一、界面薄膜的制备技术（论文文献综述）
张伟[1]（2014）在《钙钛矿型铁电薄膜异质结构的取向生长及性能研究》文中研究指明钙钛矿型（AB03）铁电薄膜作为电子功能陶瓷领域里最重要的一类铁电材料,具有优异的非挥发存储铁电性以及其它多种重要的传感特性：绝缘介电性、压电性、热释电性、电光性等。能够实现电能与电能、机械能与电能、热能与电能以及光能与电能之间的相互转换,为多种电子元器件的微型化与集成化创造了条件。在能源,国防,汽车,自动化等多个核心领域有着重要的应用前景。值得注意的是,目前电子器件中使用的铁电薄膜绝大多数为单一成分的多晶结构,按照晶粒取向平均以后,具有较小的剩余极化强度和较差的电学性能,异质结构的界面调控作用变得十分微弱,也无法进行薄膜的成分调控,这严重制约了AB03型铁电薄膜异质结构的性能探索和高效应用。因此,对于AB03型铁电薄膜的取向生长,以及通过取向和异质结构设计进行性能调控的研究具有重要的理论意义和应用价值。在实验研究方面,本文基于BTO铁电薄膜材料,运用多靶射频磁控溅射的制备技术取向生长BTO基薄膜异质结构,研究薄膜的取向生长规律,以及“顶电极-铁电薄膜-底电极-基底”异质结构界面和取向对铁电薄膜微观结构和性能的调控作用。在理论方面,主要基于PZT铁电薄膜,研究其压电特性。本文主要的研究内容如下：（1）调节磁控溅射镀膜工艺参数,以LSCO为底电极,在STO、MgO等单晶基片上沉积BTO铁电薄膜。研究射频功率、溅射气压、镀膜气氛及降温速率等对BTO薄膜晶体取向、微观形貌以及电畴结构的影响。优化实验工艺条件后,进一步研究薄膜厚度对其性能的影响作用,为后续研究工作奠定实验基础。（2）分别采用贵金属Pt和导电氧化物LSCO作为底电极,在（100）-MgO单晶基底上以相同的工艺条件沉积BTO薄膜。结果表明,底电极为Pt时,BTO薄膜为多晶结构；底电极为LSCO时,BTO薄膜为（001）外延单晶结构。但在（001）取向上介电性能较差,致包含其它取向的前者具有较优的介电性能。另外,BTO薄膜的结晶结构可通过Pt电极层的织构取向来调控,而Pt的织构取向强烈依赖其生长温度,低温（200℃）为（111）高度择优,随着生长温度的升高,逐渐由（111）向（200）转变,温度越高,（200）织构取向越明显。（3）选用钙钛矿结构的导电氧化物LSCO、LNO和SRO作为底电极,分别得到BTO/OBE/STO异质结构。所有BTO薄膜均是外延取向结构,并具有良好的铁电性及高击穿场强。比较分析发现,界面压应力越大,BTO薄膜的介电常数和介电调谐率就越高；底电极功函数越大,薄膜的漏电流越大,越容易击穿。同时运用金属-半导体接触理论,研究了这些BTO/OBE异质界面空间电荷状态和传输行为,理论计算出这些薄膜异质结构的界面势垒高度（0.79-0.88eV）、空间电荷密度（5.14×1019-1.51×1020cm-3）、自由载流子浓度（3.7×1018-1.1×1019cm-3）、耗散层厚度以及界面层厚度（δ（Ⅴ））等特征物理量,并分析它们对BTO薄膜电学性能的调控作用。研究表明这些异质结构的界面电荷传输机制从低压段到高压段分别为肖特基、离子和Pool-Frenkel发射传导机制。（4）选用不同取向的单晶基底材料,以SRO作为底电极,制备形成不同的BTO/SRO/Sub（hkl）异质结构。根据晶格匹配程度,探讨薄膜的取向生长机理及其对电学性能的影响。结果表明,BTO薄膜的晶体结构受基底晶格常数和取向的影响。此外,BTO薄膜表现出强烈的电学性能各向异性,比较发现,（111）取向的BTO薄膜具有最佳的介电性能,（001）取向的BTO薄膜具有最佳的铁电性能。另外,将BTO/LSCO/Sub异质结构制成悬臂梁测量其压电位移,发现通过使用不同的基底材料可以对BTO薄膜的压电力常数e31,f进行有效的调控。（5）用射频磁控溅射在（100）-STO基底上沉积（001）高度择优取向的BTO-STO超晶格纳米复合薄膜。由于超晶格界面应变的作用,其低频介电常数可达等厚度BTO薄膜的3.6-4.5倍,且随对称超晶格组分厚度的减小而增大。（6）运用连续介质力学,计算了“PZT外延铁电薄膜-弹性基底”弹性耦合体的压电系数随异质结构厚度系数的变化关系,发现薄膜的压电系数与测试方法、基底弹性性能、薄膜晶体结构和电机械性能、异质结构的取向等因素密切相关。本论文工作得到国家自然科学基金、教育部留学归国人员科研启动基金、山东省优秀中青年科学家科研奖励基金、清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室开放基金等科研项目的资助。
吴勇民,吴晓萌,朱蕾,徐碇皓,田文生,汤卫平[2]（2016）在《全固态薄膜锂电池研究进展》文中进行了进一步梳理同锂离子电池相比,全固态锂电池不仅安全性好,而且在提高比能量、比功率密度以及循环性能方面也有更大的空间,从而得到广泛关注。在现有全固态锂电池中全固态薄膜锂电池（TFB）的制备工艺成熟,电池性能优异,已率先实现了商品化生产。同传统的锂离子电池不同,TFB的主要制备方法是物理成膜形成致密正极、电解质和负极薄膜,各层薄膜采用原位叠加方式形成。本文总结了近十年来TFB的研究工作,力图囊括全固态薄膜电池的完整制备过程以及各制备环节的技术进展和存在的科学技术问题。本文首先分述了固态电解质薄膜、正极薄膜、负极薄膜等三个主要构成部分的研究进展和关键问题,在此基础上,归纳了电极/电解质界面的设计、制备以及TFB制备过程及其关键问题和技术的研究进展,最后还介绍了基底、集流体、封装三个辅助部分的制备过程以及最近报道的新型特殊结构TFB。
申德振,梅增霞,梁会力,杜小龙,叶建东,顾书林,吴玉喜,徐春祥,朱刚毅,戴俊,陈明明,季旭,汤子康,单崇新,张宝林,杜国同,张振中[3]（2014）在《氧化锌基材料、异质结构及光电器件》文中指出Ⅱ-Ⅵ族直接带隙化合物半导体氧化锌（ZnO）的禁带宽度为3.37 eV,室温下激子束缚能高达60 meV,远高于室温热离化能（26 meV）,是制造高效率短波长探测、发光和激光器件的理想材料。历经10年的发展,ZnO基半导体的研究在薄膜生长、杂质调控和器件应用等方面的研究获得了巨大的进展。本文主要介绍了以国家"973"项目（2011CB302000）研究团队为主体,在上述方面所取得的研究进展,同时概述国际相关研究,主要包括衬底级ZnO单晶的生长,ZnO薄膜的同质、异质外延,表面/界面工程,异质结电子输运性质、合金能带工程,p型掺杂薄膜的杂质调控,以及基于上述结果的探测、发光和激光器件等的研究进展。迄今为止,该团队已经实现了薄膜同质外延的二维生长、硅衬底上高质量异质外延、基于MgZnO合金薄膜的日盲紫外探测器、可重复的p型掺杂、可连续工作数十小时的同质结紫外发光管以及模式可控的异质结微纳紫外激光器件等重大成果。本文针对这些研究内容中存在的问题和困难加以剖析并探索新的研究途径,期望能对ZnO材料在未来的实际应用起到一定的促进作用。
