1 贵州师范大学物理与电子科学学院, 贵州 贵阳 550001
2 贵州大学大数据与信息工程学院, 贵州 贵阳 550025
采用磁控溅射法在蓝宝石衬底上制备了结晶良好的Mg2Si多晶薄膜，研究了退火温度（375~475 oC）对薄膜晶体结构、表面形貌、拉曼光谱和光学性质的影响。X射线衍射（XRD）结果表明，当退火温度为400 oC时Mg2Si (220) 衍射峰强度最强，样品结晶质量最好，未见明显可观测的MgO相。扫描电镜（SEM）结果表明，所有样品表面均呈现清晰可见的规则六边形，且退火温度对形貌影响较小。拉曼光谱结果显示所有样品均呈现出Mg2Si薄膜的特征峰（256 cm-1附近的F2g振动模），同时出现345 cm-1附近的F1u (LO)声子模，表明生成样品均为结晶良好的Mg2Si薄膜。对薄膜光学性质的研究结果表明，随着退火温度升高，样品光学带隙先增大后减小。
材料 薄膜 Mg2Si 退火温度 蓝宝石衬底 光学带隙 material thin film Mg2Si annealing temperature sapphire substrate optical band gap
1 贵州师范大学物理与电子科学学院, 贵州 贵阳 550001
2 贵州大学大数据与信息工程学院, 贵州 贵阳 550025
以 Mg2Si 烧结靶为靶材, 采用磁控溅射法在Si、石英和 Al2O3 衬底上先沉积一层 Mg2Si 非晶薄膜, 再进行退火处理, 研究了衬底类型、退火温度及退火时间对 Mg2Si 多晶薄膜结构的影响。结果表明: Si、石英、Al2O3 三种衬底上 Mg2Si 薄膜的最优退火温度和退火时间均为 350 °C 和 1 h。Al2O3 衬底上的 Mg2Si 薄膜结晶质量最佳, Si 衬底上的薄膜次之, 石英衬底上的薄膜结晶质量最不理想, 分析表明这种差异主要源于衬底与薄膜之间的热失配不同。
材料 薄膜 退火温度 退火时间 衬底 materials thin film Mg2Si Mg2Si annealing temperature annealing time substrate
1 厦门理工学院光电与通信工程学院福建省光电技术与器件重点实验室, 福建 厦门 361024
2 大叶大学材料科学与工程学院, 台湾 彰化 51591
高质量氧化镓薄膜的获得是实现高性能氧化镓电子和光电子器件的重要前提条件之一。采用脉冲激光沉积技术,在室温下蓝宝石衬底上沉积氧化镓薄膜,并在氧气氛围下进行不同温度的退火,研究氧化镓薄膜特性的变化规律。结果表明:室温下沉积的氧化镓薄膜为非晶态,随着退火温度的升高,薄膜结晶程度变高,禁带宽度变大;退火前后氧化镓薄膜中都存在两种氧化价态镓,说明薄膜处于晶格氧缺失的状态;随着退火温度的升高,低价态镓比例减少,晶格氧的比例增加,薄膜质量升高;然而,过高的退火温度导致衬底中的铝扩散进入薄膜,薄膜质量变差,室温下生长的薄膜质量较差且与衬底之间的热膨胀系数和晶格失配,导致氧化镓薄膜高温退火时出现开裂的现象。
薄膜 氧化镓薄膜 脉冲激光沉积 氧气退火温度 薄膜特性
景德镇陶瓷大学 材料科学与工程学院, 景德镇 333403
电子传输层是钙钛矿太阳能电池的关键部分, 起到阻挡空穴、传输电子和减少电子空穴复合的作用。本研究采用低温溶液法制备SnO2薄膜作为钙钛矿电池的电子传输层, 研究SnO2的退火温度对电子传输层微观形貌、物理性能以及钙钛矿太阳能电池性能的影响。结果表明: 当退火温度为60、90、120和240 ℃时, SnO2薄膜表面存在较多的孔隙; 而退火温度为150、180和210 ℃时, 薄膜表面孔隙较少。在实验温度下, 制备的SnO2薄膜为四方相, FTO玻璃上涂覆SnO2薄膜后其透过率要优于空白FTO玻璃的透过率。当SnO2退火温度为180 ℃时, 薄膜的电子迁移率最高, 钙钛矿电池具有最佳的传输电阻和复合电阻, 所得电池的性能最优, 其光电转换效率为17.28%, 开路电压为1.09 V, 短路电流为20.91 mA/cm2, 填充因子为75.91%。
1 芜湖赛宝信息产业技术研究院有限公司，芜湖 241002
2 安徽赛宝工业技术研究院有限公司，合肥 230088
3 工业和信息化部电子第五研究所，广州 511370
本文研究了退火温度对用水基溶胶-凝胶工艺在LaAlO3 (100) 单晶衬底上沉积的YBCO 薄膜性能的影响。研究发现，随着温度的升高，薄膜的面内取向得到了优化，而薄膜的面外取向则不然。在 789 ℃退火的YBCO薄膜在77 K和0 T条件下的临界电流密度Jc达到了1.7 MA/cm2。而其他温度退火的薄膜的缺陷可能会导致YBCO超导电性变差。然而，这些薄膜中存在的残余应力应变也有助于增强其钉扎力并改善薄膜外加场下的电性能。
水基溶胶-凝胶 退火温度 临界电流密度 缺陷 超导性 water-based sol-gel annealing temperature YBCO YBCO critical current density defect superconductivity
