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薄膜结构性能变化中的"温度临界点"

张丽伟 , 卢景霄 , 李瑞 , 冯团辉 , 靳锐敏 , 张宇翔 , 李维强 , 王红娟

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2005.05.037

本文先从理论角度说明了薄膜结构性能变化中存在"温度临界点",然后借助于XRD、Raman等测试仪器研究分析了Si薄膜、AZO薄膜在晶化过程、晶粒长大过程以及性能突变中的"温度临界点".结果显示:薄膜结构性能变化中确实存在"温度临界点";在"温度临界点"前后薄膜结构性能的变化规律曲线出现拐点.进而推论:薄膜的结构性能在随温度变化中"温度临界点"可能不止一个.

关键词: 温度临界点 , 薄膜结构 , X射线衍射 , 拉曼光谱

结构材料在超临界水中的应力腐蚀行为

张丽伟 , 周张健 , 谈军 , 户赫龙 , 王曼 , 李少夫 , 邹雷 , 张广明

腐蚀科学与防护技术

超临界水堆结构材料在高温、高压以及强烈的中子辐照等苛刻的腐蚀环境和长期微小应力共同作用下,容易发生应力腐蚀开裂导致材料失效,应用于超临界水堆的主要结构材料包括铁素体/马氏体钢、奥氏体合金、镍基合金以及ODS钢.通过搜集、整理、比较国内外相关的研究成果,从原理、影响因素、评价方法等几方面对这些结构材料在超临界水中的应力腐蚀行为进行总结及评述.

关键词: 结构材料 , 超临界水 , 应力腐蚀开裂

多孔硅在太阳能电池应用中的相关研究

王海燕 , 卢景霄 , 吴芳 , 王子健 , 张宇翔 , 靳瑞敏 , 张丽伟

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.05.034

本文用化学腐蚀法在多晶硅基片上制作多孔硅,通过SEM、XPS对多孔硅的表面微结构及其组成进行了研究,定性地分析了氧在多孔硅层中的作用及主要热行为.分析了多孔硅用于太阳能电池时应注意的问题:多孔层微孔尺寸、太阳电池工艺中各热处理过程的温度和时间、多孔层与电极材料是否形成欧姆接触及快速热氧化(RTO)的钝化效果.

关键词: 氧钝化 , 快速热处理(RTP) , 快速热氧化(RTO) , 减反膜

常规退火与光退火固相晶化的对比

靳锐敏 , 卢景霄 , 王海燕 , 张丽伟 , 王生钊 , 刘萍 , 王红娟

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2005.06.039

为研究传统炉子退火与光退火固相晶化的不同特点,用石英玻璃作衬底,在室温、350℃和450℃下用PECVD法直接沉积非晶硅(a-Si:H)薄膜,把沉积的样品分别在850℃下用传统炉子退火3h、用光快速热处理(RTP)5min,然后用Raman、XRD和SEM分析对比,发现传统炉子退火后的晶粒分布不均匀,光退火后的晶粒分布均匀.XRD分析发现两种方法晶粒尺寸均为30nm左右.

关键词: PECVD法 , 非晶硅薄膜 , 传统退火炉子 , 光退火 , 晶粒大小 , 拉曼光谱 , XRD , SEM

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法,在玻璃衬底上不同的氢稀释比下低温制备了微晶硅(μc-Si:H)薄膜.利用拉曼(Raman)散射谱研究显示当H2稀释比从95%升高到99%,所得硅膜晶粒大小从2.98 nm增加8.79 nm,晶化率从24%增加到91%;暗电导测试结果从1.32×10-6scm-1增加到7.24×10-3scm-1;沉积速率却大大降低.沉积出的薄膜在进行高温炉退火后,扫描电镜(SEM)显示样品表面孔洞变大增多,推测是氢逸出所致.

关键词: 微晶硅薄膜 , PECVD , 低温沉积 , 退火

对柱状多晶硅薄膜的制备研究

张丽伟 , 赵新蕖 , 卢景霄 , 郜小勇 , 陈永生 , 靳瑞敏

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.05.052

在多晶硅薄膜(Poly-Si)生长理论的基础上,用等离子体化学气相沉积(RF-PECVD)系统,配合快速光热退火装置(RTP),在玻璃衬底和石英衬底上制备了柱状结构的多晶硅薄膜.借助于扫描电子显微镜(SEM)等测试手段,对薄膜的表面形貌和断面形貌进行了分析.结果发现:(1)柱晶的形成对薄膜的厚度有一定要求,而且薄膜越厚,柱晶直径越容易长得更大.本实验中,薄膜厚度达到2.5μm左右时,柱晶直径达到了1.5μm以上;(2)再结晶过程是从靠近光源的薄膜表面开始进而到薄膜内部的.再次说明RTP中再结晶的发生,与光和物质的相互作用密切相关.

关键词: SEM , RTP , 柱晶 , 多晶硅薄膜

石英衬底上柱状多晶硅薄膜的制备

张丽伟 , 周伶俐 , 李瑞 , 李红菊 , 卢景霄

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00369

利用射频等离子体增强化学气相沉积法(RF-PECVD)在已经预沉积有非晶硅薄膜的石英衬底上低温沉积了N/I非晶硅薄膜, 对样品进行了两步快速光热(RTP)退火. 采用 Raman、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等测试仪器对样品退火前后的结晶状况和微观形貌进行了分析. 结果表明, 该N/I非晶硅薄膜退火后的晶化率达到了94%左右, 断面形貌为柱状结构, 样品中的平均晶粒尺寸约30nm, 晶粒团簇的尺寸最大约1.5μm.

关键词: 快速光热退火 , columnar grain , poly-Si thin film , poly-Si thin film solar cells

高电导率高晶化率p型微晶硅薄膜的制备

赵尚丽 , 杨仕娥 , 张丽伟 , 陈永生 , 陈庆东 , 卢景霄

材料导报

利用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术,以B2H6为掺杂剂,在玻璃衬底上制备了厚度为40nm左右的p型微晶硅薄膜.为获得高电导率高晶化率的薄膜,采用正交实验法对衬底温度、氢稀释比及硼烷掺杂比等主要沉积参数进行初步优化.Raman光谱和电导率测试结果表明:(1)在实验选取的参数范围内,衬底温度是影响薄膜暗电导率和晶化率的最主要因素,其次是氢稀释比,硼烷掺杂比的影响相对较小;(2)通过正交优化,获得了暗电导率为2.05S·cm-1、晶化率为86%的p型微晶硅薄膜.

关键词: RF-PECVD , p型微晶硅薄膜 , 暗电导率 , 晶化率

VHF-PECVD制备微晶硅薄膜的微结构研究

张丽伟 , 余泽通 , 杨根 , 卢景霄

人工晶体学报

用甚高频等离子体化学气相沉积(VHF-PECVD)法在玻璃衬底上低温制备了不同沉积时间微晶硅薄膜.用拉曼散射光谱仪、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)等表征手段对薄膜的微观结构进行了研究.研究结果表明:随着沉积时间的延长,薄膜呈岛状生长,薄膜晶粒度在微晶核形成后迅速升高并逐渐饱和;其微观结构经历了"非晶相→非晶/微晶混合相→微晶相"的演变过程.本实验制备的微薄膜仍以(111)为优化取向.

关键词: 微晶硅薄膜 , 微观结构 , 微观形貌