潘丹峰[4]（2016）在《铁电基复合薄膜的光伏效应及其调控研究》文中研究说明铁电材料因其具有可反转的自发极化特征已经被广泛应用于传感器、驱动器和非易失性存储器等领域,是国际上凝聚态物理研究和新型功能材料研发的热点之一。近年来的研究表明,铁电材料在太阳能光电转化方面具有巨大的应用前景,这主要归结于其不受禁带宽度限制的反常开路电压和铁电极化相关的光生载流子分离机制。相对于块体和陶瓷来说,铁电薄膜对入射光的响应时间更快、光电转化效率更高、且易与现有的半导体工艺进行集成,已经逐渐成为铁电材料应用于太阳能转化和新型功能器件开发的研究重点。然而目前关于铁电薄膜光伏效应的物理机制仍然不是十分清楚,一个定性的解释为：在典型的电极/铁电/电极结构的异质结中,入射光照下铁电薄膜内部产生大量的光生载流子,而铁电极化诱导的退极化电场和电极界面的内建电场共同起着分离光生载流子的作用。由于大多数铁电材料具有宽带隙、低电导率的本质特征,虽然其开路电压比较高但铁电光伏效应的短路电流却非常之低,并且铁电薄膜与两端电极形成的背靠背内建电场不可避免地阻碍了光生载流子的有效分离,因而光电转化效率一直得不到提升。此外,铁电材料特有的多重物理特性使之能够与其他序参量进行耦合,研究铁电光伏效应的多场调控也为开发新型的多功能器件提供了应用可能。本论文针对目前铁电薄膜光伏效应的研究在物理机制、效率提升和多场调控等方面的问题,提出了一系列切实可行的增强或调控途径：系统研究循环电极化、界面极化耦合和磁电耦合作用对铁电基复合薄膜光伏效应的调控机制。全文的主要内容和结果如下：系统研究了循环电极化处理对Pt/PZT/Pt结构的铁电薄膜光伏效应的调控。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、原子力显微镜、铁电测试仪对溶胶凝胶法制备的PZT铁电薄膜进行微结构和铁电性能的表征,进一步通过自主搭建的光伏系统对薄膜进行光伏J-V曲线的测量。通过正负极化电压和“去极化”处理的实验证实极化效应对我们制备的PZT薄膜光伏输出并没有显着的影响,而界面效应在光生载流子的传输过程中起着主导作用。在此基础之上继续研究了周期性循环电极化处理对PZT薄膜光伏效应的调控,在1.03×108次循环电极化之后光伏参数降低至初始状态的一半左右。最后经过系统的循环电极化下铁电剩余极化、电容分布和能带结构的分析,我们将循环电极化对PZT薄膜光伏效应的调控作用归结为薄膜内部缺陷电荷向电极界面长程迁移的机制。通过引入具有自发极化的ZnO半导体,系统研究PZT-ZnO界面极化耦合作用对复合薄膜光伏效应的增强和调控。首先对PZT-ZnO复合薄膜进行微结构和铁电性能的表征,随后的铁电极化和光伏参数对外加偏压的不对称回线实验证实了界面极化耦合作用的存在；在此基础之上分别研究了界面极化耦合强度、铁电极化开关、ZnO层的厚度以及异质结的结构对PZT-ZnO复合薄膜光伏效应的调控规律。研究表明,ZnO层的引入使得复合薄膜的光电转化效率提升了近两个数量级,并且光伏参数对外加极化电压的调制率相对于PZT薄膜来说也提高了2-3倍。详细的能带结构构建和分析揭示了界面极化耦合作用对复合薄膜光伏效应的增强和调控机制：复合薄膜中的自由电荷随着极化状态的翻转在PZT-ZnO界面层的累积或耗尽作用改变了界面势垒的高度和宽度,从而调整了整个薄膜的内建电场分布情况使得光生载流子的分离变得更加高效。首次在0-3型CFO-PZT多铁性复合薄膜中实现了外加磁场对光伏效应的调控,并且获得了在6 kOe外加直流磁场下对Jsc和Vo。高达13.7%和12.8%的调制率。首先对复合薄膜进行微结构和磁电特性的表征,进一步在自主搭建的光伏装置上测量了CFO-PZT磁电复合薄膜的光伏性能,通过排除热效应的影响证实外加磁场对磁电复合薄膜光伏输出的抑制作用。在此基础之上分别研究了磁场强度、入射光照强度对光伏效应的磁场调制率的调控效果,最后通过不同外加磁场下剩余极化的精确测试和能带结构的分析,证实磁场对磁电复合薄膜光伏效应的调控起源于界面应力传递的磁电耦合作用：CFO纳米颗粒在磁场条件下的磁致伸缩将应力传递至PZT母体中,抑制了复合薄膜的铁电极化强度和退极化电场的大小,并且使得PZT/CFO界面的能带结构发生了重组,从而影响了光生载流子的有效分离和收集。
陈超[5]（2013）在《新型阻变存储器材料及其电阻转变机理研究》文中研究说明阻变存储器是下一代存储器的有力竞争者之一，是一种同时具备高速和高密度存储潜力的非易失性存储器。寻找适合于阻变存储器的介质材料，完善电阻转变的物理机制，并制备性能优异的阻变存储器一直是半导体工业界和科学界关注的热点之一。本文采用磁控溅射技术沉积了AlN、Ta2O5和ZnO薄膜，并制备了阳离子迁移型和阴离子迁移型两类阻变存储器器件，系统研究了存储介质厚度、器件尺寸、上电极材料、限流值、工作温度等因素对阻变存储器性能的影响，并结合对存储介质薄膜及其与电极界面的显微结构和化学状态的分析，重点澄清各项工艺参数对不同类型阻变存储器的电阻转变行为的影响，以期获得高性能的阻变存储器器件。研究结果表明，AlN薄膜是一种性能优良的阻变存储器介质材料，基于Ag或Cu离子迁移的（Ag，Cu）/AlN/Pt双极性阻变器件的电阻转变陡峭，高低阻态之间的窗口值超过103，数据保持时间超过106s。器件高低阻态的温度特性证明了其电阻转变基于Ag/Cu金属导电细丝的形成和断开。通过在AlN薄膜中引入弥散分布的Cu原子获得了Pt/AlN:Cu/Pt单极性阻变存储器，该器件响应速度高，能够在100ns的短脉冲激励下完成擦写操作。而通过串联反接两个双极性AlN阻变器件还成功构造了相应的互补型阻变存储器，从而获得了基于AlN薄膜的双极性、单极性和互补型阻变存储器，将阻变存储器的选材范围扩展到了氮化物体系。基于Ta2O5薄膜的阻变存储器中氧离子的迁移对于电阻转变有重要作用，实验利用X射线光电子能谱表征了W/Ta2O5/Pt器件分别处于高阻态和低阻态时W/Ta2O5界面与Ta2O5/Pt界面处Ta的化学价态的变化，表明了在正负电场作用下氧离子的迁移运动是器件发生电阻转变的微观机理。通过电极优化工程，研究了不同化学活性的上电极材料对Ta2O5基阻变存储器性能的影响，结果表明与Ta化学活性相近的Al，Ti，W等金属做上电极时，器件的阈值电压和高低电阻态的分布表现出较小的分散性，是Ta2O5基阻变存储器上电极的最佳选择。在优化电极后的Ta2O5基阻变存储器中成功观察到了量子导电现象，证明了量子导电行为不依赖于导电细丝的种类，是原子级别导电细丝的一种本征现象。实验还获得了具有自整流效应的Al/ZnO/Si阻变存储器，验证了电场作用下氧离子的迁移运动导致Al/ZnO界面处AlOx的变化是器件发生电阻转变的物理机制。该器件0.5V时的存储窗口值达到103，低阻态时在±0.5V的整流比超过102。
