谷建峰
- 作品数：12 被引量：96H指数：5
- 供职机构：大连理工大学材料科学与工程学院三束材料改性教育部重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：理学电子电信一般工业技术更多>>
- ZnO薄膜生长行为和光学性能研究
- ZnO具有纤锌矿晶体结构，是一种新型的直接带隙宽带半导体，其禁带宽度为3.37 eV，激子束缚能为60 meV，可以实现室温下的激子发射。ZnO薄膜可在低于600℃的温度下获得，较GaN，SiC和其它Ⅱ-Ⅳ族半导体宽禁带...
- 谷建峰
- 关键词：ZNO薄膜表面形貌光学性能电化学沉积
- 文献传递
- 偏压对磁控溅射ZnO薄膜的成核机制及表面形貌演化动力学的影响被引量：5
- 2009年
- 利用反应射频磁控溅射技术,通过对基体施加负偏压溅射ZnO薄膜,探讨了固定偏压下ZnO薄膜的表面形貌随沉积时间的演化以及不同偏压对ZnO薄膜表面形貌的影响.研究结果表明,在-100V的偏压下,随着沉积时间的增加,ZnO薄膜的表面岛尺寸不断减小,密度逐渐变大.ZnO在基片表面成核过程中的本征缺陷成核阶段和轰击缺陷成核阶段的生长指数分别为(0.45±0.03)和(0.22±0.04),低速率成核过程基本消失;随着偏压增大,表面岛的尺寸变大,表面起伏增加.偏压不但可以改变ZnO薄膜的成核和生长过程,而且影响薄膜的晶体取向.
- 付伟佳刘志文谷建峰刘明张庆瑜
- 关键词：ZNO薄膜偏压形貌分析
- 电化学沉积高c轴取向ZnO薄膜及其光学性能分析被引量：10
- 2007年
- 采用阴极还原方法,在透明导电玻璃(ITO)上制备了高c轴择优取向的ZnO薄膜.通过X射线衍射、扫描电子显微镜等表征技术,研究了沉积电流对ZnO薄膜的结构、应力状态及表面形貌的影响;利用光致荧光光谱及透射光谱等分析方法,探讨了沉积电流变化对ZnO薄膜的光学性能的影响.研究结果显示:各沉积电流下均可制得高c轴取向的ZnO薄膜;薄膜表面形貌受电流的影响较大;从透射谱可以看出,薄膜在可见光波段有较高透射率,且薄膜厚度随沉积电流的增大而增大.光致荧光测量表明,电化学沉积的ZnO薄膜具有明显的带隙展宽.而且,随着沉积电流的增加,带隙发光强度逐渐减弱,缺陷发光逐渐增强.
- 谷建峰付伟佳刘明刘志文马春雨张庆瑜
- 关键词：ZNO薄膜电沉积表面形貌光学性能
- 氧分压对磁控溅射ZnO薄膜生长行为和光学特性的影响被引量：4
- 2008年
- 采用反应射频磁控溅射方法,在Si(001)基片上制备了具有高c轴择优取向的ZnO薄膜.利用原子力显微镜、X射线衍射、透射光谱和室温光致荧光光谱等分析技术,研究了氧分压对薄膜的表面形貌和光学特性的影响.研究结果显示,0.04～0.23Pa的氧分压范围内,ZnO薄膜存在三个不同的生长模式,薄膜生长模式转变的临界氧分压分别位于0.04～0.08Pa和0.16～0.19Pa之间;在0.16Pa以下时,ZnO薄膜的表面岛呈+c取向的竹笋状生长;当氧分压>0.19Pa时,薄膜的表面岛以-c取向生长为主;ZnO薄膜的折射率、光学带隙宽度以及PL光谱强度均随着氧分压的增大而增大,氧分压为0.19Pa时,薄膜的发光峰最窄,其半峰宽为88meV.
- 刘明魏玮曲盛薇谷建峰马春雨张庆瑜
- 关键词：ZNO薄膜反应磁控溅射形貌分析光学特性
- 蓝宝石基片的处理方法对ZnO薄膜生长行为的影响被引量：9
- 2008年
- 采用反应射频磁控溅射方法,在经过不同方法处理的蓝宝石基片上,在同一条件下沉积了ZnO薄膜.利用原子力显微镜、X射线衍射、反射式高能电子衍射等分析技术,对基片和薄膜的结构、表面形貌进行了系统表征.研究结果显示,不同退火条件下的蓝宝石基片表面结构之间没有本质的差异,均为α-Al2O3(001)晶面,但基片表面形貌的变化较大.在不同方法处理的蓝宝石基片上生长的ZnO薄膜均具有高c轴取向的织构特征,但薄膜的表面形貌差异较大.基片经真空退火处理后,ZnO薄膜的生长形貌与基片未处理时十分类似,具有+c取向和-c取向两种外延岛特征;基片经氮气环境退火后,ZnO薄膜的生长形貌具有单一的-c取向外延岛特征,晶粒尺寸较大,但薄膜表面粗糙度没有明显改善;基片经氧气环境退火后,ZnO薄膜的生长形貌仍为-c取向外延岛特征,薄膜表面粗糙度显著降低.对于未处理、真空退火、氮气退火和氧气退火等方法处理的蓝宝石基片ZnO薄膜表面形貌的自仿射关联长度分别为619,840,882和500nm.
