电子基板玻璃的热膨胀系数，提高其热膨胀性能。

TiO2SiO2复合薄膜的光学性能研究

TiO2/SiO2复合薄膜的光学性能研究作者：贾曦刘洋溢来源：《中国科技博览》2013年第18期摘要：本文采用射频磁控溅射方法制备了TiO2/SiO2复合薄膜。

采用XRD、台阶仪和UV-Vis等测试手段表征薄膜的晶体结构、膜厚和光学性能。

系统研究了溅射气氛、溅射时间以及SiO2掺杂量对TiO2/SiO2复合薄膜光学性能的影响。

结果表明，TiO2/SiO2复合薄膜对紫外波段光波吸收强度与溅射时间成正比，与氧气含量成反比。

随着氧气含量的降低，薄膜的光波吸收限g向长波方向移动，即吸收波长呈现出明显的“红移”。

随着Si、Ti摩尔比的增加，薄膜的光波吸收限g向短波方向移动，即吸收波长呈现出明显的“蓝移”。

关键词：TiO2/SiO2复合薄膜（TiO2/SiO2 composite films）；射频磁控溅射（RF magnetron sputtering）；光学性能（optical properties）；晶体结构（crystal structure）。

中图分类号：O734二氧化钛（TiO2）具有良好的光催化性和亲水性能，并由于其化学稳定性好、反应活性高，成本低而受青睐。

光催化TiO2材料可用于降解有机物、杀菌消毒、污水处理、空气净化、防雾玻璃、自清洁玻璃等方面，已成为环保纳米材料研究开发的一个热点。

但纯TiO2表面暴露的活性位有限，在光催化降解过程中TiO2有效利用率受到限制[1]。

而采用TiO2/SiO2复合光催化剂，不仅可以降低成本，并且在不损失有效光照的情况下，可以提高TiO2的表面活性位[2]。

TiO2/SiO2复合薄膜能有效提高光催化活性、亲水性等性能，已有大量研究[3～5]表明TiO2/SiO2复合薄膜能提高光催化活性，另外这种复合薄膜也能大大改善亲水性[6]、抗腐蚀性[7]。

因此，TiO2/SiO2复合薄膜为我们在提高材料性能方面提供了一种很重要的途径。

目前，制备TiO2/SiO2复合薄膜的技术有溶胶—凝胶法[8]、化学气相沉积法[9]、射频溅射[10]等。

SiO2光学增透膜的制备及光学性能分析

SiO2光学增透膜的制备及光学性能分析最近几年，在制膜中采用溶胶-凝胶的方法得到了普遍的推广，尤其是Sio2溶胶在光学发展中被当作是制备光学薄膜的发展潮流，Sio2的反应活性很强，这与它的表面构造有关，Sio2外面具有羚基和没有达到饱和状态的键，与稳定的硅氧结构相偏离。

Sio2的特点是，纯度高，表面体积大，粒径很小和分散性极好，所以可以广泛应用于工程材料和医药制作等领域。

当前，制造Sio2的方法主要有气相沉积法、化学层积法和微乳液法等，它们都有不同的特性、优点和局限性，例如利用气相层积法所提炼的Sio2纯度高，但是所需的机器设备要先进，所花的费用大，制作成本高；其他的制作方法所制作的Sio2纯度低，里面杂质含量高，并且净化提炼的程序复杂，还会对环境造成污染，所以在实际操作中大多采用气相层积法。

因为Sio2的折射率很低，所以可以制造光学增透膜，如果将其与折射率高的薄膜材料結合也可以制备成高反膜。

笔者，不仅分析了由正硅酸乙酯为前提制造的光学性能，而且还探讨了膜层的结构。

一、实验过程Sio2溶胶的制作：原料采用正硅乙酯、无水乙醇和水，催化剂是氨水，根据一定的比例把溶液混合，并在20摄氏度的水温下搅拌充分，使它们混合均匀，再把搅拌好的溶液倒入封闭的容器里，放置在恒温的条件下，最后采用不同时间的溶胶进行镀膜。