王高翔[6]（2020）在《钙钛矿太阳能电池光吸收层的大气环境制备与界面性能调控研究》文中指出钙钛矿太阳能电池因其优良的光电性能和低廉的制备成本而受到产业界和学术界的广泛关注。在钙钛矿太阳能电池中,位于电子和空穴传输层之间的钙钛矿光吸收层是器件的核心结构。钙钛矿光吸收层的性质,如薄膜形貌、晶体结构、吸收特性、缺陷密度等直接决定器件的光电转换性能。经过十多年的发展,结合反溶剂处理和添加剂工程的溶剂工程法成为现有钙钛矿薄膜制备的主流方法,基于该方法制备的器件效率已经突破24%。然而,这种方法通常需在惰性气氛条件下操作,以减小环境中水氧对钙钛矿成膜过程得影响,增加了薄膜的制备成本,在一定程度上限制了其大规模工业化生产推广。与惰性气氛条件制备方法相比,在一般大气条件下制备高质量钙钛矿薄膜的方法仍处于发展阶段。除钙钛矿光吸收层的本征性能外,钙钛矿薄膜与电子、空穴传输材料界面处的电荷传输损失也是制约器件性能的另一关键因素。针对钙钛矿太阳能电池的制备和性能提升,本论文以钙钛矿光吸收层为研究核心,围绕钙钛矿薄膜的大气条件制备和薄膜的界面调控开展研究,主要工作如下:（1）MAPbI3型钙钛矿薄膜大气条件制备方法研究。本文将传统溶剂工程法中反溶剂的动态冲洗方式优化为静态冲洗方式（静态法）,有效改善了大气条件下MAPbI3型钙钛矿薄膜的结晶过程。XRD分析显示,采用静态法获得的钙钛矿中间相薄膜展现出更明显的择优生长特性,在热处理时可更迅速、充分地转化为钙钛矿薄膜。Urbach能量（Eu）计算结果和光致发光光谱分析表明,静态法制备薄膜的缺陷密度降低,薄膜内非辐射复合过程得到有效抑制。与传统动态法相比,静态法制备的MAPbI3钙钛矿太阳能电池的短路电流密度（Jsc）和填充因子（FF）均显着提升,光电转化效率（PCE）由传统方法制备器件的14.3%提升至 16.1%。（2）FAPbI3型钙钛矿薄膜大气条件制备方法研究。本文通过引入N-甲基吡咯烷酮（NMP）作为新型Lewis碱添加剂,在薄膜制备过程中形成FAI·PbI2·NMP中间相,从而有效调控了大气条件下FAPbI3薄膜的结晶过程。对不同Lewis碱形成中间相的研究表明,基于FAI·PbI2·NMP中间相的结晶路线可明显改善FAPbI3在大气条件下的结晶形貌,避免非钙钛矿异构相的生成,从而解决了传统Lewis碱与钙钛矿前驱物相互作用较弱、结晶调控不足的问题。相比传统Lewis碱添加剂,采用NMP型Lewis碱工艺制备的FAPbI3薄膜的缺陷密度降低,迁移率和载流子寿命增加,以其为核心的太阳能电池的光电转换效率得以提升,达到17.3%。在大气环境放置30天后,仍能保留13.6%的效率,展现出较好的稳定性。（3）钙钛矿薄膜/电荷传输材料界面的钝化方法研究。本论文发展一种基于[6,6]-苯基C61丁酸甲酯（PCBM）钝化物质“溶解-再结晶”的方法以调控钙钛矿薄膜/电荷传输材料界面性质。采用该方法钝化SnO2/钙钛矿界面时,对钙钛矿前驱体溶液的润湿性及钙钛矿成膜质量几乎无影响,克服传统PCBM钝化方法的局限。薄膜及器件水平的SnO2/钙钛矿界面性质研究表明,采用基于“溶解-再结晶”过程的原位钝化处理工艺可在钙钛矿薄膜下界面附近建立PCBM梯度分布,显着改善界面能级结构。界面处PCBM能与缺陷位点原位反应,降低器件的深能级陷阱态密度,抑制器件内的非辐射复合过程。经过本文开发的原位钝化处理后,钙钛矿光伏器件的光电转换效率和稳定性均得以提高,所制备的最优钝化器件PCE达到20.1%,经过35天的大气存储后仍保留91%的初始效率。
柏嘉玮[7]（2020）在《钙钛矿氧化物薄膜的分子束外延生长工艺及其磁学与电学特性研究》文中研究指明随着固态电子器件的发展朝着小型化、高速度、低功耗和多功能的方向不断推进,对器件制备过程中材料单元结构和界面形态的精确控制也提出了越来越高的要求。在深入理解器件中低维结构和复杂界面的形成机制及其与物理特性构效关系的基础上,发展精确可控的薄膜制备工艺和界面控制方法,对集成电路运行速度的提升,电子器件使用寿命的延长和存储器容量的提高等关键技术问题的突破和解决,具有重要的学术意义和应用价值。在众多功能性材料中,钙钛矿氧化物体系具有超导、多铁性、二维电子气（2DEG）等与结构和界面相关的丰富而奇特的物理现象,一直以来都是研究者们关注的焦点。随着薄膜制备技术及其辅助手段的不断成熟与发展,研究者们开发出了多薄膜结构制备和表/界面形态控制的实验方法和工艺技术,但是,在高质量钙钛矿氧化物薄膜的外延机制,半导体/氧化物界面调控及其与相关物理特性关系的研究中,仍存在许多函待解决的科学和技术问题。分子束外延技术（MBE）在薄膜材料生长方面有着独特的技术优势,在多种原位实时分析监测手段（如:反射高能电子衍射,扫描隧道显微镜等等）的帮助下,可以实现原子层级别的材料外延生长。在某些化合物薄膜的制备中,采用各组分逐层交替生长的策略,可以更加灵活、精确地实现组分、掺杂、结构、表面和界面的控制。本论文采用MBE逐层交替生长的方法,在SrTiO3（001）衬底上分别制备了SrTiO3（001）和SrMnO3（001）同质和异质外延薄膜,结合原位RHEED监控和后期表面/结构的分析,开发了相关的外延制备工艺,研究了SrTiO3（STO）和SrMnO3（SMO）薄膜逐层交替生长的微观机制。同时,对薄膜的晶格结构、表面/界面、应力状态、磁学与介电特性开展了研究,主要研究内容与结果如下:一、基于原位RHEED辅助的MBE逐层交替生长方法,通过对分子束束流通量以及交替沉积时间的细致调整与优化,成功实现了表面原子级平整的STO单晶薄膜的同质外延制备,发现了薄膜生长过程中RHEED衍射强度振荡特性与Sr、Ti分子束束流大小、交替沉积时间以及薄膜化学计量波动的依赖关系。获得了单层原子剂量对薄膜最终化学计量组分的影响规律。二、在同质外延的基础上,实现了SMO/STO异质外延的制备。分析讨论了不同的氧源类型、衬底温度、Sr/Mn束流比、沉积时间和单层原子剂量等生长条件对SMO/STO外延层制备的影响。SMO异质薄膜与衬底的外延关系为:（001）SMO||（001）STO与[100]SMO||[100]STO或是其等价方向。SMO外延层中存在着应力诱导缺陷态（如:氧空位、变价Mn离子等）所引起的晶格膨胀。三、在磁学特性的研究表明,所制备的SMO外延薄膜呈现出铁磁性,分析其主要来源于Mn3+-Mn4+双交换耦合,外延层所受到的应力应变和样品中的氧空位。对比氧气气氛中退火样品的实验结果,发现氧气氛退火可以显着降低样品中氧空位的含量,使得薄膜材料中更多的+3价Mn离子转变为+4价Mn离子,宏观铁磁性随之减弱。四、在介电特性的研究中,我们发现了SMO薄膜在不同的温度和频率范围内展现出四种介电弛豫行为。其中,两种与氧空位相关的介电弛豫分别归因于氧空位的短程跳跃运动和由局域Jahn-Teller（JT）极化子跳跃诱导的电偶极型弛豫。由于电子-声子耦合和Mn3+离子JT畸变的形成,导致Mn4+离子向Mn3+转变。另外两种与氧空位无关的介电弛豫现象,其形成机制为低温下自旋玻璃相关的极化涨落减缓和高温下SMO与衬底界面的Maxwell-Wagner（MW）界面极化作用。
南策文[8]（2015）在《多铁性材料研究进展及发展方向》文中指出多铁性材料同时具有铁电、（反）铁磁、铁弹等两种或两种以上铁性有序,并且由于多种序参量之间的相互耦合作用而产生新的效应.这类功能材料在新型磁电器件、自旋电子器件、高性能信息存储与处理等领域展现出巨大的应用前景.同时,多铁性耦合的物理内涵涉及到电荷、自旋、轨道、晶格等凝聚态物理多个范畴,已成为国际上一个新的前沿研究领域.本文回顾了多铁性材料的研究历史,分别就单相多铁性和复合多铁性材料的主要研究趋势做了系统性总结,尤其就目前有待解决的关键科学问题、未来发展方向等进行了讨论和展望.
