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Mn掺杂Ga2O3薄膜的结构及光吸收性能研究

胡帆 , 晁明举 , 梁二军 , 姜雅丽

材料导报

采用磁控溅射法在Si(111)和玻璃衬底上制备出不同Mn掺杂含量的Ga2O3薄膜,使用扫描电子显微镜、电子能谱仪、X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计等对Mn掺杂Ga2O3薄膜的表面形貌、结晶特性和光吸收性能进行了研究.结果表明,适量掺杂Mn可抑制薄膜的晶格膨胀,促进Ga2O3薄膜晶粒的定向生长,得到尺寸分布较均匀的多面体晶粒.Mn掺杂使Ga2O3价带项向带隙延伸,光学带隙变窄,吸收边红移,近紫外区吸收增强.

关键词: Ga2O3薄膜 , Mn掺杂 , 磁控溅射 , 微观结构 , 光吸收性能

硅基扩镓溅射Ga2O3反应自组装GaN薄膜

孙振翠 , 曹文田 , 王书运 , 薛成山 , 伊长虹

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2008.05.001

采用射频磁控溅射工艺在扩镓硅基上溅射Ga2O3薄膜氮化反应组装GaN薄膜,研究硅基扩镓时间对GaN薄膜晶体质量的影响.利用红外透射谱(FHR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、光电能谱(XPS)和荧光光谱(PL)对生成的GaN薄膜进行组分、结构、表面形貌和发光特性分析.测试结果表明:采用此方法得到六方纤锌矿结构的GaN晶体膜.同时显示:在相同的氮化温度和时间下,随着硅基扩镓时间的增加,薄膜的晶体质量和发光特性得到明显提高.但当硅基扩镓时间进一步增加时,薄膜的晶体质量和发光特性却有所降低.较适宜的硅基扩镓时间为40min.

关键词: Ga2O3薄膜 , GaN薄膜 , 射频磁控溅射 , 扩镓时间

氨化合成一维GaN纳米线

王显明 , 杨利 , 王翠梅 , 薛成山

稀有金属材料与工程

用氨化溅射Ga2O3薄膜的方法,成功地合成了一维GaN纳米线.用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和高分辨电镜(HRTEM)对样品进行了分析.生成的GaN纳米线平直光滑,其直径为20 nm~90 nm,长可达50 μm;纳米线为高质量的单晶六方纤锌矿GaN,沿[110]方向生长.用此工艺制备GaN纳米线,避免了在制备过程中引入杂质,合成的纳米线纯度较高.

关键词: 氨化 , Ga2O3薄膜 , GaN纳米线 , 射频磁控溅射

氮化时间对扩镓硅基GaN晶体膜质量的影响

曹文田 , 孙振翠 , 魏芹芹 , 薛成山 , 庄惠照 , 高海永

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2004.03.019

采用射频磁控溅射在扩镓硅基上溅射Ga2O3薄膜,然后氮化反应组装GaN晶体膜,并研究氮化时间对薄膜晶体质量的影响.测试结果表明:采用两步法生长得到六方纤锌矿结构的GaN多晶膜,扩镓硅层有效的抑制了硅衬底的氮化和弛豫了GaN与Si衬底的热失配.同时显示:在相同的氮化温度下,晶粒尺寸随氮化时间的增加而增大,薄膜的晶化程度相应的得到提高.

关键词: 射频磁控溅射 , Ga2O3薄膜 , GaN晶体膜 , 氮化温度

扩镓Si基GaN微米带的制备和特性

薛成山 , 孙振翠 , 魏芹芹 , 曹文田 , 庄惠照

稀有金属材料与工程

用射频磁控溅射工艺在室温扩镓硅衬底上沉积Ga2O3膜,然后在氨气气氛下氮化Ga2O3膜得到GaN微米带,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、选区电子衍射(SAED)、X射线光电子能谱(XPS)及光致发光谱(PL)对薄膜样品进行了结构、表面形貌、组分及发光特性分析.SEM图像显示直径约为100 nm~300 nm微米带随机分布在GaN薄膜表面.XRD、XPS及SAED分析表明GaN微米带呈六方闪锌矿多晶结构,择优沿[001]方向生长.P1显示了可能由量子限制效应引起的发光峰,其相对于报道的GaN晶体发光峰有显著蓝移.

关键词: Ga2O3薄膜 , GaN微米带 , 射频磁控溅射

Ga2O3薄膜材料氧敏性能的研究

侯峰 , 王科伟 , 徐廷献 , 徐明霞

稀有金属材料与工程

实验以三氯化镓为原料,柠檬酸为络合剂,通过NH3·H2O调节pH值,得到透明稳定的前躯体溶胶,红外光谱分析表明上述溶胶在向凝胶转变过程中,发生镓与柠檬酸的络合,并在干燥过程中依靠氢键形成大分子聚合物.采用提拉涂覆溶胶-凝胶法在多晶氧化铝基片表面形成凝胶膜后,经800℃下热处理,凝胶膜转化为单斜相β-氧化镓陶瓷薄膜.重复镀膜和热处理及超声清洗过程8个~10个周期,最后在800℃下烧结,保温1h,得到粒径为50nm~100nm左右的多孔纳米薄膜.采用自制系统检测β-Ga2O3薄膜的氧敏性能,结果表明:Fe掺杂的氧化镓薄膜材料,在400℃~800℃范围内,在理论空燃比附近,电阻突变幅度大于2个数量级,具有较高的灵敏度.

关键词: 溶胶-凝胶法 , Ga2O3薄膜 , 氧敏性能

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