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基于电子束蒸镀ZnO、MgZnO和CdZnO薄膜的CO气体传感器：一项对比研究
摘要： 本文报道了一种基于电子束蒸镀ZnO、MgZnO和CdZnO薄膜的气体传感器的对比研究。在室温（RT）条件下，这些半导体薄膜沉积于Si/SiO2衬底上，并在其表面制备了铬电极的叉指图案。研究报道并分析了器件的结构、光学及电学等性能参数。传感器在不同工作温度下进行了测试，在250℃时CdZnO薄膜传感器表现出最佳响应特性。对于100PPM一氧化碳（CO）气体浓度，CdZnO薄膜传感器获得了4.86的响应值及15秒的响应时间。基于实验结果发现，在用作CO气体传感器时，掺镉氧化锌（Cd-doped ZnO）是这些半导体金属氧化物中最适合的材料。同时建立了薄膜结构、光学与电学性能之间的关联性。
关键词： 薄膜、氧化锌、镁锌氧、一氧化碳气体传感器、镉锌氧、电子束蒸发
更新于2025-09-23 15:23:52
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电子束蒸发富铋Bi2Te3薄膜的结构、电学、光学及热电性能
摘要： 采用电子束蒸发技术在300K下制备了富铋Bi2Te3薄膜，电子束源功率为45W。沉积后，这些富铋Bi2Te3初始薄膜（Bi-BT-AD）分别在100°C（Bi-BT-100）、200°C（Bi-BT-200）和300°C（Bi-BT-300）下于3×10^-4 Pa压力中退火1小时。X射线衍射测量显示存在Bi相与结晶态Bi2Te3，表明Bi-BT-AD薄膜中可能存在富铋Bi2Te3相。Bi2Te3(015)晶面的宽化峰表明颗粒具有纳米晶特性。退火后Bi-BT-100的衍射图谱未发生变化，但Bi-BT-200和Bi-BT-300薄膜在2θ约20°和47°处出现未知相的X射线反射峰，这表明存在铋相关二次相偏析及Bi在Bi2Te3晶格中的热力学不稳定性。拉曼研究表明Bi二次相与富铋Bi2Te3纳米晶粒共存。真空退火后富铋Bi2Te3薄膜仍保持p型电学特性，而过量Bi消失并转化为未知微量相。所有退火薄膜的电阻率约为0.9×10^-4 Ωcm，塞贝克系数也无变化，维持在33至36 μV/K范围。Bi-BT-100的热电性能在不同温差ΔT下测试时表现出高功率因子，在ΔT=100°C时达到最大值约17.5×10^-4 W/K2m。因此与近化学计量比薄膜不同，富铋薄膜仅需低温退火（~100°C）即可获得优化参数，且其功率因子高于近化学计量比薄膜。由此可见，使用富铋Bi2Te3薄膜可在300K下实现优良热电性能，适用于温度敏感器件制备。
关键词： 富铋碲化铋薄膜、电子束蒸发、功率因子。
更新于2025-09-23 15:23:52
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硫化环境对电子束蒸发堆叠金属前驱体制备Cu?ZnSnS?薄膜的影响
摘要： 铜锌锡硫化物（Cu2ZnSnS4；CZTS）因其廉价、无毒且地壳储量丰富的组成元素以及高吸收系数，相较于现有吸收层材料具有显著优势。本研究通过电子束蒸镀制备了玻璃/Cu/Zn/Sn/Cu和玻璃/Cu/Sn/Zn/Cu两种堆叠顺序的前驱体薄膜，并分别在元素硫粉和5% H2S+N2气体环境中以不同升温速率进行硫化处理。采用X射线衍射和拉曼光谱研究了硫化环境及升温速率对CZTS形成的影响，通过场发射扫描电子显微镜和能谱仪分别分析了薄膜形貌与成分。结果表明：低升温速率下硫粉环境中制备的薄膜结晶性更优且杂质相更少。所有薄膜均检测到ZnS相，而仅H2S气体环境中制备的薄膜存在SnS相，由此证实低升温速率的元素硫粉硫化环境最有利于CZTS薄膜形成。最终采用玻璃/Cu/Zn/Sn/Cu前驱体堆叠成功制备出带隙为1.48 eV且含微量ZnS杂质的CZTS薄膜。