徐华[9]（2014）在《氧化物薄膜晶体管研究 ——金属/半导体界面和柔性薄膜晶体管》文中研究指明近年来，氧化物薄膜晶体管（TFTs）由其在有源矩阵发光二极管（AMOLED）显示中的潜在应用而受到了广泛的关注。传统的非晶硅TFTs由于迁移率较低、阈值电压漂移较严重，无法满足电流型驱动方式的OLED显示屏；而多晶硅TFTs虽然具有较高的迁移率和较好的稳定性，但是，其晶界的存在使得均匀性较差，从而影响了其在AMOLED显示中的应用，特别是在大尺寸显示屏中的应用。而氧化物TFTs，不但具有较高的迁移率，而且可见光透明、均匀性好、稳定性好，特别是可以低温制备，有望实现低成本的柔性显示。因此，开展氧化物薄膜晶体管的研究就有重大的现实意义。本论文首先对氧化物薄膜晶体管中有源层的制备条件进行探索，获得了各工艺参数对器件性能的影响。根据氧化物半导体的特点，重点研究了薄膜制备中的氧含量和溅射气压的影响；结合钝化层的沉积和后退火处理，研究了后退火温度和退火气氛对器件性能的影响。此外，针对源漏电极的沉积条件对器件性能的影响，详细研究了金属钼（Mo）电极和氧化铟锌（IZO）有源层的界面特性。发现随着溅射功率的增加，器件的阈值电压负向移动，迁移率降低。借助X射线光电子能谱，分析了Mo/IZO界面的扩散现象以及高功率对IZO薄膜的影响。为制备高性能的氧化物薄膜晶体管提供了指导方向。其次，背沟道刻蚀型薄膜晶体管由于具有相对简单的工艺，制备成本相对较低，在实际应用中具有巨大的吸引力。但是氧化物半导体和传统的硅基材料不同，其很容易被大部分刻蚀液刻蚀，较难实现该结构的氧化物薄膜晶体管。针对氧化物半导体耐酸碱等刻蚀液的能力较差，基于前面章节的研究结果，本论文通过采用多层钼-铝-钼（Mo/Al/Mo）的源漏电极结构，以双氧水（H2O2）和低浓度的氢氧化钾（KOH，0.5wt%）分别作为Mo和Al的刻蚀液，制备了高性能的IZO-TFT。其饱和迁移率为11.3cm2V-1s-1，较小的亚阈值摆幅（0.24V/decade），电流开关比大于108，在+10V和-10V的栅偏压下器件的阈值电压漂移量仅为0.4V和-0.2V。该Mo/Al/Mo电极结构不仅和有源层的接触良好，而且具备低电阻率和耐高温特性。H2O2对Mo和IZO具有较高的刻蚀选择比，而且对IZO的损伤较小；0.5wt%的KOH能较好地刻蚀Al而几乎不刻蚀Mo。本文还对H2O2刻蚀Mo薄膜的机理进行了分析，实现了以湿法背沟道刻蚀方案制备高性能氧化物薄膜晶体管。另外，本论文针对目前低温制备高质量的绝缘薄膜存在的问题，提出了低温阳极氧化法制备氧化铝（Al2O3）薄膜在柔性衬底上应用的可能，研究了其制备的关键工艺。对柔性聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）衬底上制备的Al2O3薄膜特性进行了详细的表征，其具有较好的台阶覆盖性和较低的表面粗糙度，特别是在较厚的栅极上制备绝缘层时有明显的优势；该Al2O3薄膜还表现出了优异的电特性和机械性能。总之，以阳极氧化法制备的Al2O3薄膜表现出和原子层沉积（ALD）方式制备的Al2O3薄膜相媲美的性能。另外，以阳极氧化法制备的栅绝缘薄膜被成功地应用到柔性薄膜晶体管的制备当中，所制备的薄膜晶体管表现出了良好的性能。本文还尝试了在柔性透明的PEN衬底上以阳极氧化的方式制备氧化铝（Al2O3）栅绝缘层薄膜阵列，基于前面对氧化物薄膜晶体管等方面的研究，成功制备了5inch的AMOLED彩色柔性显示屏。该显示屏不仅能正常显示静态图片，而且可以播放动态视频，在一定的曲率半径下，不会影响到显示效果；展现出了阳极氧化法制备的绝缘薄膜在低温和柔性电子领域的巨大应用潜力。最后，透明电极作为现代功能薄膜的重要组成部分，其图案化工艺更是决定了其应用的领域。众所周知，传统的氧化铟锡（ITO）薄膜随厚度增加而呈结晶特性，而结晶的ITO薄膜只能被强酸刻蚀，严重限制了其应用领域。为制备低阻值、低粗糙度、易刻蚀的透明电极，我们首先对ITO薄膜制备中各工艺参数的影响展开研究，获得了制备高性能透明导电ITO薄膜的关键参数。本论文首次采用多层的复合结构，以非晶透明的IZO薄膜作为插入层，有效地抑制了氧化ITO薄膜随着厚度增加呈结晶生长的特性。制备的多层复合薄膜不仅具有较低的电阻率（2×10-4Ωcm）、高可见光透过率（85%）、低表面粗糙度（0.52nm），而且可以被草酸等弱酸刻蚀。该方法解决了低阻透明导电薄膜不易刻蚀的难题，拓宽其应用领域。
王艺霖[10]（2020）在《铅（钡）基钙钛矿铁电及多铁性薄膜的制备与结构》文中研究指明铁电薄膜由于具有优良的介电性、压电性、铁电性,在存储器、传感器、微机械系统等电子器件中有广阔的应用前景。钛酸铅和钛酸钡都是典型的钙钛矿型铁电材料,而且通过磁性元素的替代,或者同其他磁性材料进行复合,可以得到性能良好的多铁性薄膜,从而更加拓宽了其发展方向。本文以钛酸铅和钛酸钡为基体,通过元素替代、应力调控等手段,得到了性能优异的铁电和多铁性薄膜,研究了化学替代和应力调控对钛酸铅基和钛酸钡基铁电及多铁性薄膜的晶体结构、电子结构、铁电性、铁磁性以及磁电耦合等之间的关联。通过化学替代的方法制备了钛酸铅基的多铁性薄膜。采用溶胶凝胶法制备了 10%固溶度的（1-x）PbTiO3-xSmFeO3体系,得到了铁电性优异、并具有明显磁性的多铁性薄膜。通过同步辐射XAS和XPS可以观察到Fe大部分以Fe3+形式存在,而且氧空位含量低,使得薄膜的漏电流小,表现出优异的铁电性。并且通过氧化物底电极LaNiO3来改善了薄膜的疲劳失效。通过结合变温的压电力显微镜和变温的电滞回线、变温XRD等,研究了0.9PbTiO3-0.1NdFeO3薄膜中的缺陷偶极子在不同温度下的变化。通过变温电滞回线证明了在150℃时,缺陷偶极子的热运动速率可以和自发极化的翻转速率相匹配,导致薄膜漏电流升高。变温XRD和Raman证明了在该温度区间缺陷偶极子对薄膜取向与晶格振动并没有产生影响,说明缺陷偶极子的重取向并不具有长程有序性。通过PFM观察到了0.9PbTiO3-0.1NdFe03薄膜中的缺陷偶极子在150℃会产生从面内到面外的重取向,进而使自发极化发生取向变化。该结果为实现无外电场下的自发极化翻转提供了新思路。通过相界面应力的引入,制备了大极化值的BaTiO3复合外延薄膜,剩余极化值（100 μC/cm2）大为增加,居里温度也从块体的130℃提升到了大于1000℃。并通过扫描透射电镜观察到了匹配的BaTiO3和BaO单胞,证明了“相界面”的存在。并且观察到了在界面处BaTiO3中Ti离子位移增大的现象,为自发极化的增强提供了有力解释。并通过X射线吸收谱佐证了 Ti离子位移增强、Ti-O杂化的保持对自发极化的贡献。借助相界面应力,制备了 BaTiO3:CoFe2O4复合多铁性薄膜。通过X射线衍射和RSM观察到了相界面应力作用下完全匹配的面外单胞参数,而面内方向的相界面应力较小,应力弛豫比较明显。匹配的面外单胞参数改善了以前单胞参数不完全匹配导致的较弱的磁电耦合性能,通过MFM观察到了明显的逆磁电耦合效应。同时,相界面应力的引入导致了 CoFe2O4中Co和Fe占位的改变,从而改变了磁结构,将相界面应力的应用扩展到磁性、多铁性材料中。
二、界面薄膜的制备技术（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、界面薄膜的制备技术（论文提纲范文）
（1）钙钛矿型铁电薄膜异质结构的取向生长及性能研究（论文提纲范文）
| 符号简写说明 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 铁电薄膜简介 |
| 1.3 铁电薄膜的研究现状和发展趋势 |
| 1.4 铁电薄膜制备技术的发展及应用水平 |
| 1.4.1 磁控溅射技术及其在铁电薄膜制备中的应用 |
