潘笑风
,
廖家轩
,
王洪全
,
张佳
,
傅向军
,
魏雄邦
稀有金属材料与工程
用改进溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO_2/Si上制备了钇(Y)掺杂Ba_0.6Sr_0.4TiO_3 (BST)薄膜,研究了Y掺杂对BST薄膜表面结构和介电性能的影响.XPS结果表明,Y掺杂有利于薄膜钙钛矿结构的形成,但对氧空位没有明显的抑制作用.SEM和AFM结果表明,Y掺杂能缓解薄膜应力、减少薄膜裂纹、细化晶粒,进而改善薄膜的表面结构.在进行Y掺杂后,薄膜的介电性能得到明显提高,40 V外加电压下的介电调谐率大于40%及零偏压下介电损耗为0.0210,优化因子大于20.
关键词:
掺杂
,
钛酸锶钡薄膜
,
钇
,
溶胶-凝胶法
,
介电性能
魏雄邦
,
蒋亚东
,
吴志明
,
廖家轩
,
贾宇明
,
田忠
稀有金属材料与工程
在衬底上溅射沉积一层金属钒膜,然后对其退火制备氧化钒薄膜.研究了原位退火热处理和后续退火热处理对氧化钒薄膜成分及其热敏性能的影响.XPS分析表明,原位380 ℃退火处理得到的氧化钒薄膜中4价态和5价态钒的比例为1.097:1,经后续退火处理后,该比例变为0.53:1;同时,原位退火处理得到的氧化钒薄膜的V/O比为1:2.24,经后续退火处理变为1:2.33.AFM分析后显示,经后续退火处理的薄膜晶粒尺寸有所增大.测试了薄膜方阻随温度的变化,结果显示,生成的薄膜具有明显的金属-半导体相变;原位退火热处理后的薄膜方阻(R)为5.46 kΩ/□(25 ℃),方阻温度系数(TRC)为-1.5%/℃(25 ℃);后续退火热处理后,薄膜方阻增大到231 kΩ/□(25 ℃),方阻温度系数升高为-2.74%/℃(25 ℃).此外,就氧化钒薄膜的成分、热敏性能与退火处理之间的关系进行了讨论.
关键词:
氧化钒薄膜
,
退火
,
薄膜成分
,
热敏性能
廖家轩
,
魏雄邦
,
潘笑风
,
张佳
,
傅向军
,
王洪全
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1007.2009.00962
用溶胶凝胶(Sol-Gel)法制备了三种钛酸锶钡(Ba0.6Sr0.4TiO3, BST)薄膜：常规的四层薄膜, 在逐层制备过程中，对首层薄膜进行中间热处理(Preheat-treatment, PT)的四层薄膜及间隔或交替地对奇数层薄膜进行中间热处理（称为交替中间热处理(Alternate-preheat-treatment, APT)）的八层薄膜. 用XPS研究薄膜表面成分化学态, 用SEM和AFM观察表面形貌及晶化, 并进行了介电性能测试. 结果表明, 常规薄膜介电性能差; 经PT, 薄膜裂纹和缩孔显著减少，形貌明显改善，表面非钙钛矿结构显著减少, 介电性能明显提高; 经APT, 薄膜形貌进一步改善，平均晶粒大小约30nm，非钙钛矿结构进一步减少, 介电损耗明显降低，介电稳定性和介电强度大幅度提高. APT为制备退火温度低及结构均匀致密的纳米晶BST薄膜提供了新方法, 可满足低频实用要求. 退火温度对薄膜厚度的影响也进行了讨论.
关键词:
中间热处理
,
alternate-preheat-treatment
,
barium strontium titanate film
,
dielectric properties
魏雄邦
,
蒋亚东
,
吴志明
,
廖家轩
,
贾宇明
,
田忠
材料导报
采用直流反应磁控溅射法在不同基片上制备了80nm和1000nm厚的氧化钒薄膜.采用X射线衍射仪、原子力显微镜及扫描电镜进行了薄膜微观结构分析.结果表明,薄膜的晶化受衬底影响较大,晶化随膜厚的增加而增强.不同衬底上生长的薄膜晶粒尺寸存在较大差异,Si_3N_4/Si衬底上生长的薄膜晶粒细小,薄膜较为平坦;玻璃衬底、Si衬底和α-Al_2O_3陶瓷衬底上生长的薄膜晶粒较为粗大.随着膜厚的增加,薄膜的晶粒尺寸明显增大,不同衬底上生长的二氧化钒薄膜晶粒都具有一种独特的"纺锤"形或"棒"形.
