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oe1(光电查) - 科学论文

147 条数据
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  • 一种集成扫描探针显微镜的原子层沉积系统，用于薄膜生长的原位连续监测

    摘要： 开发了一种集成原子层沉积（ALD）与原子力显微镜（AFM）的双腔室系统，用于连续监测纳米颗粒至薄膜的生长过程。样品在ALD腔室中制备，通过磁力传动杆实现ALD与AFM测试腔室间的真空无损样品转移，避免了生长条件频繁变化及环境氧化导致的表面形貌改变。该传输方式还防止了连续测试过程中AFM针尖的沉积污染。样品台加工了一组精确定位销孔，确保10微米2量级的测量一致性。作为示例，通过调节ALD循环次数制备了不同厚度的铂薄膜，并在沉积过程中连续监测其表面形貌。在控制氧分压的真空环境下，经高温处理后于AFM测试腔室研究了颗粒的老化与烧结现象。该集成式AFM/ALD仪器有望成为薄膜制备与表征监测的强大工具。

    关键词： 铂薄膜、原子力显微镜、原位监测、原子层沉积、薄膜生长

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 高效稳定的硅光阴极用混合相（2H和1T）二硫化钼催化剂

    摘要： 我们通过原子层沉积（ALD）技术在硅衬底上直接制备混合相（1T和2H）二硫化钼（MoS2）光电极层，用于光电化学（PEC）水分解制氢。该p-Si/SiOx/MoS2光电极无需传统硅与MoS2之间的串联金属界面，在析氢反应（HER）中展现出高效稳定的性能。其优异表现源于三维空间真实器件架构（即横向同质结与纵向异质结结构）。ALD生长的混合相1T/2H同质结MoS2覆盖层既能钝化光吸收体与表面态，又可作为整体结构实现MoS2内部高效电荷传输?；旌舷嘀呋列纬傻姆蔷仁评莞叨纫灿欣趐-i-n异质结运行——优化MoS2厚度后有效势垒高度达0.8 eV，在不采用埋入式硅p-n结的情况下实现670 mV光电压提升。光照瞬态行为表明，混合相层状硫族化合物通过界面费米能级解钉扎作用可作为高效助催化剂。在0.5 M硫酸溶液中还实现了约70小时的长期稳定运行。

    关键词： 夹断效应、二硫化钼、光电化学水分解（PEC）、p-i-n异质结、原子层沉积（ALD）

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 低温原子层沉积Al?O?薄膜的氧源策略选择

    摘要： 系统研究了两种氧源（H2O和O3）对原子层沉积（ALD）Al2O3薄膜中残余碳相关杂质的影响。使用H2O生长的ALD Al2O3薄膜无论生长温度如何均含有可忽略的碳相关杂质。而使用O3生长的薄膜中碳相关杂质对生长温度表现出强依赖性：300°C生长时仅存在碳酸铝（Al-CO3），但当温度降至150°C时会出现氧化态更低的碳相关杂质（如Al-COOH和Al-CHO）。这表明O3和H2O在ALD过程中的反应活性具有不同的温度依赖性；从残余杂质角度看，与O3相比，H2O是低温工艺更有利的氧源。同时考察了电荷俘获和栅极漏电流等电学特性：在300°C生长温度下，由于高薄膜密度，O3生长的薄膜略优于H2O生长的薄膜；但在150°C的低温生长条件下，H2O生长的薄膜展现出更优的电学特性。

    关键词： 氧源、原子层沉积、低温工艺、臭氧、水

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 用于光辅助水分解的BiVO4主客体架构中节省空间的SnO2底层原子层沉积

    摘要： 钒酸铋（BiVO4）在太阳能辅助水分解领域前景广阔。其性能受限于：>70纳米薄膜的电荷分离效率，或<700纳米薄膜的光吸收能力。为解决这一矛盾，主客体架构采用三维骨架上的薄膜涂层。然而，在扩展的主客体界面处复合效应会加剧。通过主机-底层-客体系列结构使用底层材料可抑制这种复合，但此类底层会消耗宝贵的孔隙体积——典型SnO2底层优化厚度为65-80纳米。本研究采用原子层沉积（ALD）技术制备缺陷密度低的共形超薄SnO2底层，将优化厚度降至仅8纳米并显著提升空间效率。由此可见，材料化学特性决定了尺寸优化方向。最终我们展示的主客体架构实现了0.71%的偏置光子-电荷转换效率，创下ALD制备光阳极吸收体的新纪录。