基片的准备工作：用碱液、洗洁精、二次蒸馏水把K9玻璃材料洗涤干净，最后再采用无水乙醇把玻璃冲洗干净后，把水分晾干，存储在干燥的封闭容器中。

膜的制作过程：采用旋转的方法镀膜，在低速的条件下，然后在玻璃基片表面滴上一定分量的溶胶，再快速进行高速旋转，最后维持一段时间，拿出后，对其封闭保存。

溶胶性能和膜层光学性质实验：采用透射电镜观察溶胶粒子的粒度大小和交联结构，再用粒度仪观测溶胶簇团的分布情况。

用PHS_25A酸度计来测试溶胶的PH值。

在制造薄膜上，二氧化硅与通常的有机高分子相比有很多优点，例如可以控制材料的多孔性，还有固定的离子交换点，可以使离子交换膜可以选择理想的透过性和离子。

不同的氧氩比对ZnO薄膜性能的影响

向的氧化锌具有较强的压电和压光效应，以用做可声电、声光装置．另一方面，氧化锌还用于制备气体
ｍｉ，离子水洗净．（）．ＨＦ浸泡１ｍｉ，ｎ去３１５ｎ去离子水洗净．（）１：ＨＯ４ＨＣ：Ｈ２１：１：５８Ｏ＝，Ｏ
此外，由于ＺＯ的受激发光与其禁带中的局域ｎ
电学特性的研究进展却相对落后．我们利用直流反应磁控溅射法在硅衬底上沉积Ｃ轴择优取向的
ＺＯ晶体薄膜，ｎ由于反应气氛中氩氧比的不同，生
能级有关，于未掺有任何杂质的ＺＯ而言，些对ｎ这局域能能又是由氧空位、填隙原子等结构缺陷或锌
其它缺陷所产生，这些缺陷在ＺＯ中起施主或受主ｎ的作用．因而氧空位、填隙等结构缺陷的浓度影锌
ｌ引
言
膜机制备．用ｎＳ（Ｏ）衬底，备前要对衬底进 —ｉＯ１做制行标准的ＲＡ处理工艺清洗：１Ｃ１超声清洗１Ｃ（）Ｃ０
ｍｉ，酮超声清洗１ｎ去离子水反复冲洗１ｎ丙０ｍｉ，０
ｍｉ．（）ＮＨ４ｎ２ＯＨ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２一１；１：５，０Ｏ１
ＺＯ是一种宽禁带 Ⅱ一ｎ Ⅳ族半导体材料，温下室带隙宽度为３３Ｖ．因为ＺＯ具有激子束缚能高．７ｅｎ（０ｍｅ受激发射阈值低口及原料丰富和无毒无６Ｖ）害等特点，以，所近年来Ｚ０已经成为继Ｇａ之后ｎＮ紫外和蓝色发光领域人们关注的又一热点］．氧化锌薄膜是一种Ｎ型半导体，由于其较大的光电耦合系数，较低的温度系数和较小的介电常数，Ｃ轴取

溅射氩气压强对AZO薄膜光电性能的影响

溅射氩气压强对AZO薄膜光电性能的影响摘要:采用磁控溅射方法在玻璃衬底上制备出了Al掺杂ZnO(AZO)薄膜,研究了溅射过程中不同氩气压强对薄膜光学、电学和微结构等方面性能的影响。

XRD测试结果表明,所制备的薄膜均具有呈c轴择优取向的纤锌矿结构。

当氩气压强为0.3Pa时AZO薄膜的电阻率降至,可见光平均透过率为93%。

关键词:AZO薄膜溅射氩气压强电阻率透过率1 前言透明导电氧化物(TCO),由于其具有良好的导电性和透光性,已经被广泛应用于太阳能电池、显示发光器件、透明热反射材料、电磁屏蔽等领域[1]。

目前,研究最多且已经产业化的透明导电氧化物薄膜是掺杂Sn的In2O3基薄膜Sn:In2O3(ITO),但是由于铟有毒性,价格昂贵且在制备和应用过程中对人体有害,从而限制了其更广泛的应用。

近年来,由于Al掺杂的ZnO薄膜(AZO)具有与ITO薄膜相比拟的光电性能(可见光区高透射率和低电阻率),又因其价格较低等优点,已经成为当前透明导电薄膜领域的研究热点之一,因而开展AZO材料的研究具有重要意义[2-4]。

