红外与激光工程
2023, 52(3): 20220470
1 吉林建筑大学 电气与计算机学院,吉林省建筑电气综合节能重点实验室,吉林 长春 130118
2 吉林建筑大学 寒地建筑综合节能教育部重点实验室,吉林 长春 130118
3 吉林师范大学,吉林 四平 136099
为了有效提高柔性薄膜晶体管的电学性能,室温条件下,在聚酰亚胺(PI)衬底上使用、两种高介电常数材料相结合的叠层结构代替单层作为栅电介质,探究其对器件电学性能的影响。采用磁控溅射法制备薄膜,研究了叠层栅电介质结构中层在不同溅射时长、不同氧氩比条件下对于器件电学性能的影响,并进行/叠层栅电介质器件与单层栅电介质器件的比较。结果表明,栅电介质层在溅射时长为1 h、氧氩比为10∶90时,器件电学性能达到最佳。叠层栅电介质结构的引入显著提高了器件电学性能,电流开关比为1.27×,阈值电压为9.1 V,亚阈值摆幅为0.54 V/decade,载流子迁移率为7.03 /(V·s)。
PI 叠层栅电介质 磁控溅射法 溅射时长 氧氩比 PI stacking gate dielectric magnetron sputtering sputtering time oxygen-argon ratio
1 福州大学化学学院,福州 350108
2 福州大学光功能晶态材料研究所,福州 350108
磁光材料是现代光通信产业中不可或缺的关键功能材料。为了实现光通信器件的小型化,高质量磁光薄膜材料受到关注。软铋矿型Bi25FeO40具有高对称性的立方晶体结构,单位体积所含铋离子浓度高,理论上应具有较强的磁光效应,但却因为磁性偏弱、制备困难等缺点而限制了其应用。本文采用射频磁控溅射法,在掺钇二氧化锆(YSZ)基底上沉积获得具有立方相软铋矿型结构的Bi26-x-yMxNyO40 (M, N=Fe, Co, Gd)磁光薄膜,并对其形貌、磁性、透过率、磁圆二色信号等进行表征。结果表明,薄膜均较为平整,厚度约为190 nm,在近红外区的透过率约为60%~70%。薄膜的磁性随着掺杂离子含量的提高逐渐增强。Bi13.6Gd2.7Co4.0Fe5.7O40/YSZ薄膜具有强磁光效应,在716 nm处的磁圆二色光谱信号高达到1 710 deg/cm,有望应用于集成光隔离器等光通信器件中。
磁光效应 磁圆二色光谱 Bi26-x-yMxNyO40薄膜 软铋矿 磁控溅射法 磁性质 magneto-optical effect magnetic circular dichroic spectrum Bi26-x-yMxNyO40 film sillenite magnetron sputtering method magnetic property
燕山大学信息科学与工程学院, 河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
提出了一种基于银修饰的微腔型光纤表面增强拉曼散射(SERS)探针, 采用湿法检测, 将光纤SERS探针直接放入待测溶液中, 以罗丹明6G(R6G)溶液为探针分子, 对所制备的光纤SERS探针进行远端实验性能研究。 利用氢氟酸化学腐蚀的方法制备了一种微腔型光纤结构, 通过控制氢氟酸的腐蚀时间得到了一系列不同腐蚀时间、 不同微腔长度的光纤结构。 实验研究了光纤结构的微腔长度对光纤SERS探针性能的影响, 以浓度为10-3 mol·L-1的R6G溶液为探针分子, 通过不断地优化纳米银溶胶与R6G溶液的混合顺序及比例, 采用裸光纤微腔结构对混合溶液进行拉曼检测, 发现当混合溶液的混合顺序及比例为先后混合等体积的纳米银溶胶和R6G溶液时, 此时得到的混合溶液的拉曼信号增强性能最佳。 利用得到的混合溶液去寻找拉曼信号增强效果最高时光纤微腔结构的结构参数, 实验结果表明, 在相同的实验条件下, 当光纤放入氢氟酸中腐蚀时间为5 min时, 此时光纤微腔结构的拉曼信号增强效果最佳。 