- 刘明刘志文谷建峰秦福文马春雨张庆瑜
- 关键词：ZNO薄膜反应磁控溅射形貌分析
- 基片温度对金刚石上沉积ZnO薄膜特性的影响
- 2008年
- 采用磁控溅射在自持CVD金刚石厚膜的成核面上制备了ZnO薄膜,并实验研究了其生长特性和发光特性随温度的变化情况。利用X射线衍射(XRD)仪,光致发光(PL)谱,电子探针(EPMA)和霍尔测量系统对样品进行了检测。SEM结果表明,基片温度为600℃时ZnO薄膜表面粗糙度最低。而PL谱表明基片温度为750℃时ZnO薄膜具有最优的光学性能,此时由EPMA测得的薄膜中Zn/O成分比接近ZnO的化学计量比。霍尔测量表明,样品均呈现出高阻状态,满足声表面波滤波器的制备条件。
- 孙剑白亦真谷建峰刘明张庆瑜
- 关键词：声表面波滤波器金刚石ZNO薄膜磁控溅射
- 磁控溅射ZnO薄膜的成核机制及表面形貌演化动力学研究被引量：31
- 2006年
- 利用原子力显微镜分析了ZnO薄膜在具有本征氧化层的Si(100)和Si(111)基片上的表面形貌随沉积时间的演化.通过对薄膜生长形貌的动力学标度表征,研究了射频反应磁控溅射条件下,ZnO薄膜的成核过程及生长动力学行为.研究发现,ZnO在基片表面的成核过程可分为初期成核阶段、低速率成核阶段和二次成核阶段.对于Si(100)基片,三个成核阶段的生长指数分别为β1=1·04,β2=0·25±0·01,β3=0·74;对于Si(111)基片,β1=0·51,β2=0·08±0·02,β3=0·63.在初期成核阶段,ZnO薄膜的成核密度可能与Si基片表面的本征缺陷有关,薄膜的生长过程除扩散效应影响以外,还可能存在着比较强的晶粒择优生长和晶格错配应力粗化机制.在低速率成核阶段,薄膜的生长行为主要受沉积速率所支配,而扩散效应的影响相对弱化,错配应力得以进一步释放.在二次成核阶段,载能粒子对基片表面的轰击是导致ZnO薄膜再次成核的重要原因,同时阴影效应也可能对薄膜的生长有一定的影响.在薄膜生长后期的稳定生长阶段,薄膜的表面粗糙度明显降低,具有典型的柱状晶生长特征.
- 刘志文谷建峰孙成伟张庆瑜
- 关键词：ZNO薄膜磁控溅射生长动力学
- 磁控溅射ZnO薄膜的退火热力学行为研究被引量：4
- 2007年
- 本文利用原子力显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射等分析手段研究了反应射频磁控溅射截然不同的阶段,其临界转变温度在790℃附近。进一步分析表明,决定低温退火的晶粒长大机制为Zn填隙原子扩散机制,而决定高温退火时的晶粒长大机制为O空位扩散机制。界面分析结果显示:在临界转变温度以下,ZnO薄膜与基体Si之间基本不发生界面反应;在高温退火过程中,ZnO薄膜与基体Si之间的界面反应主要以氧化后的Si表面层向ZnO扩散的方式进行,并导致了薄膜应力的迅速增加,而界面反应开始之前的薄膜应力的变化,则是由于晶粒合并所引起的。
- 刘志文付伟佳刘明谷建峰马春雨张庆瑜
- 关键词：ZNO薄膜退火行为
- Si(001)基片上反应射频磁控溅射ZnO薄膜的两步生长方法被引量：6
- 2007年
- 利用反应射频磁控溅射技术,采用两步生长方法制备了ZnO薄膜,探讨了基片刻蚀时间和低温过渡层沉积时间对ZnO薄膜生长行为的影响.研究结果表明,低温ZnO过渡层的沉积时间所导致的薄膜表面形貌的变化与过渡层在Si(001)表面的覆盖度有关.当低温过渡层尚未完全覆盖基片表面时,ZnO薄膜的表面岛尺度较小、表面粗糙度较大,薄膜应力较大;当低温过渡层完全覆盖Si(001)基片后,ZnO薄膜的表面岛尺度较大、表面粗糙度较小,薄膜应力较小.基片刻蚀时间对薄膜表面形貌的影响与低温过渡层的成核密度有关.随着刻蚀时间的增加,ZnO薄膜的表面粗糙度逐渐下降,表面形貌自仿射结构的关联长度逐渐减小.
- 谷建峰刘志文刘明付伟佳马春雨张庆瑜
- 关键词：ZNO薄膜形貌分析
- 工作气压对磁控溅射ZnO薄膜结晶特性及生长行为的影响被引量：28
- 2006年
- 采用射频反应磁控溅射方法,在Si(001)基片上制备了具有高c轴择优取向的ZnO薄膜.利用原子力显微镜、X射线衍射、透射电子显微镜和透射光谱分析技术,对不同工作气压下合成的ZnO薄膜的表面形貌、微观结构和光学性能进行表征,研究了工作气压对ZnO薄膜的结晶性能以及生长行为的影响.研究结果显示:对于Ar/O2流量比例接近1∶1的固定比值下,ZnO薄膜的生长行为主要取决于成膜空间中氧的密度,临界工作气压介于0·5—1·0Pa之间.当工作气压小于临界值时,ZnO薄膜的成核密度较高,且随工作气压的变化明显,ZnO的生长行为受控于氧的密度,属于氧支配的薄膜生长;当工作气压大于临界值以后,ZnO薄膜的成核密度基本保持不变,Zn原子的数量决定薄膜的生长速率;在0·1—5·0Pa的工作气压范围内,均可获得高度c轴取向的ZnO薄膜,但工作气压的变化改变着ZnO晶粒之间的界面特征和取向关系.随着工作气压的增加,ZnO晶粒之间的界面失配缺陷减少,但平面织构特征逐渐消失,三叉晶界的空洞逐渐扩大,薄膜的密度下降,折射率减小.
- 刘志文谷建峰付伟佳孙成伟李勇张庆瑜
- 关键词：ZNO薄膜磁控溅射表面形貌微观结构光学性能
