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铁电外延Hf<sub>0.5</sub>Zr<sub>0.5</sub>O<sub>2</sub>薄膜的生长窗口
摘要： 铪的亚稳态正交相通常在多晶薄膜中获得，而在外延薄膜中其形成机制研究较少。我们通过脉冲激光沉积法制备了Hf0.5Zr0.5O2薄膜，并绘制了铁电相外延稳定化所需的生长窗口（沉积温度、氧压及薄膜厚度）。残余铁电极化强度最高可达约24 μC/cm2，该值取决于正交相含量与应变程度，且在固定薄膜厚度条件下随温度和压力升高而增强。漏电流通过增加厚度和温度、特别是降低氧压得以减小。矫顽电场(EC)遵循EC-t-2/3标度律（该规律首次在铁电铪氧化物中被发现），且该标度关系可延伸至5纳米以下超薄尺度。实验证明我们能够调控高质量外延铁电Hf0.5Zr0.5O2薄膜的功能特性，这为深入理解其铁电性质及器件原型开发奠定了基础。
关键词： 生长参数，脉冲激光沉积，铁电氧化铪，铁电氧化物，外延稳定，氧化物薄膜
更新于2025-09-23 15:22:29
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铁电Hf<sub>0.5</sub>Zr<sub>0.5</sub>O<sub>2</sub>电容器在Si(001)衬底上的外延集成及其高保持特性与耐久性
摘要： 外延铁电Hf0.5Zr0.5O2薄膜已成功集成于Si(001)衬底的电容异质结构中。该薄膜稳定了[111]面外取向的正交相Hf0.5Zr0.5O2，展现出接近20 μC/cm2的高剩余极化强度Pr，性能媲美单晶氧化物衬底上的等效外延薄膜。在约5 MV/cm的写入电场下，其保持时间超过10年；当写入电压约为4 MV/cm时，电容器耐久性可达10^9次循环。研究发现正交铁电相的形成对底电极具有关键依赖性——在La0.67Sr0.33MnO3上可实现而在LaNiO3上则不能。在Si(001)衬底上实现Hf0.5Zr0.5O2外延薄膜的优异铁电特性，不仅对纳米尺度均匀性要求的器件制备具有重要意义，也有助于深入理解这种潜力巨大的铁电氧化物的本征特性。
关键词： 氧化物薄膜，硅上的氧化物，铁电HfO2，铁电氧化物，外延稳定化
更新于2025-09-22 19:23:36
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低损伤磁控溅射n型ZnO薄膜/p型Cu2O片异质结太阳能电池的光伏特性
摘要： 采用二元氧化物半导体薄膜构成的n型层，提升了基于Cu2O的异质结太阳能电池的光伏性能。该层通过多腔射频（r.f.）功率叠加直流（d.c.）磁控溅射系统，采用低损伤沉积方法制备。对于使用射频功率叠加直流磁控溅射技术制备的掺铝氧化锌（AZO）/n-ZnO/p-Cu2O异质结太阳能电池，通过优化衬底-靶材距离、射频与直流功率比等溅射参数，我们实现了目前报道的最高效率（3.22%）。该数值所呈现的特性，超越了采用相同结构射频功率叠加直流磁控溅射技术的AZO/Cu2O太阳能电池。
关键词： 氧化锌、氧化物薄膜、氧化亚铜、磁控溅射、铝掺杂氧化锌、太阳能电池
更新于2025-09-16 10:30:52
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不同退火参数下SnO?/p-Si异质结表面化学、微观结构、形貌及电学特性的演变
摘要： 系统研究了退火温度和气氛对氧化锡(SnO2)/硅异质结表面化学、微观结构、形貌及电学特性的影响。在氮气环境中以600℃退火温度处理时，金属态和缺氧的SnO2-x键能持续转变为化学计量比的SnO2。观察到进一步提高退火温度会导致硅酸盐层形成。在合成气环境中氢气的存在会促使缺氧SnO2-x形成，而氧气退火环境中的氧元素则有助于化学计量比SnO2层的生成。寄生相会显著影响薄膜的晶体结构。样品表面粗糙度可降至1.02纳米，这与薄膜所受应力密切相关。另一方面，悬挂键氧化和/或氢扩散会引起总偶极矩变化，从而显著改变电容值。根据退火参数不同，有效电荷密度和界面陷阱密度可降至10^11 cm^-2，同时理想因子和势垒电位分别改善至1.43和0.59电子伏特。由于SnO2层的结晶作用，低温退火时漏电流会增加。但在较高温度下，悬挂键钝化对漏电特性的改善效果优于相结晶作用。本研究表明表面化学的任何变化都会直接影响器件性能。
关键词： 氧化锡，X射线光电子能谱，氧化物薄膜，异质结，表面化学，退火
更新于2025-09-10 09:29:36
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[IEEE 2018年第20届透明光网络国际会议(ICTON) - 布加勒斯特(2018.7.1-2018.7.5)] 2018年第20届透明光网络国际会议(ICTON) - 氧化物薄膜的非线性光学特性
摘要： 本工作描述了在高真空条件下，采用物理气相沉积技术在室温下制备于透明（石英）和半导体（n型硅）基底上的氧化物薄膜。选取二氧化钛、二氧化锡和氧化铟作为研究对象。所制薄膜在常压环境下分别经100°C、150°C、250°C和450°C退火处理12小时。通过光学图像和原子力显微镜测量分析了薄膜的结构特性，结果显示其结构高度依赖于退火温度，选择合适的退火温度可改善薄膜质量。采用1064nm波长的Nd:YAG激光器作为基频光进行三次谐波测试，研究了非线性光学效应，计算并分析了三阶非线性光学系数。研究发现非线性光学性能与薄膜形貌密切相关，且退火温度能改变被测氧化物薄膜的结构和光学特性。
关键词： 三次谐波产生、原子力显微镜、氧化物薄膜、物理气相沉积
更新于2025-09-09 09:28:46