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第十四届全国固体薄膜学术会议

召开年：2014
召开地：贵阳
出版时间： 2014-07

主办单位：中国电子学会;中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所

会议文集：第十四届全国固体薄膜学术会议论文集

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1.GaInP电池中的光学性质和载流子输运研究
- 代盼;陆书龙;罗向东;季莲;谭明;吴渊渊;杨辉
- 《第十四届全国固体薄膜学术会议》 | 2014年
摘要：通过时间分辨发光(TRPL)和温度依赖的电流电压特性研究了分子束外延生长的GaInP电池中的光学性质和载流子输运特性.由于其较低的界面复合GaInP/AlInP异质结比GaInP/AlGaInP的TRPL衰减时间更长.然而,在GaInP电池中,GaInP/AlInP-BSF界面的价带带阶更大,从而在界面处存在较大的势垒,引起串联电阻的增加,阻碍电池效率的提高.P+-AlInP做背场的GaInP电池在低温时I-V曲线呈现S型,这说明大的界面势垒阻碍了多数载流子的输运.低温下的I-V曲线可由电池的I-V和势垒引入的热载流子输运的叠加计算出来.实验表明,背场引起的串联电阻对电池性能有非常重要的影响.
2.原子层沉积技术的阳极氧化铝封孔防腐蚀应用研究
- 贾毅;杨忙;计峰;李超波;夏洋
- 《第十四届全国固体薄膜学术会议》 | 2014年
摘要：原子层沉积技术(Atomic Layer Deposition,ALD)可制备无缺陷、超薄的保形性薄膜,常应用于各种材料的表面阻隔层的制备.除了有机光伏(OPV)、有机电致发光器件(EL)和有机发光二极管(OLED)等的水氧阻隔外,这一技术也被应用于金属材料表面的腐蚀性离子的阻隔,从而提升其抗腐蚀性能.rn 本文以Al2O3和TiO2为基础膜层材料,对比单一材料层、复合多层等不同工艺和组合条件下镀膜对阳极氧化铝(AAO)衬底的封孔效果和耐腐蚀性能影响.SEM图像证明ALD技术能够有效的进行阳极氧化铝材料的孔填充,并最终实现封孔.阐明了部分封闭孔结构形成的原因.镀膜厚度和工艺温度是镀膜耐腐蚀性能的重要影响因素.染色法和酸性点滴实验表明,薄膜的阻隔效果明显,随着镀膜厚度的增加,抗腐蚀性能提高.相同厚度的TiO2材料防腐性能优于Al2O3.Al2O3/TiO2的叠层镀膜凭借两种材料的互补作用,具备了更好的防腐蚀性能.前述结果表明,ALD技术能够为金属材料提供优异的阻隔镀膜,从而提高材料的抗腐蚀性能.它对多孔材料和异形结构部件的镀膜适用性,有利于该技术在多空过滤材料、精细喷嘴等领域的防腐蚀应用.
3.石英玻璃衬底上溅射AlN薄膜缓冲层外延GaN研究
- 安平博;段瑞飞;张硕
- 《第十四届全国固体薄膜学术会议》 | 2014年
摘要：实验采用石英玻璃衬底,首先使用离子束溅射方法在玻璃上溅射沉积140nmAlN缓冲层,随后使用MOCVD方法继续在AlN缓冲层上高温外延GaN层,利用XRD,SEM,AFM对样品进行了表征.检测结果显示AlN薄膜优先取向良好,SEM、AFM检测结果显示表面平整,随后沉积的GaN外延层检测结果显示薄膜在热应力作用下开裂,在开裂GaN薄膜上进行二次外延发现薄膜开裂情况得到改善.但与理想的均匀平整不开裂的外延层差距仍较远,实现这一目标的关键是缓解衬底与外延层间因热失配产生的拉应力.