在显微镜下测量的多组腐蚀时间为5 min的光纤, 其微腔长度平均约为81 μm。 对得到的光纤微腔结构, 采用制备过程可控的磁控溅射技术制备了一系列银纳米薄膜/多模光纤(Ag/MMF)的复合材料。 当磁控溅射时间为10 min时, 获得了光纤SERS探针(Ag/MMF-10)。 实验以去离子水配制了不同浓度的R6G溶液, 以不同浓度的R6G溶液为探针分子, Ag/MMF-10探针的远端检测限(LOD)低至10-7 mol·L-1。 该光纤SERS探针拉曼信号的再现性光谱检测中显示各个特征峰的相对标准偏差(RSD)均小于10%。 同时, 该光纤SERS探针对浓度为10-6 mol·L-1的R6G溶液的增强因子(AEF)可高达2.64×106。 实验结果表明所制备的银修饰的光纤SERS基底具有较高的灵敏度和良好的再现性。 因此, 该光纤SERS探针在生物医学检测、 农残化学分析等痕量检测方面有潜在的应用价值。
光纤光学 光纤探针 表面增强拉曼散射 磁控溅射法 罗丹明6G Fiber optics Fiber probes Surface enhanced Raman scattering Magnetron sputtering Rhodamine 6G 光谱学与光谱分析
2021, 41(9): 2800
1 北京中科飞鸿科技有限公司, 北京 100095
2 中国科学院 声学研究所, 北京 100190
3 中国科学院大学, 北京 100049
通过射频磁控溅射法, 采用高温溅射、低温溅射高温退火两种不同的工艺制备了钛酸锶钡(BST)薄膜。分析两种不同的工艺对BST薄膜的结构、微观形貌及介电性能的影响。采用X线衍射(XRD)分析了样品的微观结构。采用扫描电镜(SEM)和台阶仪分别测试了样品的微观形貌和表面轮廓。通过能谱分析(EDS)得到了薄膜均一性的情况。最后通过电容-电压(C-V)曲线测试得到BST薄膜的介电常数偏压特性。结果表明, 与低温溅射高温退火工艺制备的BST 薄膜相比, 高温溅射制备的BST薄膜结晶度好, 致密性高, 表面光滑, 薄膜成分分布较均一。因此, 采用高温溅射得到的BST薄膜性能较好。在频率300 kHz时, 采用高温溅射制备的BST薄膜介电常数为127.5~82.0, 可调谐率为23.86%~27.9%。
磁控溅射法 钛酸锶钡(BST)薄膜 高温溅射 低温溅射高温退火 介电性能 magnetron sputtering BST thin film high-temperature sputtering low-temperature sputtering followed by high-temper dielectric property
1 电子工程学院,安徽合肥 230037
2 红外与低温等离子体安徽省重点实验室,安徽合肥 230037
3 脉冲功率激光技术国家重点实验室,安徽合肥 230037
VO2是一种相变温度为 68℃接近室温的热致相变材料,具有十分广泛的潜在应用价值,自从被发现以来针对它的研究就从未停止。如何使用恰当的制备方法简单、快速的制备性能良好的 VO2薄膜一直是研究的热点之一。目前, VO2薄膜常见的制备方法主要有蒸发法、溶胶 -凝胶法、脉冲激光沉积工艺、分子束外延法及磁控溅射法等。本文详细介绍了每种方法的相应制备原理与国内外研究现状,并用表格的方式简洁明了地对比出每种方法的优势与不足,为不同条件下 VO2薄膜的制备方法的选择提供了参考。同时,本文也对未来研究方向做出展望,对今后 VO2薄膜的制备与应用研究有重要的借鉴意义。
相变材料 VO2制备方法 脉冲激光沉积工艺 分子束外延法 磁控溅射法 phase change material VO2 preparation methods pulsed laser deposition process (PLD) molecular beam epitaxy (MBE) magnetron sputtering