磁控溅射法由于具有成膜均匀、致密、且制备工艺简单、成本低等优点,易于推广而被广泛采用,通常氩气流量对薄膜的成膜质量和性能有重要作用。

本文采用直流磁控溅射方法在普通玻璃上制备了AZO薄膜,研究了不同Ar气流量对AZO薄膜的光学、电学性能影响。

2 试验试验采用JCP-350磁控溅射镀膜机。

玻璃基片先在盐酸溶液中浸泡24h以去除表面的有机物和杂质,然后在加热的丙酮和酒精中分别超声清洗10min,再用去离子水冲洗干净并用氮气吹干。

溅射所用靶材为ZnO:Al2O3陶瓷靶(其中Al2O3的含量为2wt%),靶材直径为50mm,厚度为3mm,靶材与基底的距离为10cm,溅射功率为200W。

溅射过程中的工作气压分别为0.15Pa、0.3Pa、0.45Pa、0.6Pa,基底温度为200℃,溅射时间为40min。

薄膜样品采用日本RIGAKU的D/max 2200VPC 型X-射线衍射仪(XRD)进行晶体结构分析(2θ范围为20°～80°),采用UV-2501PC紫外可见分光光度计测量薄膜的可见光透过率,采用范德堡方法测量薄膜的电阻值,薄膜的厚度和沉积速率利用TPY-1型椭圆偏振测厚仪测量。

氧分压对ZnO薄膜结构与光学性能的影响

氧分压对ZnO薄膜结构与光学性能的影响
氧分压对ZnO薄膜结构与光学性能的影响
采用直流磁控溅射法在不同氧分压下制备了ZnO薄膜.用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)仪、荧光分光光度计、紫外-可见分光光度计对样品进行检测.实验表明,氧分压对ZnO薄膜的结构与光学性能影响很大.在样品的光致发光谱中,均只发现了520 nm附近的绿色发光峰,该峰随着氧分压的增大而增强.不同氧分压制备的ZnO薄膜中,氧分压为0.25Pa的样品结晶性能最好,透过率最高.
作者：杨兵初刘晓艳高飞 YANG Bing-chu LIU Xiao-yan GAO Fei 作者单位：中南大学,物理科学与技术学院,长沙,410083 刊名：半导体技术ISTIC PKU英文刊名：SEMICONDUCTOR TECHNOLOGY 年，卷(期)：2007 32(6) 分类号：O484.4 O484.5 关键词：直流磁控溅射 ZnO薄膜氧分压。

氧气比例对ZnO薄膜特性影响的机理研究

氧气比例对ZnO薄膜特性影响的机理研究作者：朱春燕来源：《科教导刊》2013年第17期摘要为了制备出具有C轴择优生长的ZnO薄膜，深入研究工艺参数对ZnO薄膜性能影响的机理。

本文采用磁控溅射法在K9玻璃衬底上镀制了ZnO薄膜。

通过光电子能谱仪（XPS）、原子力显微镜（AFM）、X射线衍射分析（XRD）以及椭偏仪分析了薄膜的晶轴特征、形貌特征以及光学特性，最终得出了氧气与氩气流量的比例对薄膜特性的影响的机理，给出了一组最佳的工艺参数为生产实践提供了参考依据。

关键词磁控溅射 ZnO薄膜光学特性 c轴择优生长中图分类号：G710 文献标识码：A0 引言ZnO是一种自激活宽禁带直接带隙半导体材料，具有压电和光电特性，可做成透明材料用于液晶投影显示、太阳能行业。

理想ZnO薄膜具有C轴择优取向、表面平整度好、缺陷少等特征。

①但由于制备过程中各个工艺参数之间对薄膜特性的影响较为复杂，本文对利用磁控溅射法制备ZnO薄膜时，同时从光学、微观特性和择优生长几个方面，对薄膜特性机理进行讨论，因此对实际生产有着重要的指导意义。

1 制备方法磁控溅射法制备氧化物薄膜有着成膜速率快、工作气压低、纯度高等特点。

②③该系统中同时引入氩气和氧气，溅射靶材为纯度99.99%的Zn靶，基片采用€%？0mm2mm的k9玻璃片，用酒精和乙醚（1：1）的混合液擦洗，吹干后放入真空室，工作本底真空3€？03Pa，镀膜之前通入氩气用离子束清洗源清洗基片3min。

总气体流量为100sccm，靶基距90mm，镀制时间1min。

通过改变工作电流和气体比例来研究工艺参数对薄膜性能的影响。

2 光学性质分析采用椭偏仪测试薄膜的折射率和消光系数，溅射混合气中氧气与总气体流量比分别为30%、40%和50%，由图1可看出折射率n服从正常色散规律，而且随着氧气比例的增加，折射率呈变大的趋势。

说明氧气比例增加时，溅射过程中氧化反应更完全，薄膜组分更接近于理想化学计量比，折射率增大。