关键词:
氧化钒薄膜
,
衬底
,
膜厚
,
微观结构
魏雄邦
,
王涛
,
吴志明
,
蒋亚东
材料导报
在氧化钒薄膜的直流磁控溅射制备中,氩流量是影响沉膜工艺以及薄膜织构和性能的重要因素之一.从氧化钒薄膜制备角度出发,研究了纯氩环境以及氧流量恒定的氩氧混合环境中溅射电压和薄膜沉积速率随氩流量的变化.实验结果有助于对氧化钒薄膜制备工艺进行优化,为氩气流量的选择提供参考.
关键词:
磁控溅射
,
氧化钒薄膜
,
溅射电压
,
石英晶振频率
傅向军
,
廖家轩
,
张佳
,
潘笑风
,
王洪全
,
魏雄邦
稀有金属材料与工程
用改善的溶胶凝胶法制备铈掺杂钛酸锶钡(Ba_0.6Sr_0.4TiO_3, BST)薄膜,研究其结构与介电性能.X射线光电子能谱表明,铈掺杂显著地减少了薄膜表面非钙钛矿结构.但是,由于掺杂薄膜较薄且掺杂量小,X射线衍射结果未见明显变化.原子力显微镜结果表明,掺杂BST薄膜表面光滑致密.掺杂BST薄膜的介电性能大幅度提高,在40 V外加电压下介电调谐率达60.8%,零偏压下的介电损耗为0.0265.同时,就有关结构及介电性能改善的机制进行了讨论.
关键词:
铈掺杂
,
钛酸锶钡薄膜
,
钙钛矿结构
,
介电性能
魏雄邦
,
蒋亚东
,
吴志明
,
廖家轩
,
贾宇明
,
田忠
材料导报
采用直流反应磁控溅射法制备了厚度为500nm的氧化钒薄膜.采用X射线光电子能谱仪对制得的氧化钒薄膜进行了深度刻蚀分析.结果表明,随薄膜刻蚀深度的增加,薄膜内的氧钒比及钒离子价态发生了递变,当薄膜刻蚀深度小于80nm时,这一递变趋势尤为明显.认为这与氧化钒薄膜中各价态钒氧化合物的稳定性和薄膜的制备工艺密切相关.
关键词:
氧化钒薄膜
,
深度刻蚀
,
成分
,
价态
魏雄邦
,
蒋亚东
,
吴志明
,
廖家轩
,
贾宇明
,
田忠
稀有金属材料与工程
采用直流反应磁控溅射法,在Si(100)基片表面沉积厚度为1000 nm的二氧化钒膜.利用X射线衍射(XRD)仪和扫描电镜(SEM)分析膜的晶相和形貌,观察到二氧化钒膜的一种新的生长模式.X射线衍射分析表明生成的膜为典型的多晶二氧化钒膜,其(200)晶面衍射峰较强.扫描电镜(SEM)分析表明,随着膜厚的增加,膜表面晶粒增大,膜表面的晶粒呈现出独特的"纺锤"状或"棒"状;膜具有明显的 "柱"状生长特征,在膜厚380 nm以上时,"柱状"晶生长速率快速提高.样品的阻温特性分析表明,生成的二氧化钒膜具有典型的金属-半导体相变特征.
关键词:
二氧化钒膜
,
膜厚
,
直流磁控溅射
魏雄邦
,
吴志明
,
王涛
,
许庆宪
,
李建峰
,
蒋亚东
材料导报
采用直流反应磁控溅射法,通过精确控制反应溅射电压优化了氧化钒薄膜的制备工艺.对制备的氧化钒薄膜,利用四探针测试仪检测了薄膜的方阻和方阻温度系数,用X射线光电子能谱(XPS)仪和原子力显微镜(AFM)对薄膜的钒氧原子比和薄膜的微观形貌分别进行了分析和表征.实验结果表明,利用精确控制反应溅射电压法生长出的氧化钒薄膜的性能得到了进一步的提高.
关键词:
氧化钒薄膜
,
磁控溅射
,
溅射电压
魏雄邦
,
吴志明
,
王涛
,
许向东
,
唐晶晶
,
蒋亚东
材料导报
利用直流反应磁控溅射法在表面覆盖有Si3N4薄膜的Si(100)基片上制备了不同厚度的氧化钒薄膜.用光谱式椭偏仪对薄膜的厚度进行了测试.采用四探针测试系统对制备的薄膜进行了方阻和方阻温度系数的分析,发现薄膜的厚度对薄膜的电学特性有很大的影响.实验结果表明氧化钒薄膜的厚度调整可作为调控氧化钒薄膜性能的一种重要工艺手段.
关键词:
氧化钒
,
薄膜厚度
,
光谱式椭偏仪
,
方阻
,
方阻温度系数