4.磁力显微镜磁畴成像的研究进展
- DENG Lu-lu;邓璐璐;WANG Zhi-hong;王志红;WANG Yuan;王远;ZHANG Xu;张煦
- 《第十四届全国固体薄膜学术会议》 | 2014年
摘要：作为扫描探针显微镜(SPM)的一员,磁力显微镜(MFM)在表征磁性薄膜的磁学性能起着至关重要的作用.本文主要综述了相移成像、频移成像、振幅差值成像的磁力显微镜成像原理;评述了不同种类磁性针尖型探针对图像分辨率的影响和磁畴量化分析的影响;最后,介绍了磁信号的表征方法,包括MFM图像表征、MFM图像模拟、AFM和MFM图像的一体化表征.
5.Si/SiO2纳米线核壳结构陷光机理研究
- 邱凯;周天微;左玉华
- 《第十四届全国固体薄膜学术会议》 | 2014年
摘要：低成本、高效率的硅基薄膜电池是当前太阳电池研究领域的热点.而高效陷光是提高太阳电池光电转换效率的重要手段.rn 本文从理论和实验两方面研究了Si/SiO2纳米线核壳结构的陷光机理.通过阳极氧化铝(AAO)模板,利用干法刻蚀技术刻蚀二氧化硅,首先实现AAO模板图形到氧化硅的转移.再利用UHV/CVD选择性外延技术,在图形化衬底上成功生长出有序的、短小硅纳米线,长度约160nm;通过适当的热氧化,最终形成Si/SiO2纳米核壳结构.优化后的Si/SiO2纳米核壳结构在紫外-可见光波段的反射率降到5％以下.研究了该结构的PL谱、Raman谱等光学特性.利用光学模拟方法,理论上分析了此类纳米结构的高效陷光机理.
6.氮化镍薄膜的制备和电学性能研究
- 杜小琴;张林峰;高尚鹏;吴晓京
- 《第十四届全国固体薄膜学术会议》 | 2014年
摘要：用脉冲激光沉积法制备镍薄膜,在镍薄膜上用等离子体浸没式注入法注入氮离子,通过控制注入电压、注入时间制备了不同的氮化镍薄膜.利用X射线衍射仪、霍尔效应测试系统等表征手段,研究了氮化镍薄膜的结构和电学性能.采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法模拟了氮化镍的能带结构.
7.超薄AlAs界面层对Ge基GaInP外延层的超快光学特性的影响
- J.X.Chen;陈俊霞;S.P.Jia;贾少鹏;D.S.Jiang;江德生;L.F.Bian;边历峰;S.L.Lu;陆书龙;H.Yang;杨辉
- 《第十四届全国固体薄膜学术会议》 | 2014年
摘要：本文通过时间分辨谱(TRPL)研究了采用金属有机气相外延(MOVPE)法生长的超薄AlAs界面层对Ge基GaInP外延层的超快光学特性的影响.低温下不同延迟时间分辨谱研究表明,有序GaInP材料的发光峰随延迟时间的增加发生红移.当AlAs界面层厚度由0.5nm增加到5nm时,非故意掺杂GaInP的衰退过程变慢,辐射复合寿命呈双指数规律衰退.
8.具有多量子阱数目的InGaN/GaN量子阱结构的阴极荧光特性分析
- 杨静;赵德刚;江德生
- 《第十四届全国固体薄膜学术会议》 | 2014年
摘要：本文研究了30周期的InGaN/GaN多量子阱太阳能电池结构的阴极荧光特性,揭示了光学性质和结构性质的关系.在InGaN/GaN量子阱层底部, 沿量子阱生长方向出现蓝移,这是由于沿生长方向In组分降低造成的.在量子阱顶部,由于In组分分凝,观察到明显的发光峰分裂.因此,整个MQW结构分为两部分:一部分是应变的底层,另一部分是包含富In区的部分弛豫的顶层.
