高真空脉冲激光沉积CeO_2(111)/Si(111)薄膜的结构与形貌研究

摘要

在高真空条件下,采用脉冲激光沉积法在Si(111)衬底上制备了高度(111)取向的CeO2薄膜。使用反射高能电子衍射仪对薄膜制备过程进行了原位监测,衍射花样为清晰条纹状,显示薄膜结晶质量较好,表面平整光滑。采用X射线衍射仪对不同衬底温度、不同激光能量制备的薄膜进行了结构表征,随着温度升高和能量增强,CeO2薄膜(111)峰逐渐增强且峰位越来越靠近标准峰位,表明CeO2薄膜的取向性变好且薄膜应力逐渐下降。通过椭偏仪对薄膜的折射率进行了表征,结果表明薄膜的光学性能强烈依赖其结晶质量,结晶质量最好的样品折射率接近单晶薄膜。使用高分辨透射电镜表征了样品的横断面,照片显示薄膜内部原子排列有序,结晶质量较好,部分区域与衬底取向略有偏差。