金屬摻雜氧化釔薄膜的制備及其特性研究.pdf

1、Y2O3是一種稀土氧化物，其薄膜具有優(yōu)良的物理、化學(xué)性能，而且高溫抗氧化能力強(qiáng)，可用作金剛石的抗氧化保護(hù)涂層。此外，Y2O3薄膜的透射率和介電常數(shù)較高，因此廣泛應(yīng)用于光電設(shè)備和半導(dǎo)體設(shè)備中。
　　本文利用磁控濺射的方法在Si(100)襯底和玻璃襯底上制備了Y2O3薄膜，并利用X射線衍射(XRD)，掃描電子顯微鏡(SEM)，能量色散X射線光譜(EDX)和紫外可見近紅外分光光度計(jì)分別對(duì)薄膜的結(jié)構(gòu)，表面形貌，成分和光學(xué)特性進(jìn)行了研究。在

2、最佳制備條件下，兩種襯底上生長(zhǎng)的Y2O3薄膜都具有單斜相結(jié)構(gòu)，但擇優(yōu)生長(zhǎng)方向和結(jié)晶性存在一定差異。玻璃襯底上沉積的Y2O3薄膜，擇優(yōu)生長(zhǎng)方向?yàn)?202)，結(jié)晶性稍差;而Si襯底上沉積的Y2O3薄膜，擇優(yōu)生長(zhǎng)方向?yàn)?111)，結(jié)晶性良好，在退火后發(fā)生了由單斜相向立方相的結(jié)構(gòu)相變，且結(jié)晶性和化學(xué)計(jì)量都有明顯改善。
　　利用磁控共濺射的方法制備了Sn摻雜Y2O3(Sn∶Y2O3)薄膜和V摻雜Y2O3(V∶Y2O3)薄膜。在一定條件下Sn

3、和V的摻雜都使Y2O3薄膜的結(jié)晶性得到改善;V摻雜后Y2O3薄膜的表面形貌由原來的片狀轉(zhuǎn)變?yōu)橹鶢?，而且晶粒排布更加緊密，當(dāng)摻雜時(shí)間為15 min時(shí)，薄膜中出現(xiàn)了立方相結(jié)構(gòu)，這個(gè)發(fā)現(xiàn)對(duì)于提高玻璃襯底上的Y2O3薄膜的穩(wěn)定性具有重要的意義。Sn和V摻雜對(duì)Y2Oa薄膜的光學(xué)特性也產(chǎn)生了一定影響，Sn摻雜后Y2Oa薄膜近紅外區(qū)域內(nèi)的透射率增加，另外Sn和V的摻雜都使Y2O3薄膜的帶隙值明顯增加，經(jīng)計(jì)算Sn∶Y2O3薄膜和V∶Y2Oa薄膜的帶隙變