9.乙二醇甲醚体系溶胶-凝胶旋涂法制备Cu2ZnSnS4薄膜
- Shanshan Wang;王闪闪;Jun Zhang;张军;Lexi Shao;邵乐喜
- 《第十四届全国固体薄膜学术会议》 | 2014年
摘要：铜锌锡硫(Cu2ZnSnS4)不仅具有较高的光吸收系数(＞104cm-1)和与太阳能光谱相匹配的禁带宽度(约为1.50 eV),而且其组成元素在地壳中储存量丰富、毒性低,被认为是一种绿色、廉价、适合大规模生产的太阳能电池吸收层材料.rn 为满足光伏技术的高效率和低成本的要求,本文采用便宜低毒的乙二醇甲醚为溶剂,氯化铜、氯化锌、硫化亚锡为金属源,硫脲为硫源,单乙醇胺为添加剂制备溶胶-凝胶,通过旋涂法结合改进的热分解技术制备CZTS薄膜,并研究真空退火温度对CZTS薄膜结构和性能的影响.利用扫描电子显微镜(SEM),X-射线衍射(XRD,Raman以及紫外可见近红外吸收光谱(UV-Vis-NIR)对CZTS的形貌、结构和光电性能进行了系统的表征研究.rn 结果表明:真空退火温度为500℃,退火时间为30min时,可以得到由100 nm左右大小的颗粒构成的致密的CZTS薄膜.制备的CZTS薄膜为单一的锌黄锡矿结构,其禁带宽度为1.56eV左右.采用这种环保低成本工艺路线制备的CZTS薄膜满足作为薄膜太阳能电池吸收层的性能要求.
10.退火温度对乙醇体系旋涂法制备Cu2ZnSnS4薄膜的性能影响
- Shanshan Wang;王闪闪;Jun Zhang;张军;Lexi Shao;邵乐喜
- 《第十四届全国固体薄膜学术会议》 | 2014年
摘要：Cu2ZnSnS4(CZTS)不仅具有较高的光吸收系数(＞104 cm-1)和与太阳能电池吸收层相匹配的禁带宽度(约为1.50 eV),而且其组成元素在地壳中储存量丰富、毒性低,被认为是一种绿色、廉价、适合大规模生产的太阳能电池吸收层材料.本文采用无毒的乙醇作溶剂,金属氯化物和硫代乙酰胺(TAA)为原料,单乙醇胺(EMA)为添加剂制备均匀的前驱溶液,并采用旋涂法和真空退火处理制备CZTS薄膜.系统研究了真空退火温度对薄膜性能的影响.通过扫描电子显微镜(SEM),X-射线衍射(XRD),Raman以及紫外可见近红外吸收光谱对CZTS薄膜进行形貌、晶型以及光学性质研究.rn 结果表明:金属离子与TAA形成配合物致使其在乙醇-EMA溶液中具有较好的溶解性.真空退火温度为400℃,退火时间为30min时,可以得到含有片状形貌尺寸大小为200nm左右的CZTS;当真空退火温度为500℃,退火时间为30min时,可以得到锌黄锡矿结构的CZTS,其尺寸大小为50 nm左右,禁带宽度为1.54eV.
11.Al2O3绝缘栅AlGaN/GaN MIS-HEMT功率开关器件研究
- 刘爽;于国浩;蔡勇;苑进社;张宝顺
- 《第十四届全国固体薄膜学术会议》 | 2014年
摘要：采用原子层淀积(ALD),制备Al2O3(8nm)为栅介质的Si衬底AlGaN/GaN金属绝缘栅高电子迁移率晶体管(MIS-HEMT).器件栅长2μm,栅宽100um,制备的MIS-HEMT器件经过400℃、10分钟退火后,栅电极反向泄漏电流降低了四个数量级,关态耐压从45V提高到190V;正向栅电压最高可以加到+5.0V,栅压为+5.0V时最大饱和输出电流520mA/mm;阈值电压-2.7V,最大跨导达到100ms/mm.转移特性正反向扫描测试表明所制备的Al2O3介质层与AlGaN形成高质量的Al2O3/AlGaN界面.
12.GaN基蓝光激光器的退化机制研究
- 温鹏雁;李德尧;张书明;冯美鑫;刘建平;张立群;周坤;田爱琴;张峰;杨辉
- 《第十四届全国固体薄膜学术会议》 | 2014年
摘要：本文研究了GaN基蓝光激光器的退化失效机制.通过对激光器老化前后光电特性测试分析,发现GaN基蓝光激光器老化过程中光输出功率随时间增加下降、阈值增加,激射前自发辐射复合强度减弱,而反向漏电流和斜率效率基本不变; 通过增益损耗测量,发现老化后增益有明显的降低,而损耗基本不变;利用金相显微镜及电子束感生电流(EBIC)技术研究发现老化后激光器脊型区域出现了非辐射复合增强区域.初步研究结果表明,有源区局部的非辐射复合增强有可能是目前激光器退化的主要原因.
