1 哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室, 哈尔滨 150001
2 哈尔滨工业大学分析与测试中心, 哈尔滨 150001
3 哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室, 哈尔滨 150001
4 哈尔滨工业大学郑州研究院, 郑州 450000
集成电路行业器件尺寸不断缩小, 表面更复杂, 对镀膜提出了更高的要求, 而原子层沉积因其保形性和自限制生长的优势而获得了广泛的关注和研究。本文在简要介绍一些常用的镀膜方式基础上, 对原子层沉积原理及自限制生长进行了重点介绍。以氧化铟为代表, 通过对比分析说明原子层沉积制备薄膜在形貌、成分等方面的优越性, 对不同方式制备的常见透明导电薄膜的光电性能进行了总结。详细讨论了原子层沉积的应用范围, 包括在大尺寸基底, 如大平面和大曲率基底上可以制备高质量薄膜, 在小尺寸基底, 如粉体、沟槽、微纳结构上仍然有着超高的保形性。最后对原子层沉积制备薄膜的优势进行了总结, 对其独特的发展潜力进行了展望。
原子层沉积 透明导电薄膜 镀膜方式 形貌 成分 光电性能 atomic layer deposition transparent conductive film coating method morphology composition optoelectronic property
1 山西工程技术学院-矿区生态修复与固废资源化省市共建山西省重点实验室培育基地，山西 阳泉 045000
2 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室，武汉 430081
3 河南科技大学物理工程学院，河南 洛阳 471003
4 河南科技大学高温材料研究院，河南 洛阳 471003
以膨胀石墨和硅粉为原料、Co(NO3)3·6H2O为催化剂前驱体，在流动Ar气中合成了3C-SiC纳米线。研究了反应温度、催化剂用量对合成3C-SiC粉体反应的影响。用第一性原理计算分析了Co纳米颗粒的催化机理，研究了3C-SiC纳米线的光致发光性能。结果表明：催化剂Co的引入降低了硅粉碳化反应生成SiC的开始反应温度和完全反应温度。催化剂Co的加入量为3% (质量分数)时，1 573 K保温3 h反应后合成的3C-SiC纳米线的直径为50～60 nm，长度约几十微米，其生长机理主要为气-固反应。Co纳米颗粒与反应物之间的吸附作用降低了C=C键、C-O键和Si-O键的结合，从而促进了SiC的成核与生长。激发波长为254 nm时，3C-SiC纳米线的室温光致发光谱的特征峰在307 nm，该纳米线在光电子纳米材料领域有良好的应用前景。
3C-碳化硅纳米线 光致发光 第一性原理计算 钴纳米颗粒催化剂 膨胀石墨 3C-silicon carbide nanowires optoelectronic property first-principles calculations cobalt-nanoparticle catalysts expanded graphite
1 五邑大学应用物理与材料学院, 江门 529020
2 五邑大学, 柔性传感材料与器件应用技术研究中心, 江门 529020
氧化铟锡(ITO)薄膜被广泛用作光电器件中的透明导电电极, 其透光率、导电性、表面粗糙度、与基底的功函数匹配及其电流传输特性都会对光电器件的性能造成影响。本文采用射频(RF)磁控溅射方法制备ITO薄膜, 系统研究了基底加热温度对其各方面性能的影响, 并确认了最佳基底温度。实验采用锡掺氧化铟陶瓷为靶材, 组分摩尔比为m(In2O3)∶m(SnO2)=90∶10。采用XRD、SEM对所制备的薄膜进行表征, 系统分析不同基底温度对ITO薄膜结晶性能、形貌的影响; 采用紫外可见分光光度计、霍尔效应测试仪、紫外光电子谱仪(UPS)、电流电压曲线系统研究了基底温度对薄膜光电特性、载流子浓度、薄膜功函数以及电流传输特性的影响。研究结果表明, 基底温度200 ℃为最佳, 此时ITO薄膜结晶良好、表面平整、可见光波段平均透过率超过80%, 导电性能和电流传输特性均较佳, 且薄膜组分与靶材组分一致。
基底温度 ITO透明导电薄膜 载流子浓度 光电特性 功函数 substrate temperature ITO transparent conductive film carrier concentration optoelectronic property work function
Author Affiliations
Abstract
1 School of Mechanical Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China
2 Nanjing Astronomical Instruments Co., Ltd., Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210000, China
The photoelectric properties of conductive films are improved by doping Ag on aluminum-doped zinc oxide (AZO) films by laser induced forward transfer (LIFT). Firstly, the picosecond laser induced transfer mechanism of Ag films was revealed by numerical simulation; then, different-thickness Ag films were deposited on the AZO films by picosecond LIFT. When the film thickness is 30 nm and 50 nm, we have successfully obtained some Ag-AZO films with better optoelectronic properties by adjusting the laser parameters.
