采用射频磁控溅射法溅射SnS2 靶, 在玻璃基片上以不同射频功率和氩气压强制备一系列薄膜样品, 研究了不同工艺条件对薄膜特性的影响。利用X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)对薄膜样品的晶体结构和物相进行表征分析。利用X射线能量色散谱(EDS)、紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)对SnS2薄膜的化学组分、光学特性等进行测试, 计算或分析了SnS2薄膜样品的组分原子比、光学常数和光学带隙。结果表明: 制备SnS2薄膜的最佳工艺条件为射频功率60 W、氩气压强0.5 Pa。在该条件下, 所制备的SnS2薄膜沿(001)晶面择优取向生长, 可见光透过率和折射率较高, 消光系数较小, 直接带隙为2.81 eV。在此基础上, 进一步制备了n-SnS2/p-Si异质结器件。器件具有良好的整流特性及弱光伏特性, 反向光电流随光照强度的增加而增大。器件的光电导机制是由SnS2禁带中陷阱中心的指数分布所控制。

利用射频磁控溅射法在玻璃衬底上沉积SnS薄膜并对其进行快速退火处理, 利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、X射线能量色散谱(EDS)、原子力显微镜(AFM)和紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)分光光度计研究了不同溅射功率(60~120 W)条件下制备的SnS薄膜的晶体结构、物相组成、化学组分、表面形貌以及有关光学特性。结果表明: 经快速退火的薄膜均已结晶, 提高溅射功率有利于改善薄膜的结晶质量、生长择优取向程度和化学配比, 薄膜的平均颗粒尺寸呈增大趋势; 溅射功率为100 W的薄膜样品的结晶质量和择优取向度高, 薄膜应变最小, 且为纯相SnS薄膜, Sn/S组分的量比为1∶1.09, 吸收系数达105 cm-1量级, 直接禁带宽度为1.54 eV。

利用脉冲激光沉积(PLD)在玻璃衬底上制备了Cu掺杂SnS薄膜。靶材是由SnS和Cu2S粉末混合压制而成(Cu和Sn的量比分别为0%、2.5%、5%、7.5%和10%)。利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、原子力显微镜(AFM)、紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)、Keithley 4200-SCS半导体参数分析仪研究了Cu掺杂量对SnS薄膜的晶体结构、表面形貌、光学性质和电学性能的影响。结果表明: 所制备的SnS薄膜样品沿(111)晶面择优取向生长,SnS∶5%Cu薄膜的结晶质量最好且具有SnS特征拉曼峰。随着Cu掺杂量的增大,平均颗粒尺寸逐渐增大。不同Cu掺杂量的薄膜在可见光范围内的吸收系数均为105 cm-1数量级。SnS∶5%Cu薄膜的禁带宽度Eg为2.23 eV,光暗电导率比值为2.59。同时,在玻璃衬底上制备了p-SnS∶Cu/n-ZnS异质结器件,器件在暗态及光照的条件下均有良好的整流特性,并具有较弱的光伏特性。

利用脉冲激光沉积(PLD)法在玻璃基片上室温生长SnS薄膜, 并在Ar气保护下分别在200, 300, 400, 500, 600 ℃对薄膜进行快速退火处理。利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、原子力显微镜(AFM)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)、Keithley 4200-SCS半导体参数分析仪研究了快速退火温度对SnS薄膜的晶体结构、表面形貌以及有关光学性质和电学性能的影响。所制备的SnS薄膜样品沿(111)晶面择优取向生长, 退火温度为400 ℃时的薄膜结晶质量最好。薄膜均具有SnS特征拉曼峰。随着退火温度的升高, 薄膜厚度逐渐减小, 而平均颗粒尺寸逐渐增大。不同退火温度下的SnS薄膜在可见光范围内的吸收系数均为105 cm-1量级, 400 ℃时退火薄膜的直接带隙为1.92 eV。随着退火温度从300 ℃升高到500 ℃, 电阻率由1.85×104 Ω·cm下降到14.97 Ω·cm。

利用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备SnS薄膜,用X射线衍射(XRD)、能谱仪(EDS)、原子力显微镜(AFM)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)分别对所制备的薄膜晶体结构、组分、表面形貌、厚度、反射率和透过率进行表征分析.研究结果表明：薄膜厚度的增加有利于改善薄膜的结晶质量和组分配比,晶粒尺寸和颗粒尺寸随着厚度的增加而变大.样品的折射率在1 500～2 500 nm波长范围内随着薄膜厚度的增加而增大.样品在可见光区域吸收强烈,吸收系数达105 cm-1量级.禁带宽度在薄膜厚度增加到1 042 nm时为1.57 eV,接近于太阳电池材料的的最佳光学带隙(1.5 eV).