关键词： 斜坡速率，电子束蒸发，铜锌锡硫（CZTS）
更新于2025-09-23 15:22:29
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热退火对氧化锌锡薄膜结构和电学性能的影响及其在透明导电电极中的应用
摘要： 采用电子束蒸发技术制备的沉积态及退火态氧化锌锡(Zn2SnO4)薄膜，通过结构、光学及电学性能表征发现：X射线衍射分析表明沉积态薄膜呈非晶态，而经400℃、500℃和600℃空气退火的薄膜呈现多晶特性。电阻-温度测试显示，从非晶态到结晶态Zn2SnO4的相变导致电阻升高?；舳вΣ馐员砻鞒粱∧さ牡缱忧ㄒ坡饰?3cm2/V·s，载流子浓度(电子)为8.361×101?cm?3。原子力显微镜(AFM)观测到退火薄膜存在晶粒团聚现象。紫外-可见光谱显示的光学透射谱峰证实退火后在导带底与价带顶之间形成了子能级。通过Tauc图计算的带隙变化揭示了热退火后费米能级向价带顶移动的可能性。
关键词： 退火温度，Zn2SnO4，带隙，氧空位，电子束蒸发，透明导电氧化物（TCOs）
更新于2025-09-23 15:22:29
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采用电子束蒸发技术沉积ZnS薄膜，厚度对晶体学和光学性质的影响
摘要： 采用电子束蒸发（EBE）法在未经退火处理的Si(100)和玻璃衬底上制备了硫化锌（ZnS）薄膜。通过XRD分析了薄膜结构，利用SEM和AFM观测了薄膜形貌，采用拉曼光谱验证了薄膜成分，并通过EDX和XPS技术确认了化学计量比。XRD图谱显示薄膜具有沿(111)和(220)晶面取向的多晶立方结构。当薄膜厚度在350-1700纳米范围内时结晶性更佳，但均方根粗糙度随之增大。通过紫外-可见光透射测量表征了生长薄膜的光学特性，推导出的薄膜带隙能随厚度增加从3.45电子伏特明显降至3.36电子伏特?；?00-1000纳米波长范围的透射光谱，研究了折射率、消光系数和介电常数随厚度的变化规律。
关键词： 硫化锌，光学特性，薄膜，电子束蒸发
更新于2025-09-23 15:22:29
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电子束蒸发ZnSe薄膜退火温度依赖性的光学特性研究
摘要： 本研究致力于探究采用电子束蒸发技术沉积、并在氮气环境中经不同温度退火的硒化锌（ZnSe）薄膜的光学特性。X射线衍射结构分析证实所得ZnSe薄膜具有立方闪锌矿结构，且沿(111)晶面呈现择优取向?；赟wanepoel包络法，通过室温下300-1500纳米波段的透射光谱，计算了吸收系数、消光系数、折射率及光学带隙等重要光学参数。随着退火温度升高，光学带隙从2.52 eV增至2.65 eV，但薄膜厚度与折射率均呈下降趋势。此外，还运用Wemple-DiDomenico单振子模型研究了折射率与能量的色散参数。
关键词： 光学特性、薄膜、电子束蒸发、硒化锌、热退火
更新于2025-09-23 15:21:21
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锡掺杂氧化铟片材在电子束蒸发工艺中的针孔与裂纹研究
摘要： 采用掺锡氧化铟（ITO）片材在发光二极管的p-GaN层上沉积ITO薄膜。深入研究了电子束蒸发过程中ITO片材产生的针状物与裂纹。针状物的形成主要源于由X轴和Y轴扫描信号控制的扫描轨迹，通过控制电子束扫描轨?？上胱次?。ITO片材中具有均匀晶粒与孔隙的疏松微观结构导致结合强度较弱，在高能电子束的热冲击下会产生裂纹。具有强结合强度的三维网状骨架结构可抑制此类裂纹。