1 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
2 上海科技大学物质学院, 上海 200031
3 中国科学院大学, 北京 100049
近红外波长为1.064 μm的激光是激光测距、自由空间光通信和空间光学遥感等应用中的主要激光光源之一。窄带滤光片是抑制背景光干扰的关键元件之一,目前大部分滤光片的半峰全宽为几纳米。本文研制了中心波长为(1064±0.05) nm、半峰全宽为0.19 nm、峰值透过率可达70.2%的带通滤光片,并考察了不同温度(100,200,300 ℃)退火处理后滤光片的表面形貌和光谱特性的变化。实验结果表明:滤光片的表面光滑,受退火温度的影响很小;滤光片的透射光谱随着退火温度的升高向长波方向移动,在100 ℃退火处理3 h的滤光片的光谱漂移量为0.03 nm,说明该滤光片可在温控条件有限的空间光学系统中使用。
薄膜 亚纳米带宽滤光片 离子束溅射沉积 近红外波段 退火温度 光学学报
2021, 41(20): 2031001
1 上海大学 材料科学与工程学院, 上海 200072
2 上海大学 上海市新型显示设计制造与系统集成专业技术服务平台, 上海 200072
3 上海微电子装备集团有限公司, 上海 200072
通过溶液法制备了新型有源层钨锌锡氧化物(WZTO)薄膜晶体管(TFT), 研究了不同退火温度对WZTO薄膜和TFT器件性能的影响。XRD结果表明即使退火温度达到500 ℃, WZTO薄膜仍为非晶态结构。W掺杂显著降低了薄膜表面粗糙度, 其粗糙度均从0.9 nm降低到0.5 nm以下; 但不影响薄膜可见光透过率, 其透过率均大于85%。同时XPS分析证实随退火温度升高, WZTO薄膜中对应氧空位的峰增加。制备的WZTO器件阈值电压由8.04 V 降至3.48 V, 载流子迁移率随着退火温度的升高而增大, 开关电流比达到107。
退火温度 溶液法 薄膜晶体管 annealing temperatures solution-processed thin film transistors WSnZnO WSnZnO
华南理工大学材料科学与工程学院高分子光电材料与器件研究所发光材料与器件国家重点实验室, 广东 广州 510640
采用五水合氯化锡配制前驱体溶液,通过旋涂法在玻璃基底上制备了一种可见光平均透射率在90%以上的氧化锡透明薄膜。研究发现,对玻璃基底进行等离子预处理有助于改善氧化锡薄膜的表面质量。当等离子处理功率为25 W时,薄膜表面质量最佳。在低于500 ℃下,升高退火温度不仅可减少薄膜中的有机成分残留,而且可在不改变薄膜物相的情况下增大薄膜的光学带隙。退火温度为500 ℃时,薄膜开始发生由非晶到多晶的转变。
薄膜 氧化锡薄膜 溶液法 等离子表面处理 退火温度 光学带隙 光学学报
2018, 38(10): 1031001
贵州民族大学 材料科学与工程学院 贵州省普通高等学校光电信息分析与处理特色重点实验室, 贵阳 550025
利用溶液法的浸渍提拉工艺制备了以有机聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为介质层、非晶铝铟锌氧化物(a-AIZO)为沟道层的顶栅共面结构薄膜晶体管(TFT), 研究了沟道层退火温度对TFT性能的影响机理。结果表明: 较低退火温度(如300和350℃)下处理的沟道层中存在未彻底分解的金属氢氧化物, 其以缺陷态形式存在于TFT沟道层内或沟道层/介质层界面处, 对导电沟道中电子进行捕获或散射, 劣化TFT的迁移率、电流开关比以及亚阈值摆幅。综合来看, 退火温度高于400℃下制备的a-AIZO适用于TFT器件的沟道层, 相应的器件呈现出较高的迁移率(大于20cm2/(V·s))、较低的亚阈值摆幅(小于0.5V/decade)以及高于104的电流开关比。
薄膜晶体管 非晶氧化物半导体 浸渍提拉法 有机介质层 沟道层退火温度 thin-film transistor amorphous oxide semiconductors dip coating organic dielectric layer annealing temperature of active layer
1 贵州民族大学 1. 机械电子工程学院
2 2. 材料工程学院, 贵阳 550025
以不同退火温度处理后的ZnO籽晶层为基底, 采用水热法生长了ZnO纳米棒阵列。对制备得到的ZnO纳米棒阵列的形貌、结构以及发光特性进行了表征, 分析了籽晶层的退火温度对ZnO纳米棒阵列的形貌及发光性质的影响, 发现通过调节籽晶层的退火温度, 可以控制ZnO纳米棒的大小及密度, 并发现在经400℃退火后的籽晶层上生长的ZnO纳米棒阵列形貌最佳, 发光性能最优。
籽晶层 退火温度 ZnO纳米棒 水热法 脉冲激光沉积 seed layer annealing temperature ZnO nanorods hydrothermal method PLD