13.ZnO生长时间对样品的结构和性质的影响
- 郭洪英;张伟;孙元平;周桃飞;邱永鑫;张宝顺;徐科;杨辉
- 《第十四届全国固体薄膜学术会议》 | 2014年
摘要：本文利用醋酸锌-KOH体系利用单步水热法合成了ZnO粉体结构.在保持其它生长条件一致的情况下,通过不同的生长时间得到了双六角盘状的ZnO晶体.XRD结果表明,合成的ZnO具有良好的结晶度,为六方纤锌矿结构.与标准图谱74-0534相比较,其晶格常数a和c均较大,且内部应力分析为张应力.从SEM图中也可以清楚地看到,所得到的ZnO样品的形貌为双六角盘结构.随着生长时间的延长,所得到的ZnO的尺寸变化不大,但是表面形貌发生畸变的程度增加.PL结果显示,随着生长时间的延长,带边发光变弱,可见光发光的强度增加.
14.磁控溅射法制备VO2/AZO双层膜的结构及光学性能研究
- 潘瑞琨;陶海征;储新宏;乔昂
- 《第十四届全国固体薄膜学术会议》 | 2014年
摘要：二氧化钒(VO2)是很受关注的一种热致变色材料,具有在68℃可发生半导体-金属的可逆相变特性,因此在智能玻璃、建筑节能等方面有诱人的应用前景.但是VO2块材晶体的相变温度高于室温很多,而且可见光透过率偏低,使其相变前后对太阳光能的调节效率差,失去节能效果.rn 本文采用磁控溅射法,在普通玻璃衬底上制备了VO2/AZO双层膜.采用XRD、SEM、FTIR测试了薄膜的晶相结构、微观形貌和光学透射谱和反射谱.结果显示,AZO薄膜有助于VO2薄膜的取向生长;VO2/AZO双层膜在可见光区的透射率分别为48％ (80℃)和43％ (20℃),近红外区透过率差值27％,发射率0.66,热滞宽度17℃.分析表明,通过控制溅射氧压和采用一步溅射法制备的VO2/AZO双层膜,比单层VO2薄膜具有同样的的可见光透过率、更低的红外发射率和更窄的热滞宽度,因此显著增强了单层VO2薄膜的红外光开关调制能力,具有更佳的相变功能.
15.高功率脉冲磁控溅射制备TiNx涂层研究
- 尹星;沈丽如
- 《第十四届全国固体薄膜学术会议》 | 2014年
摘要：采用高功率复合脉冲磁控溅射技术(HPPMS)在316不锈钢、硬质合金基体上制备了TiN薄膜,首先研究了氩氮流量比、气压、脉宽等工艺参数对HPPMS放电的影响.分析了不同N2流量下TiNx膜层的沉积速率、硬度、晶体生长取向、摩擦磨损等性能,并在相同的平均靶电流下与直流磁控溅射制备的TiN薄膜对比.结果表明:HPPMS制备的膜层更加致密,在氩氮流量比为7.4∶1时膜层显微硬度达2470HV,摩擦磨损性能也好于直流磁控溅射制备的TiN.
16.射频磁控溅射法制备氧化锌薄膜的研究
- 陈仁刚;邓金祥;崔敏;孔乐;陈亮;苗一鸣;庞天奇;张紫佳
- 《第十四届全国固体薄膜学术会议》 | 2014年
摘要：采用射频磁控溅射技术,利用Zn靶,在玻璃衬底上制备ZnO薄膜.通过X射线衍射(XRD)仪、傅立叶红外光谱仪、紫外-可见光分光光度计UV-3600对ZnO薄膜进行表征,分析氧气流量对氧化锌薄膜的影响.结果表明:氧气流量其对氧化锌薄膜的结构影响显著.随着氧气流量的增加,氧化锌薄膜的结晶性逐渐变好且其中的缺陷减少.