| 1.4.2 其它镀膜技术在铁电薄膜制备中的应用 |
| 1.5 铁电薄膜理论的研究进展和存在的问题 |
| 1.6 钙钛矿型铁电薄膜及其取向生长研究概况 |
| 1.6.1 钙钛矿型铁电薄膜的结构特点 |
| 1.6.2 钙钛矿型铁电薄膜的取向研究 |
| 1.7 本课题研究的意义及主要内容 |
| 1.7.1 本课题研究的目的及意义 |
| 1.7.2 本课题研究的主要内容 |
| 第2章 薄膜的制备与表征 |
| 2.1 薄膜样品的制备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 研究方法 |
| 2.2 微观结构表征 |
| 2.2.1 晶体结构分析 |
| 2.2.2 微观形貌分析 |
| 2.2.3 电畴结构分析 |
| 2.3 电学性能测试 |
| 2.3.1 铁电性能 |
| 2.3.2 介电性能 |
| 2.3.3 压电性能 |
| 第3章 BaTiO_3薄膜结晶结构与溅射工艺研究 |
| 3.1 溅射工艺对BTO薄膜晶体结构的影响 |
| 3.1.1 溅射功率的影响 |
| 3.1.2 溅射气压的影响 |
| 3.1.3 镀膜气氛的影响 |
| 3.2 优化工艺下薄膜厚度对其性能的影响 |
| 3.3 BTO外延薄膜多畴结构的设计与制备 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 界面控制的BaTiO_3铁电薄膜 |
| 4.1 不同底电极类型对BaTiO_3薄膜的影响 |
| 4.1.1 BTO/BE/MgO异质结构的微观结构特征 |
| 4.1.2 BTO/BE/MgO异质结构的电学性能 |
| 4.2 不同氧化物底电极的界面调控作用 |
| 4.2.1 BTO/OBE/STO异质结构的晶体结构 |
| 4.2.2 BTO/OBE/STO异质结构的介电性能 |
| 4.2.3 BTO/OBE/STO异质结构的铁电性能 |
| 4.2.4 BTO/OBE/STO异质结构的漏电传输特性 |
| 4.2.5 BTO/OBE/STO异质结构的界面空间电荷的理论分析 |
| 4.3 不同单晶基底材料对BaTiO_3薄膜的影响 |
| 4.3.1 BTO/LSCO/Sub异质结构的晶体结构 |
| 4.3.2 BTO/LSCO/Sub异质结构的介电绝缘性 |
| 4.3.3 BTO/LSCO/Sub异质结构的压电性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 取向控制的BaTiO_3铁电薄膜 |
| 5.1 单晶基底取向对BaTiO_3薄膜的影响 |
| 5.1.1 晶体结构 |
| 5.1.2 介电特性 |
| 5.1.3 铁电特性 |
| 5.1.4 LAO及MgO基底取向对BTO薄膜取向生长的影响 |
| 5.2 底电极织构取向对BaTi03薄膜的影响 |
| 5.2.1 晶体结构 |
| 5.2.2 介电特性 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 BaTiO_3-SrTiO_3超晶格纳米复合薄膜 |
| 6.1 BTO-STO非对称超晶格 |
| 6.1.1 实验设计 |
| 6.1.2 晶体结构 |
| 6.1.3 介电绝缘特性 |
| 6.2 BTO-STO对称超晶格 |
| 6.2.1 实验设计 |
| 6.2.2 微观结构 |
| 6.2.3 介电性能 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 PZT铁电薄膜异质结构压电性能的理论研究 |
| 7.1 压电理论模型的建立 |
| 7.2 Pb(Zr_(0.48)Ti_(0.52))O_3铁电薄膜压电常数的理论计算 |
| 7.3 Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3铁电薄膜压电常数的理论计算 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 8.3 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录Ⅰ 攻读博士期间发表的论文和取得的成果 |
| 附录Ⅱ 第七章中理论计算所用Matlab程序 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）氧化锌基材料、异质结构及光电器件（论文提纲范文）
| 1引言 |
| 2氧化锌基单晶薄膜的同质、异质外延与界面 |
| 2. 1氧化锌薄膜的同质外延 |
| 2. 2 Zn O薄膜的MOCVD异质外延生长 |
| 2.2.1蓝宝石衬底上氧化锌薄膜的异质外延 |
| 2.2.1.1缓冲层厚度对薄膜生长模式的影响 |
| 2. 2. 1. 2表面活化剂对二维层状外延的改善 |
| 2. 2. 1. 3高温异质外延 |
| 2. 2. 2 Si衬底上Zn O薄膜的异质外延 |
| 2.3 Zn O基异质结构的极化调制和界面工程 |
| 2.3.1异质结界面的二维电子气 |
| 2. 3. 2 Zn O基异质结构中的散射机制和量子输运特性 |
| 2. 3. 3 Zn O基异质结构中二维电子气的光致发光与时间劣化 |
| 3能带工程及探测器应用 |
| 3. 1蓝宝石基高Mg组分W-Mg Zn O单晶薄膜的表面/界面工程与日盲紫外探测器 |
| 3. 2硅基高Mg组分W-Mg Zn O单晶薄膜的高温界面工程与日盲紫外单色/双色探测性能 |
| 3. 3立方相Mg Zn O合金及其探测器 |
| 3. 4 Cd Zn O / Mg Zn O多量子阱的制备与光电性能研究 |
| 4 p型掺杂和同质结发光器件 |
| 4. 1 Zn O同质结LED的研究进展 |
| 4.2 Zn O中薄膜材料中的杂质调控 |
| 4.2.1衬底中Al对p型掺杂的影响 |
| 4.2.2等电子共掺杂 |
| 4.2.2.1 Be-N共掺杂 |
| 4. 2. 2. 2 Te-N共掺杂 |
| 4. 2. 3 Li-N双受主掺杂 |
| 5异质结发光和激光 |
| 5. 1 MIS结构LED |
| 5. 2采用其他p型材料的异质结LED |
| 5. 2. 1薄膜异质结LED |
| 5. 2. 2微纳米异质结LED |
| 5. 3电泵浦Zn O紫外激光 |
| 5. 3. 1电泵浦随机激光 |
| 5 . 3 . 2电泵浦F-P激光 |
| 5. 3. 3电泵浦回音壁模激光 |
| 6结束语 |
（4）铁电基复合薄膜的光伏效应及其调控研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 铁电材料概述 |
| 1.2 铁电材料的光伏效应 |
| 1.2.1 块体光伏效应 |
| 1.2.2 反常光伏效应 |
| 1.2.3 铁电薄膜的光伏效应 |
| 1.2.4 概念型铁电材料的光伏效应 |
| 1.2.5 铁电材料在其他光伏效应中的应用 |
| 1.3 铁电薄膜光伏效应的增强途径 |
| 1.3.1 调控带隙 |
| 1.3.2 修饰电极 |
| 1.3.3 复合结构 |
| 1.3.4 其他有效增强方法 |
| 1.4 铁电薄膜光伏效应的调控与应用 |
| 1.4.1 铁电太阳能电池 |
| 1.4.2 铁电光伏存储器 |
| 1.4.3 铁电光电探测器 |
| 1.4.4 其他新型多功能器件 |
| 1.5 本论文的主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 循环电极化对PZT铁电薄膜光伏效应的调控 |
| 2.1 研究背景与动机 |
