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热阴极真空电弧技术沉积的石墨烯掺杂氧化锌（ZnO:Gr）纳米复合薄膜物理性能测定
摘要： 本研究采用热阴极真空电弧(TVA)技术，重点研究了石墨烯掺杂氧化锌(ZnO:Gr)纳米复合薄膜的生长。将ZnO:Gr纳米复合薄膜沉积在玻璃和硅(Si)基底上，通过干涉仪、紫外-可见分光光度计、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、光致发光(PL)光谱、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和原子力显微镜(AFM)等多种分析技术，研究了掺杂效应对ZnO:Gr纳米复合薄膜结构、光学及形貌特性的影响。测得沉积在玻璃和Si基底上的ZnO:Gr纳米复合薄膜厚度分别为50 nm和20 nm。XRD图谱中观察到ZnO和碳纳米结构的衍射峰。利用紫外-可见分光光度计和光学干涉仪确定了ZnO:Gr纳米复合薄膜的折射率、反射率、透射率、吸光度及光学带隙曲线。通过光学方法测定玻璃基底上ZnO:Gr纳米复合薄膜的光学带隙为3.15 eV，该结果与PL测量值高度吻合。PL光谱显示397 nm(3.12 eV)处存在紫外(UV)发射峰。拉曼分析表明ZnO:Gr纳米复合薄膜中存在ZnO特征峰以及石墨烯的D峰和2D峰。FTIR光谱用于分析样品化学成分。AFM和FESEM分析显示ZnO:Gr纳米复合薄膜表面光滑平整，呈颗粒状均匀致密结构。由于晶粒尺寸较大，Si基底上ZnO:Gr纳米复合薄膜的电阻率低于玻璃基底沉积样品。因此，ZnO:Gr纳米复合薄膜作为透明导电氧化物(TCO)材料具有良好应用前景。
关键词： 场发射扫描电子显微镜（FESEM）、总挥发性有机化合物（TVA）、氧化锌：石墨烯纳米复合薄膜（ZnO:Gr nanocomposite thin films）、X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）
更新于2025-09-23 15:23:52
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甚高频等离子体增强化学气相沉积（VHF-PECVD）制备参数对金催化剂辅助硅薄膜生长形貌变化的影响
摘要： 实现具有明确可调形貌的二维硅量子结构是一个悬而未决的问题。我们展示了采用甚高频等离子体增强化学气相沉积（VHF-PECVD）法制备参数依赖性硅薄膜的初步成果。通过在Si(100)基底上使用金（Au）催化剂，并调节沉积时间、温度及前驱体气体流量等不同参数，制备了五个样品。利用场发射扫描电子显微镜（FESEM）分析样品形貌。结果表明：在沉积过程中，当前驱体气体（硅烷）与大量氢气共同通入时，所得硅薄膜更为光滑均匀。更有趣的是，当沉积时间延长至1小时，薄膜中出现了硅纳米线。这种形貌转变归因于与沉积过程相关的汽-液-固（VLS）生长机制。
关键词： 甚高频等离子体增强化学气相沉积（VHF-PECVD）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、纳米线、气-液-固生长机制（VLS）
更新于2025-09-10 09:29:36