LIFT surface treatment AZO film Ag-nanoparticles optoelectronic property Chinese Optics Letters
2020, 18(4): 043101
1 河北大学 化学与环境科学学院 河北省化学生物学重点实验室 教育部药物化学与分子诊断重点实验室, 河北 保定 071002
2 光电信息安全控制科学技术实验室, 天津 300308
3 哈尔滨工业大学 物理系, 黑龙江 哈尔滨 150001
在钯催化下, 一步反应合成并表征了三个扭曲并苯功能化的杂芳烃分子(2, 5, 8)。与扭曲并苯分子1相比, 所得分子的吸收波长和发射波长发生明显红移, 荧光位于蓝光和绿光区域。化合物2、5、8的最大吸收波长分别位于462、478、468 nm, 发射波长分别位于476/506、497/527、497/520 nm。利用循环伏安法测试了分子的电化学性质, 结果显示分子8拥有最小的可逆的第一氧化电位0.35 V, 归因于氧化氨基部分。利用飞秒激光实验表征了分子的光限幅性质, 实验结果表明所有分子均具有优良的透过率, 且分子5呈现最优的光限幅响应能力。
扭曲并苯 合成 光电性质 光限幅 twistacene synthesis optoelectronic property optical limiting 红外与激光工程
2019, 48(11): 1103005
1 新能源技术中心，中国科学院上海微系统与信息技术研究所, 上海 200050
2 光伏科学与技术国家重点实验室，常州天合光能有限公司, 江苏 常州 213031
3 中国科学院大学, 北京 100049
采用分光椭偏（SE）测试技术研究晶体硅（c-Si）异质结太阳电池用氢化非晶硅（a-Si:H）薄膜钝化层的性能。采用有效媒介理论为基础进行分层多相拟合，研究了a-Si:H/c-Si界面层内部的缺陷散射周期（St）、a-Si:H 体内孔隙率以及薄膜介电函数峰值随基底温度的变化规律。通过与傅里叶红外转换光谱计算得到的微结构数据对比，发现界面层的St与薄膜内部SiH 和SiH2含量相关。依据高分辨率透射电镜(TEM)下呈现的形貌特征、有效少子寿命和异质结的implied 开路电压等参数的辅助证明，确定SE 技术作为一种有效的光学表征手段，能准确快速地判断a-Si:H对c-Si表面的钝化性能，继而定量给出适合晶体硅异质结太阳电池高质量a-Si:H 钝化层生长的最优参数。
薄膜 氢化非晶硅薄膜 分光椭偏测量 介电函数 光电特性 异质结太阳电池
本文利用射频磁控溅射的方法首次制备了厚度小于 200 nm的低电阻率高透过率的镓掺杂 ZnO(GZO)薄膜。研究了溅射功率的改变对 GZO薄膜光电性能的影响。利用扫描电镜对薄膜的微观结构进行了观察, 利用四探针测试仪、紫外 -可见分光光度计对 GZO薄膜的光电性能进行了测试。实验结果表明: 薄膜电阻率随溅射功率增大而迅速下降, 从 46.6×10-2.·cm降低到 2.5×10-2.·cm, 随着溅射功率的增大, 薄膜平均透过率在 300～350 nm范围内有所下降, 其吸收宽度增加, 但在 350～380 nm范围内增大, 薄膜平均透过率均大于 89%, 计算显示 GZO薄膜的禁带宽度随溅射功率的增加先增大后降低。电子形貌显示薄膜的微观结构由明显的粒子分离结构转变为连续分布状态。
GZO薄膜 RF磁控溅射 溅射功率 光电性能 GZO film RF magnetron sputtering sputtering power optoelectronic property