| 2.2 PZT铁电薄膜的制备 |
| 2.3 PZT铁电薄膜的基本表征 |
| 2.4 PZT铁电薄膜的光伏效应与能带分析 |
| 2.5 循环电极化对PZT铁电薄膜光伏效应的影响 |
| 2.6 循环电极化调控PZT铁电薄膜光伏效应的机制 |
| 2.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 界面极化耦合对PZT/ZnO复合薄膜光伏效应的调控 |
| 3.1 研究背景与动机 |
| 3.2 PZT/ZnO复合薄膜的制备 |
| 3.3 PZT/ZnO复合薄膜的基本表征 |
| 3.4 PZT/ZnO复合薄膜的光伏效应与能带分析 |
| 3.5 界面极化耦合强度对复合薄膜光伏效应的影响 |
| 3.6 铁电极化开关对复合薄膜光伏效应的影响 |
| 3.7 ZnO厚度对复合薄膜光伏效应的影响 |
| 3.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 外加磁场对PZT/CFO磁电复合薄膜光伏效应的调控 |
| 4.1 研究背景与动机 |
| 4.2 PZT/CFO磁电复合薄膜的制备 |
| 4.3 PZT/CFO磁电复合薄膜的基本表征 |
| 4.4 PZT/CFO磁电复合薄膜的光伏效应与能带分析 |
| 4.5 外加磁场强度对复合薄膜光伏效应的影响 |
| 4.6 入射光照强度对磁场调控复合薄膜光伏效应的影响 |
| 4.7 磁场调控复合薄膜光伏效应的机制 |
| 4.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本论文的工作总结 |
| 5.2 本论文的主要创新点 |
| 5.3 本论文的不足之处与后期工作展望 |
| 博士期间已发表和待发表的论文 |
| 致谢 |
（5）新型阻变存储器材料及其电阻转变机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 非易失性存储器概述 |
| 1.1.1 非易失性存储器的概念和应用 |
| 1.1.2 闪存的发展现状及其瓶颈 |
| 1.1.3 新型非易失性存储器的研究进展 |
| 1.2 阻变存储器的发展及其物理机制 |
| 1.2.1 电阻转变现象与阻变存储器的基本概念 |
| 1.2.2 电阻转变效应的发展历程和材料体系 |
| 1.2.3 电阻转变机理 |
| 1.2.4 阻变存储器中的串扰电流及其解决途径 |
| 1.3 本论文的研究思路及内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 薄膜样品制备技术 |
| 2.1.1 磁控溅射技术 |
| 2.1.2 电子束蒸发镀膜技术 |
| 2.1.3 薄膜快速退火技术 |
| 2.2 阻变存储器器件的制备与测试 |
| 2.2.1 器件制备方法与微电子加工工艺 |
| 2.2.2 阻变存储器的电学性能测试方法 |
| 2.3 薄膜样品的结构和成分表征技术 |
| 2.3.1 X 射线衍射 |
| 2.3.2 扫描电子显微镜 |
| 2.3.3 透射电子显微镜 |
| 2.3.4 X 射线光电子能谱 |
| 2.3.5 俄歇电子能谱 |
| 2.3.6 X 射线近邻吸收谱 |
| 第3章 AlN 基阻变存储器及其性能调控 |
| 3.1 AlN 薄膜的制备和性能表征 |
| 3.1.1 AlN 薄膜的制备工艺 |
| 3.1.2 AlN 薄膜的结构表征 |
| 3.1.3 AlN 薄膜的化学价态表征 |
| 3.2 (Ag，Cu)/AlN/Pt 阻变存储器及其电阻转变机理 |
| 3.2.1 (Ag，Cu)/AlN/Pt 器件的制备 |
| 3.2.2 (Ag，Cu)/AlN/Pt 器件的电阻转变效应 |
| 3.2.3 Cu/AlN/Pt 器件的电阻转变机理 |
| 3.2.4 Cu/AlN/Pt 阻变存储器的疲劳特性和保持特性 |
| 3.3 Pt/AlN:Cu/Pt 单极性阻变存储器及其性能 |
| 3.3.1 Pt/AlN:Cu/Pt 阻变存储器的设计和制备 |
| 3.3.2 Pt/AlN:Cu/Pt 器件的单极性电阻转变特性 |
| 3.3.3 Pt/AlN:Cu/Pt 单极性器件的电阻转变机理 |
| 3.3.4 Pt/AlN:Cu/Pt 器件的小型化潜力 |
| 3.3.5 Pt/AlN:Cu/Pt 器件的存储性能 |
| 3.3.6 高速擦写的 Pt/AlN:Cu/Pt 单极性阻变存储器 |
| 3.4 基于 AlN 薄膜本征缺陷的电阻转变行为 |
| 3.4.1 样品设计与制备 |
| 3.4.2 TiN/AlN/Pt 器件的电阻转变特性 |
| 3.4.3 TiN/AlN/Pt 器件的多值存储潜力 |
| 3.4.4 TiN/AlN/Pt 器件的电阻转变机理 |
| 3.5 AlN 基互补型阻变存储器 |
| 3.5.1 基于 AlN 薄膜的互补型阻变存储器的设计 |
| 3.5.2 AlN 基互补型阻变存储器的制备 |
| 3.5.3 AlN 薄膜中基于金属导电细丝的互补型电阻转变行为与机理 |
| 3.5.4 基于 AlN 薄膜本征缺陷的互补型电阻转变行为 |
| 3.5.5 实现互补型电阻转变行为的基本要求 |
| 3.5.6 互补型电阻转变行为的重复性 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 Ta_2O_5基阻变存储器及其电阻转变机制 |
| 4.1 Ta_2O_5薄膜的电阻转变行为及其热稳定性 |
| 4.1.1 Ta_2O_5薄膜的制备及 W/Ta_2O_5/Pt 阻变器件的设计 |
| 4.1.2 W/Ta_2O_5/Pt 阻变存储器的电阻转变特性 |
| 4.1.3 W/Ta_2O_5/Pt 器件的电阻转变机理 |
| 4.1.4 W/Ta_2O_5/Pt 阻变存储器的温度耐受性 |
| 4.1.5 Ta_2O_5退火后的电阻转变特性：加工过程热的耐受性 |
| 4.2 金属电极活性对 Ta_2O_5基阻变存储器性能的影响及其机理 |
| 4.2.1 样品设计与制备 |
| 4.2.2 上电极对 Ta_2O_5薄膜电阻转变行为的影响 |
| 4.2.3 金属上电极与 Ta_2O_5的界面处氧元素的扩散 |
| 4.2.4 金属上电极与 Ta_2O_5薄膜的界面处氧缺失程度的分析 |
| 4.2.5 电极的化学活性对氧离子迁移型电阻转变的影响 |
| 4.3 Ta_2O_5基阻变存储器中的量子导电现象与机理 |
| 4.3.1 器件设计与制备 |
| 4.3.2 Ta_2O_5基阻变存储器的多级电阻转变 |
| 4.3.3 直流电压扫描下的量子导电现象 |
| 4.3.4 脉冲电压激励下的量子导电现象 |
| 4.3.5 量子导电态的统计分布 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于 ZnO 薄膜的具有自整流效应的阻变存储器 |
| 5.1 Al/ZnO/Si 器件的设计和制备 |
| 5.2 Al/ZnO/Si 器件的电阻转变行为 |
| 5.3 Al/ZnO/Si 器件的电阻转变机理 |
| 5.3.1 高低电阻态随器件尺寸的变化 |
| 5.3.2 高低电阻态的温度特性 |
| 5.3.3 Al/ZnO/Si 器件高低阻态的导电机制 |
| 5.4 Al/ZnO/Si 器件电阻转变的物理模型 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）钙钛矿太阳能电池光吸收层的大气环境制备与界面性能调控研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 卤化铅钙钛矿材料的结构及光电性质 |