关键词： 针、裂缝、ITO、电子束蒸发
更新于2025-09-23 15:21:01
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沉积角度对等离子体金纳米锥和纳米盘制备的影响
摘要： 金属纳米锥能够呈现多种强等离子体共振现象，这些共振与强烈且易于调控的电磁热点相关联。因此它们可用于增强光-物质相互作用，或在实现特定位置传感的同时分离部分非特异性传感信号贡献。纳米锥及类似三维结构通常利用金属薄膜蒸发至圆形纳米孔过程中产生的自遮蔽效应进行制备。但文献中目前缺乏对成功沉积过程及其关键细节的完整描述。本文详细展示了采用电子束光刻与金电子束蒸发技术制备有序金纳米锥阵列的工艺过程。研究表明，沉积过程中基底在样品台上的横向位置会影响纳米结构的对称性——离轴沉积或样品倾斜会导致非对称结构形成。当沉积膜足够厚或纳米孔足够窄时，入口孔道会被堵塞并形成尖端锐利的纳米锥；反之，在薄膜较薄或纳米孔较宽的情况下则会产生平顶截头锥体。这些发现既有助于明确此类非平面纳米结构晶圆级阵列制备的固有局限，同时也为互连纳米锥等更复杂结构（如电寻址芯片）的新型制备方案提供了思路。
关键词： 等离子体光学、光学天线、纳米圆盘、纳米锥、电子束蒸发、电子束光刻
更新于2025-09-23 15:19:57
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氢气流量对ZnS薄膜物理性能的影响：作为太阳能电池潜在缓冲层的研究
摘要： 薄膜太阳能电池器件中对潜在无镉缓冲层的特殊需求促使我们研究沉积后氢退火对ZnS薄膜物理性能优化的影响。我们将厚度200纳米的沉积薄膜在200°C下以50.0-150.0标准立方厘米/分钟的流量范围进行氢化处理。X射线衍射分析显示：玻璃基底薄膜在150.0 sccm时非晶相转变为立方相并达到最大结晶度，而ITO基底薄膜则转变为纤锌矿结构且结晶度增强，150.0 sccm时还出现了立方相与六方相混合态。电学行为（I-V特性）呈现欧姆特性且在100.0 sccm时载流子浓度最高?？杉馇毡叻⑸兑疲?50.0 sccm时获得最高95%透射率及3.41电子伏特的光学带隙。表面形貌分析显示粗糙度降低，光致发光（PL）研究表明150.0 sccm时在2.95电子伏特处出现最强发射峰，这归因于间隙位缺陷减少和晶界钝化。这些结果有助于理解ZnS薄膜中的氢相关杂质，以及氢化处理对提升太阳能电池缓冲层适用物理性能的作用。
关键词： 缓冲层，硫化锌薄膜，氢化处理，物理性能，电子束蒸发
更新于2025-09-23 15:19:57
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铋掺杂对CdTe薄膜的影响：太阳能电池吸收层应用中物理性质的热退火演变
摘要： 为降低传统铜掺杂带来的不稳定性及器件退化概率，同时调控所需带隙并减少太阳能电池器件的开路电压损失，本研究报道了铋掺杂CdTe薄膜物理性质演化的研究成果。采用电子束沉积结合空气退火工艺制备了CdTe:Bi 2%合金薄膜。结构分析表明薄膜沿(111)晶面择优生长，经退火后呈现多晶特性。退火处理影响薄膜的吸光度，其中450°C退火样品表现出最大吸光度。电流-电压测试显示线性关系证实薄膜与透明导电氧化物衬底间形成欧姆接触，且电导率随退火过程发生变化。原子力显微镜研究表明（除300°C外）退火导致表面粗糙度增加。研究结果表明，450°C退火处理的CdTe:Bi 2%薄膜优化后的物理特性对提升太阳能电池器件性能具有重要作用。
关键词： 铋掺杂、吸收层、空气退火、薄膜、碲化镉、电子束蒸发
更新于2025-09-23 15:19:57