17.低补偿p型GaN的变温霍尔研究
- 田爱琴;刘建平;池田昌夫;李增成;冯美鑫;周坤;温鹏雁;张峰;胡威威;张书明;李德尧;张立群;杨辉
- 《第十四届全国固体薄膜学术会议》 | 2014年
摘要：本文利用变温霍尔测试研究了MOCVD生长GaN∶Mg样品的电学特性,并对空穴浓度随温度的变化进行了理论拟合,研究结果表明生长的GaN∶Mg样品的施主受主补偿比很低,接近0％,认为低补偿比是由于样品中的C杂质浓度较低.
18.气相沉积聚酰亚胺/Cr复合薄膜在GaN HEMTs中的应用
- 褚夫同;刘兴钊
- 《第十四届全国固体薄膜学术会议》 | 2014年
摘要：本文采用气相沉积聚合法制备了聚酰亚胺/Cr复合薄膜,薄膜成份的面扫描分析结果显示:纳米尺度的金属Cr颗粒均匀分散在聚酰亚胺基体内,随着金属颗粒体积百分数的增加,薄膜介电常数增加,当金属颗粒的体积百分数超过约10％时,薄膜介电常数和电导率都急剧增大.作为一种高介电常数材料,本文将其应用于对GaN高电子迁移率晶体管(HEMTs)的钝化,实验结果显示:采用高介电常数材料钝化的GaN HEMTs,其击穿电压获得了显著提高,从而为研制高压GaN HEMTs器件探索了一条可行的技术路线.
19.采用晶格异变缓冲层在GaAs上生长的InP外延层性质的研究
- 何洋;孙玉润;李奎龙;曾徐路;董建荣
- 《第十四届全国固体薄膜学术会议》 | 2014年
摘要：采用低压金属有机物化学气相沉积(LPMOCVD)在不同偏角GaAs衬底上通过AlxGa1-x-yInyAs晶格异变缓冲层生长了InP外延层.并用高分辨X射线衍射仪(XRD),原子力显微镜(AFM)以及光致发光(PL)对材料的结晶质量、表面形貌和光学性质进行了表征.结果表明,在15度偏角衬底上采用组分步进的AlxGa1-x-yInyAs缓冲层生长的InP外延层表面形貌更好且发光更强.
20.用于探测抗坏血酸的高灵敏度三维石墨烯/二氧化钨薄膜复合自支撑生物传感器
- 马晔;蔡斌;叶志镇;黄靖云
- 《第十四届全国固体薄膜学术会议》 | 2014年
摘要：三维石墨烯/二氧化钨薄膜(3DGF/WO2)复合生物传感器由于具有多级三维结构并且具有优异的生物探测性能,有望集成传统细胞支架和生物传感器的功能,实现模拟体内环境支撑细胞或细菌并进行实时生物传感.本文三维石墨烯通过化学气象沉积法在镍衬底生长后腐蚀镍衬底后得到,之后采用溶剂热法在三维石墨烯表面生长一层二氧化钨薄膜.以此材料制备了生物传感器件,通过交流阻抗谱,循环伏安,i-t等手段研究了传感器的电化学性质和对抗坏血酸的传感性能.所有这些材料的组成和结构特性的结合使3DGF/WO2具有了极其优异的生物传感性能.
21.氟离子注入实现增强型AlGaN/GaN HEMT器件的研究
- 张志利;蔡勇;于国浩;付凯;谭庶欣;张晓东;张宝顺
- 《第十四届全国固体薄膜学术会议》 | 2014年
摘要：本文直接利用离子注入机时AlGaN/GaN HEMT器件的栅下进行F离子的注入,成功实现了耗尽型阈值电压从-2.6v移动到Vth=1.9v的增强型HEMT器件,并且研究了注入剂量对阈值电压和峰值跨导的影响,研究发现随着注入剂量的不断增加,阈值电压不断的正向移动,但并不呈现线性关系,同时漏电流不断下降,并且在退火后电流无法恢复.