| 1.2.1 形成三维钙钛矿的结构判据 |
| 1.2.2 钙钛矿晶体的相转变 |
| 1.2.3 钙钛矿的能带结构 |
| 1.2.4 钙钛矿材料的吸收和发光特性 |
| 1.2.5 钙钛矿材料的输运特性 |
| 1.3 钙钛矿电池的基本结构、工作原理与性能参数 |
| 1.3.1 钙钛矿太阳能电池的结构和工作原理 |
| 1.3.2 钙钛矿电池的特性参数 |
| 1.4 钙钛矿薄膜的制备 |
| 1.4.1 钙钛矿薄膜的形核与生长机制 |
| 1.4.2 一步旋涂溶液法生长钙钛矿薄膜 |
| 1.4.3 两步旋涂溶液法生长钙钛矿薄膜 |
| 1.4.4 溶液组成的影响 |
| 1.4.5 后处理工艺 |
| 1.5 钙钛矿层界面的调控与钝化 |
| 1.5.1 钙钛矿薄膜界面概述 |
| 1.5.2 钙钛矿电池界面处的能带结构 |
| 1.5.3 钙钛矿电池界面处的钝化策略 |
| 1.6 本论文的研究内容和意义 |
| 第2章 实验材料与仪器设备 |
| 2.1 实验材料与药品 |
| 2.2 主要仪器设备 |
| 2.2.1 使用的制备设备 |
| 2.2.2 薄膜\粉末性能表征 |
| 2.2.3 器件性能测试 |
| 第3章 MAPbI_3型钙钛矿薄膜大气条件制备方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 配制溶液 |
| 3.2.2 制备MAPbI_3光伏器件 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 反溶剂冲洗方式对MAPbI_3成膜的影响 |
| 3.3.2 不同反溶剂冲洗方式制备MAPbI_3薄膜的性质表征 |
| 3.3.3 不同反溶剂冲洗方式制备MAPbI_3光伏器件的性能表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 FAPbI_3型钙钛矿薄膜大气条件制备方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 溶液配制 |
| 4.2.2 性能表征样品及器件制备 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 采用不同Lewis碱制备中间相的特性 |
| 4.3.2 基于NMP型Lewis碱的制备工艺探索 |
| 4.3.3 采用不同Lewis碱制备FAPbI_3薄膜的性质表征 |
| 4.3.4 采用不同Lewis碱制备FAPbI_3光伏器件的性能表征 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 钙钛矿薄膜/电荷传输材料界面的钝化方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 溶液配制 |
| 5.2.2 制备FAMACs型钙钛矿光伏器件 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 原位钝化处理的作用机制 |
| 5.3.2 原位钝化处理对钙钛矿光吸收层的影响 |
| 5.3.3 原位钝化处理对钙钛矿下界面的调控作用 |
| 5.3.4 基于原位钝化处理后器件光伏性能表征 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 全文总结及今后工作展望 |
| 6.1 论文结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其它研究成果 |
（7）钙钛矿氧化物薄膜的分子束外延生长工艺及其磁学与电学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 .钙钛矿氧化物ABO_3 晶格结构 |
| 1.2 .钙钛矿氧化物ABO_3 物理特性与应用 |
| 1.2.1 .钙钛矿氧化物的电极化特性 |
| 1.2.2 .钙钛矿氧化物的相竞争 |
| 1.2.3 .二维电子气(2DEG) |
| 1.3 .钙钛矿氧化物ABO_3 薄膜异质结构 |
| 1.3.1 .钙钛矿氧化物薄膜与半导体的异质结构 |
| 1.3.2 .钙钛矿氧化物薄膜的制备方法 |
| 1.3.3 .钙钛矿氧化物薄膜的亚稳态异质结构 |
| 1.4 .本论文的研究意义与主要内容 |
| 1.4.1 .本论文的研究意义与目的 |
| 1.4.2 .本论文的主要研究内容 |
| 第二章 研究方法与技术 |
| 2.1 .分子束外延与原位表征技术 |
| 2.1.1 .MBE系统的结构与原理 |
| 2.1.2 .反射高能电子衍射 |
| 2.1.3 .基于RHEED的 MBE薄膜表面成核与生长理论 |
| 2.2 .薄膜表面形貌与结构表征手段 |
| 2.2.1 .原子力显微镜 |
| 2.2.2 .X 射线衍射 |
| 2.2.3 .高分辨透射电子显微镜 |
| 2.3 .薄膜材料磁学与介电测试手段 |
| 2.3.1 .综合物性测试系统 |
| 2.3.2 .振动样品磁强计选件 |
| 2.3.3 .基于PPMS的介电测试平台 |
| 第三章 钙钛矿SrTiO_3(001)薄膜的同质外延生长 |
| 3.1 .引言 |
| 3.2 .SrTiO_3(001)衬底处理 |
| 3.3 .钙钛矿SrTiO_3(001)薄膜的同质外延生长 |
| 3.3.1 .MBE薄膜制备实验步骤 |
| 3.3.2 .MBE束流测量与校准 |
| 3.3.3 .STO薄膜化学计量的优化方法 |
| 3.3.4 .STO薄膜化学计量的优化实验 |
| 3.3.5 .衬底温度对STO同质外延层制备的影响 |
| 3.4 .本章小结 |
| 第四章 钙钛矿SrMnO_3(001)薄膜的异质外延生长 |
| 4.1 .引言 |
| 4.2 .钙钛矿SrMnO_3(001)薄膜的异质外延工艺研究及结构表征 |
| 4.2.1 .氧源类型对SMO异质外延生长的影响 |
| 4.2.2 .生长温度对SMO异质外延生长的影响 |
| 4.2.3 .化学计量比与单层原子剂量的优化 |
| 4.2.4 .SMO异质外延层的结构与应力应变分析 |
| 4.3 .本章小结 |
| 第五章 钙钛矿SrMnO_3 薄膜的磁学与电学特性 |
| 5.1 .引言 |
| 5.2 .钙钛矿结构SrMnO_3(001)外延薄膜的铁磁特性 |
| 5.3 .钙钛矿结构SrMnO_3(001)薄膜的多重介电响应特性 |
| 5.4 .本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 .总结 |
| 6.2 .展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）氧化物薄膜晶体管研究 ——金属/半导体界面和柔性薄膜晶体管（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 薄膜晶体管概述 |
| 1.2.1 薄膜晶体管的发展及应用 |
| 1.2.2 氧化物薄膜晶体管研究现状 |
| 1.3 氧化物薄膜晶体管结构及工作原理 |
| 1.3.1 氧化物薄膜晶体管的结构 |
| 1.3.2 氧化物薄膜晶体管的工作原理 |
| 1.4 薄膜晶体管重要性能参数 |
| 1.5 本论文的研究目的和创新之处 |
| 第二章 实验制备技术和表征方法 |
| 2.1 制备技术 |
| 2.1.1 磁控溅射沉积 |
| 2.1.2 等离子增强化学气相沉积 |
| 2.1.3 阳极氧化 |
| 2.1.4 薄膜图案化 |