中国工程物理研究院 核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621900
通过采用北京同步辐射源标定了无镀膜闪烁体EJ232的能量响应曲线。该批次无镀膜闪烁体对于能量低于300 eV的X射线的线性响应差。根据实验结果, 进行了镀膜模拟设计, 并通过真空磁控溅射法进行了闪烁体镀膜加工工艺。设计加工后的镀膜闪烁体经过实验标定后, 其结果指标满足设计要求。该镀膜闪烁体对于能量低于1 keV的X射线的平响应特性好, 线性度高于99%。该闪烁体对普朗克谱的模拟输出结果表明, 其输出谱与输入谱之间形变小, 因此该镀膜闪烁体在Z-pinch实验中能有较好的适用性。
塑料闪烁体 平响应 真空磁控溅射法 Z箍缩 plastic scintillator flat response vacuum magnetron sputtering Z-pinch 强激光与粒子束
2016, 28(11): 112001
采用脉冲直流磁控溅射的方式沉积In-Ga-Zn-O (IGZO)膜层作为TFT的有源层。在TFT沟道处的有源层和绝缘层的界面上,通过溅射法制作一定厚度的负电荷层对阈值电压(Vth)进行调制,使得Vth由-3.8 V升高至-0.3 V,器件由耗尽型向增强型转变。通过增加Al2O3作为负电荷层,可有效地将Vth控制在0 V附近,并且提高其器件稳定性,得到较好的电学特性: 电流开关比Ion/Ioff>109,亚阈值摆幅SS为0.2 V/dec,阈值电压Vth为-0.3 V,迁移率μ为9.2 cm2 /(V·s)。
a-IGZO薄膜晶体管 磁控溅射法 负电荷层 平带电势 阈值电压 a-IGZO TFT MS sputtering negative charge layer flat band potential threshold voltage
深圳大学材料学院 深圳市特种功能材料重点实验室, 广东 深圳 518060
利用磁控溅射法,采用亚分子分层掺杂技术交替溅射Co靶和ZnO靶,在Si衬底上制备了不同氢氩流量比的H∶ZCO薄膜样品,研究了氢氩流量比对薄膜结构特性和磁学性能的影响。所制备的薄膜样品具有c轴择优取向。由于H对表面和界面处悬挂键的钝化作用,随H2流量比的增加,薄膜的择优取向变差。磁性测量结果显示,薄膜样品的铁磁性随着氢氩流量比的增大而增强。XPS结果表明,随着H含量的增大,金属态Co团簇的相对含量逐渐增加,而氧化态Co离子的相对含量逐渐减小。H∶ZCO样品中的铁磁性可能来源于Co金属团簇,H的掺入促使ZnO中的Co离子还原成Co金属团簇,从而增强了薄膜样品的室温铁磁性。
磁控溅射法 ZnCoO稀磁半导体 H掺杂 Co金属团簇 magnetron sputtering method ZnCoO diluted magnetic semiconductor H doping Co metal clusters
1 哈尔滨学院物理系, 黑龙江 哈尔滨 150086
2 中国科学院理化技术研究所, 北京 100190
利用射频磁控溅射方法, 在石英表面上制备了具有良好的c轴取向的纳米ZnO薄膜。 室温下, 在300 nm激发下, 在450 nm附近观测到ZnO薄膜的蓝光发射谱(430~460 nm)。分析了气氛中氧气与氩气比对薄膜质量及蓝光发射光谱的影响, 给出了纳米ZnO薄膜光致发光谱(PL)的积分强度和峰值强度与氧氩比关系。 探讨了纳米ZnO薄膜的蓝光光谱的发射机制,初步证实了ZnO蓝光发射(2.88~2.69 eV)来自氧空位(VO)形成的浅施主能级上的电子至价带顶的跃迁。Nanocrystalline ZnO Films
纳米ZnO薄膜 蓝光发射 射频磁控溅射法 Nanocrystalline ZnO film Blue emission RFMS