22.ITO/金属和ITO/n-GaAs接触电阻的研究
- 王青松;谭明;池田昌夫;代盼;吴渊渊;陈俊霞;陆书龙;杨辉
- 《第十四届全国固体薄膜学术会议》 | 2014年
摘要：采用电子束蒸发技术在SiO2,半绝缘Si,n型GaAs衬底上沉积氧化铟锡薄膜,包含5％组分的SnO2和95％的In2O3.测试薄膜基本电学、光学性能,并将其用于ITO金属和ITO/n-GaAs之间非整流接触的研究.利用圆形传输线模型的方法来测试不同退火温度下样品的接触电阻率,得到ITO与金属镍的最小接触电阻率为2.81×10-6 Ω·cm2.忽略金属与ITO接触电阻以及金属自身电阻影响后测得ITO/n-GaAs最低接触电阻率为7×10-5 Ω·cm2.
23.二维MFM针尖磁性层模拟与表征
- DENG Lu-lu;邓璐璐;WANG Zhi-hong;王志红;WANG Yuan;王远;ZHANG Xu;张煦
- 《第十四届全国固体薄膜学术会议》 | 2014年
摘要：由于磁力显微镜(MFM)针尖在检测过程中能提取磁力信号,所以针尖的优劣直接影响了MFM图像的分辨率.然而,二维MFM针尖有可控的磁矩取向和磁矩大小,在MFM量化表征有至关重要的作用.本文利用微磁学软件00MMF模拟不同形状坡莫合金薄膜的完全磁化时的磁场强度,以及磁化反转时的起始反转磁场和完全反转磁场.rn 结果表明:当椭圆形坡莫合金薄膜厚度为40nm,且长径比为6时,具有小的完全磁化时磁场强度、较大的起始反转磁场和完全反转磁场,分别为3.9mT、67mT和83mT.所以,上述形状的磁性薄膜适合做二维针尖的磁性层.rn 此外,在模拟过程中,本文还对坡莫合金磁化和反磁化的形成机理进行讨论.结果表明:影响完全磁化时磁场强度的因素主要是椭圆长轴边缘处的漩涡畴;而影响反磁化时磁场强度的因素为椭圆短轴边缘处的未反转的磁畴.最后,利用MFM对椭圆坡莫合金薄膜样品的表征,表明合金以面内磁化状态为主,因此坡莫合金适合成为二维MFM针尖磁性层.
24.AlN低温层对晶格应力调制
- 韩云鑫;魏唯;林伯奇;孙雪平
- 《第十四届全国固体薄膜学术会议》 | 2014年
摘要：通过研究具有不同缓冲层(950℃)厚度的AlN外延晶片和具有低温插入层(1100℃)的AlN外延晶片,结果表明缓冲层厚度和低温插入层对高温AlN层晶格应力均具有重要调制作用.其中低温插入层可有效释放AlN高温层在面内受到的拉伸应力作用,且在高、低温外延层界面处位错易于发生弯折形成位错环,使得晶体质量得到明显改善,缺陷密度降低.测得样品的(002)和(102)摇摆曲线全峰半高宽分别为412arcsec和908 arcsec,明显优于无低温插入层样品.
25.基于纳球光刻图形化GaAs衬底异质生长InP的局域化表面成核层生长研究
- 戚永乐;张瑞英;张震;朱健;王岩岩;孙玉润;赵勇明;董建荣;王庶民
- 《第十四届全国固体薄膜学术会议》 | 2014年
摘要：本文通过光学显微镜、原子力显微镜、微拉曼光谱对基于ART机理的在纳球光刻GaAs衬底孔洞区异质外延InP成核层开展研究.结果显示InP的成核层生长和孔洞的大小、方向、位置关系不大,而与MOCVD的生长条件息息相关.通过和渐变缓冲层生长比较,在InP的成核层中没有出现穿透位错,其结晶质量随着温度的升高而提高,但是其表面粗糙度会随着温度的升高而增加,这个现象可能和它的3D岛状生长有关.提高Ⅴ/Ⅲ比可以在较低的温度下抑制其表面粗糙度至埃量级,微拉曼光谱测试显示了它的二维生长.该研究有助于后期在基于ART机理的GaAs图形衬底上生长InP体材料.