| 2.1.5 退火 |
| 2.2 表征方法 |
| 2.2.1 薄膜厚度 |
| 2.2.2 薄膜结构及成分 |
| 2.2.3 薄膜表面形貌 |
| 2.2.4 薄膜电学性能 |
| 2.2.5 薄膜光学性能 |
| 2.2.6 薄膜晶体管性能 |
| 第三章 基于氧化铟锌的薄膜晶体管 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 有源层制备条件对器件性能的影响 |
| 3.2.1 氧含量 |
| 3.2.2 溅射气压 |
| 3.3 不同气氛后退火对器件性能的影响 |
| 3.3.1 空气退火 |
| 3.3.2 氮气退火 |
| 3.3.3 氧气退火 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 源漏电极对器件性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 源漏电极薄膜的制备 |
| 4.2.1 薄膜制备 |
| 4.2.2 结果及讨论 |
| 4.3 源漏电极制备条件对器件性能的影响 |
| 4.3.1 器件制备 |
| 4.3.2 器件性能 |
| 4.3.3 结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 背沟道刻蚀薄膜晶体管 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验 |
| 5.3 结果及分析 |
| 5.3.1 湿法刻蚀源漏电极 |
| 5.3.2 器件性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 柔性薄膜晶体管 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验 |
| 6.3 结果及分析 |
| 6.3.1 阳极氧化 Al_2O_3性能 |
| 6.3.2 柔性薄膜晶体管性能 |
| 6.3.3 柔性显示屏效果 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 易刻蚀的多层透明电极 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 单层 ITO 透明导电薄膜 |
| 7.2.1 氧含量 |
| 7.2.2 溅射气压 |
| 7.2.3 薄膜厚度 |
| 7.3 多层 ITO/IZO 复合透明电极 |
| 7.3.1 薄膜制备 |
| 7.3.2 实验结果及分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（10）铅（钡）基钙钛矿铁电及多铁性薄膜的制备与结构（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 铁电薄膜 |
| 2.1.1 铁电性 |
| 2.1.2 铁电体的电学性能 |
| 2.1.3 铁电体与铁电薄膜的种类和发展 |
| 2.1.4 钛酸铅(钡)的晶体结构与电子结构 |
| 2.1.5 铁电薄膜的性能调控 |
| 2.2 多铁性薄膜 |
| 2.2.1 单相多铁性材料 |
| 2.2.2 复合多铁性薄膜 |
| 2.3 薄膜制备技术 |
| 2.3.1 溶胶-凝胶法 |
| 2.3.2 磁控溅射法 |
| 2.3.3 激光脉冲沉积法 |
| 2.4 本课题研究内容及意义 |
| 3 薄膜的制备和表征手段 |
| 3.1 薄膜的制备 |
| 3.1.1 实验材料 |
| 3.1.2 制备工艺 |
| 3.2 薄膜的表征手段 |
| 3.2.1 晶体结构 |
| 3.2.2 价态及电子结构 |
| 3.2.3 电学性能 |
| 3.2.4 磁学性能 |
| 3.2.5 形貌与畴结构 |
| 3.2.6 其他表征方法 |
| 4 0.9PbTiO_3-0.1SmFeO_3多晶薄膜 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品制备 |
| 4.3 样品分析 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 晶体结构和形貌分析 |
| 4.4.2 铁电性及铁电畴的表征 |
| 4.4.3 价态和轨道杂化 |
| 4.4.4 磁性 |
| 4.4.5 疲劳失效的改善 |
| 4.5 小结 |
| 5 0.9PbTiO_3-0.1NdFeO_3薄膜中缺陷偶极子与自发极化的原位高温研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样品制备 |
| 5.3 样品分析 |
| 5.4 结果与讨论 |
| 5.4.1 常温晶体结构 |
| 5.4.2 变温介电与铁电测试 |
| 5.4.3 变温XRD与变温拉曼光谱测试 |
| 5.4.4 变温畴结构变化 |
| 5.5 小结 |
| 6 相界面应力调控的BaTiO_3外延复合薄膜 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 样品制备 |
| 6.3 样品分析 |
| 6.4 结果与讨论 |
| 6.4.1 晶体结构 |
| 6.4.2 厚度及组分分析 |
| 6.4.3 铁电性及铁电相变 |
| 6.4.4 X射线吸收谱 |
| 6.4.5 扫描透射电子显微镜 |
| 6.5 小结 |
| 7 BaTiO_3:CoFe_2O_4复合多铁性薄膜 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 样品制备 |
| 7.3 样品分析 |
| 7.4 结果与讨论 |
| 7.4.1 常温及变温晶体结构 |
| 7.4.2 铁电性及形貌、铁电畴测试 |
| 7.4.3 磁性与其各向异性分析 |
| 7.4.4 X射线吸收谱和X射线磁圆二色 |
| 7.4.5 MFM测试 |
| 7.5 小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
四、界面薄膜的制备技术（论文参考文献）
- [1]钙钛矿型铁电薄膜异质结构的取向生长及性能研究[D]. 张伟. 山东大学, 2014(10)
- [2]全固态薄膜锂电池研究进展[J]. 吴勇民,吴晓萌,朱蕾,徐碇皓,田文生,汤卫平. 储能科学与技术, 2016(05)
- [3]氧化锌基材料、异质结构及光电器件[J]. 申德振,梅增霞,梁会力,杜小龙,叶建东,顾书林,吴玉喜,徐春祥,朱刚毅,戴俊,陈明明,季旭,汤子康,单崇新,张宝林,杜国同,张振中. 发光学报, 2014(01)
- [4]铁电基复合薄膜的光伏效应及其调控研究[D]. 潘丹峰. 南京大学, 2016(03)
- [5]新型阻变存储器材料及其电阻转变机理研究[D]. 陈超. 清华大学, 2013(07)
- [6]钙钛矿太阳能电池光吸收层的大气环境制备与界面性能调控研究[D]. 王高翔. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [7]钙钛矿氧化物薄膜的分子束外延生长工艺及其磁学与电学特性研究[D]. 柏嘉玮. 华东师范大学, 2020(10)
- [8]多铁性材料研究进展及发展方向[J]. 南策文. 中国科学:技术科学, 2015(04)
- [9]氧化物薄膜晶体管研究 ——金属/半导体界面和柔性薄膜晶体管[D]. 徐华. 华南理工大学, 2014(12)
- [10]铅（钡）基钙钛矿铁电及多铁性薄膜的制备与结构[D]. 王艺霖. 北京科技大学, 2020(06)