使用准分子脉冲激光沉积(PLD)方法在Si(100)基片上制备了高度c轴取向的MgZnO薄膜。分别使用SEM、XRD、XPS、PL谱和吸收谱表征了薄膜的形貌、结构、成分和光学性质。实验发现氧气压强对MgZnO薄膜的结构和光学性质有重要影响。当氧气压强由5 Pa增大到45 Pa时, 薄膜的PL谱紫外峰蓝移了86 meV, 表明氧气压强的增大提高了MgZnO薄膜中Mg的溶解度。在15 Pa氧气压强下制备的薄膜显示了独特、均匀的六角纳米柱状结构, 其PL谱展示了优异的发光特性, 具有比其他制备条件下超强的紫外发射和微弱的可见发光。500~600 nm范围内的绿光发射, 我们讨论其机理可能源于深能级中与氧相关的缺陷。使用PLD得到纳米柱状结构表明: 优化制备条件, 可望使用PLD制备ZnO纳米阵列的外延衬底; 可使用PLD技术开发基于ZnO纳米结构的高效发光器件。

采用化学气相沉积法，以纳米Mg2Si和SiO2的混合粉体作为硅源，在较低温度自组织生长了大量绳状SiOx新奇纳米结构。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段对纳米结构进行了系统表征，并在室温观测到了光致发光，其发光峰峰位在560 nm附近，在此基础上对该纳米结构的生长机理进行了深入的讨论。

用PLD法成功制备了一系列高质量的MgZnO薄膜。实验中发现高脉冲能量沉积薄膜的结构和发光特性随基片温度的变化规律与低脉冲能量下的结果不一样：基片在室温时高脉冲能量制备薄膜的XRD峰的半峰全宽比高基片温度时的结果相对更小;AFM显示其颗粒变大,柱状生长突出;PL谱紫峰与绿峰强度比最大,结晶质量反而提高。另一方面,与低脉冲能量时相反,增大氧气压强后高脉冲能量沉积的薄膜XRD半峰全宽变窄。结合实验现象和表征,合理解释了高脉冲能量沉积的机理。室温制备高质量MgZnO薄膜的PLD沉积机理对于以后在柔性衬底上沉积薄膜的研究有重要的参考价值。

光谱椭偏仪被用来研究用脉冲激光沉积方法在Si(100)基片上,温度分别为400,500,600,700 ℃制备的ZnO薄膜的特性。利用三层Cauchy散射模型拟合椭偏参数,计算了每个温度下制备的ZnO薄膜在400~800 nm波长范围内的折射率(n)和消光系数(k)。发现基片温度对光学常数有很大的影响。通过分析XRD表征的晶体结构和 AFM表征的薄膜表面形貌,发现折射率的变化归因于薄膜堆积密度的变化。为了获得具有较好的光学和薄膜质量的ZnO薄膜,相比与其他沉积温度600 ℃或许是最佳的沉积温度。

利用脉冲激光沉积(PLD)法在氧压为16 Pa、衬底温度为400~700 ℃时，在单晶Si(100) 衬底上制备ZnO薄膜，并通过原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)谱和光致发光谱对制得的薄膜样品进行表面形貌、结构特性和发光性质研究。其中通过原子力显微镜对样品的二维、三维以及剖面线图进行了分析。结果表明衬底温度700 ℃时得到的薄膜样品表面较均匀致密，晶粒生长较充分，结晶质量较高，相对发光强度高。控制氧压为5.7 Pa，在衬底温度为600 ℃，沉积时间分别为10，20，45 min制备ZnO薄膜样品；利用原子力显微镜对样品进行表面形貌观察，得知只有沉积时间足够长才能使薄膜表面晶粒充分生长。