    关键词： 主客体架构、太阳能辅助水分解、原子层沉积、二氧化锡底层、钒酸铋

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 以二乙基锌和水为前驱体对氧化锌原子层沉积的再研究

    摘要： 纳米氧化锌（ZnO）作为重要的多功能材料已在众多应用领域被广泛研究。原子层沉积（ALD）是一种独特的薄膜合成技术，具有极高的均匀性、无与伦比的共形覆盖能力、低沉积温度及精确的可控性等特点。此前已有采用二乙基锌（DEZ）和水作为前驱体通过ALD法生长纳米级ZnO薄膜的报道，但其生长特性及所得ZnO结晶度尚未得到充分表征与理解。为此，我们重新研究了以DEZ和水为前驱体的ZnO ALD工艺。通过运用一系列先进表征技术，系统考察了30-250°C生长温度范围内ZnO的生长特性、形貌变化及结晶度演变过程。采用原位石英晶体微天平（QCM）、扫描电子显微镜、原子力显微镜及同步辐射X射线反射率技术研究了ALD ZnO薄膜的生长特性；利用同步辐射X射线衍射和高分辨透射电子显微镜确定了薄膜结晶度。此外，通过对QCM数据的深入分析，我们提出了ALD ZnO生长过程中存在吸附限制的表面反应机制，并揭示了与温度相关的–OH表面基团与单个DEZ分子的反应数量关系。本研究为深入理解ZnO的基本ALD工艺提供了新的见解。

    关键词： 原子层沉积、水、二乙基锌、结晶度、氧化锌、生长特性

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 通过双光子光刻和原子层沉积制备抗变形纳米纹理表面及其摩擦学特性研究

    摘要： 在本研究中，我们展示了一种制备抗变形纳米纹理表面的新策略。首先利用双光子光刻技术制备了不同直径的IP-DIP光刻胶纳米点有序阵列，随后通过原子层沉积（ALD）以不同厚度均匀包覆这些纳米点形成IP-DIP/Al2O3核壳纳米结构（CSNs）。与裸露的IP-DIP纳米点相比，这些CSNs的摩擦系数降低了85%，且在接触压力超过20 GPa时表现出极小的纳米结构变形。IP-DIP/Al2O3 CSNs的粘附力也低于裸露的IP-DIP纳米点。这些CSNs优异的抗变形能力和卓越的摩擦学性能表明，双光子光刻与ALD技术的结合为微型系统中的摩擦问题提供了极具前景的解决方案。

    关键词： 表面纹理化、原子层沉积、双光子光刻、核壳纳米结构

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 沉积方法对(Al?.??Ga?.??)?O?上SiO?和Al?O?价带偏移的影响

    摘要： 半导体上电介质的价带偏移量常存在报道差异，已知原因包括金属或碳污染、界面无序、电介质成分变化、热条件、应变及表面终止效应。本文研究表明，在单晶(Al0.14Ga0.86)2O3衬底上，常见栅极电介质SiO2和Al2O3的能带排列会因溅射或原子层沉积工艺产生高达1电子伏特的差异——对于Al2O3，这种差异使其能带排列从嵌套型（I类）转变为交错型（II类）。通过X射线光电子能谱测量各异质结界面的价带偏移量：在β-(Al0.14Ga0.86)2O3上，溅射Al2O3为?0.85±0.15电子伏特，ALD Al2O3为0.23±0.04电子伏特；溅射SiO2为0.6±0.10电子伏特，ALD SiO2为1.6±0.25电子伏特。这些结果与近期发现一致，即Ga2O3及相关合金表面在暴露于高能离子环境时易发生显著变化。

    关键词： Al2O3、(Al0.14Ga0.86)2O3、SiO2、价带偏移、原子层沉积、X射线光电子能谱、溅射

    更新于2025-09-04 15:30:14