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外加磁场对磁控溅射制备氮化硅陷光薄膜的影响

江强 毛秀娟 周细应 苌文龙 邵佳佳 陈明

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外加磁场对磁控溅射制备氮化硅陷光薄膜的影响

江强, 毛秀娟, 周细应, 苌文龙, 邵佳佳, 陈明

Influence of applied magnetic field on properties of silicon nitride thin film with light trapping structure prepared by R.F. magnetron sputtering

Jiang Qiang, Mao Xiu-Juan, Zhou Xi-Ying, Chang Wen-Long, Shao Jia-Jia, Chen Ming
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  • 在基底与靶材之间放置磁性强弱不同的永久磁铁来研究外加磁 场对磁控溅射制备氮化硅陷光薄膜的影响. 通过X射线衍射、原子力显微镜 (AFM) 以及紫外分光光度计分别测试了外加磁场前后所制备薄膜的组织结构、表面形貌和光学性能. 结果表明, 外加磁场后, 氮化硅薄膜依然呈现非晶结构; 但是表面形貌发生明显改变, 中心磁场1.50 T下, 薄膜表面为特殊锥状尖峰结构类金字塔的突起, 而且这些突起颗粒垂直于基底表面; 在 可见光及近红外范围内, 中心磁场1.50 T 下的薄膜样品平均透射率最大, 平均透射率达到90% 以上, 比未加磁场的样品提高了近1 倍, 具有很好的陷光特性.
    In the applied magnetic field different magnetic intensities in the permanent magnet were introduced between the substrate and target, so as to study their influence on the properties of silicon thin films with light trapping structure prepared by R.F. magnetron sputtering. The microstructures, surface morphology and optical properties of the films were characterized by X-ray diffraction, atomic force microscope (AFM) and ultraviolet spectrophotometer separately. Results show that the silicon nitride thin films are still in amorphous state although an magnetic field was applied on them; however, when the magnetic field in the center is of 1.5 T, the surface morphology of the films has dramatically changed to a special peak structure, i.e. pyramid-like protuberances which are perpendicular to the basal surface; meanwhile, in the visible and near infrared range, the average transmittance of the sample is the highest, which is more than 90%, nearly twice as much as the transmittance of the sample without applied magnetic field, thus the light trapping effect is the great.
    • 基金项目: 上海工程技术大学研究生科研创新项目(批准号: 2011yjs18)和上海高校一流学科建设计划 (批准号: YLJX12-2) 资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Shanghai University of Engineering Science for graduate students innovation project, China (Grant No. 2011yjs18), and the Top Discipline Plan for Mechanical Engineering of Shanghai Municipal Education Commission, China (Grant No. YLJX12-2).
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-09-23
  • 修回日期:  2013-01-25
  • 刊出日期:  2013-06-05

外加磁场对磁控溅射制备氮化硅陷光薄膜的影响

  • 1. 上海工程技术大学材料工程学院, 上海 201620
    基金项目: 上海工程技术大学研究生科研创新项目(批准号: 2011yjs18)和上海高校一流学科建设计划 (批准号: YLJX12-2) 资助的课题.

摘要: 在基底与靶材之间放置磁性强弱不同的永久磁铁来研究外加磁 场对磁控溅射制备氮化硅陷光薄膜的影响. 通过X射线衍射、原子力显微镜 (AFM) 以及紫外分光光度计分别测试了外加磁场前后所制备薄膜的组织结构、表面形貌和光学性能. 结果表明, 外加磁场后, 氮化硅薄膜依然呈现非晶结构; 但是表面形貌发生明显改变, 中心磁场1.50 T下, 薄膜表面为特殊锥状尖峰结构类金字塔的突起, 而且这些突起颗粒垂直于基底表面; 在 可见光及近红外范围内, 中心磁场1.50 T 下的薄膜样品平均透射率最大, 平均透射率达到90% 以上, 比未加磁场的样品提高了近1 倍, 具有很好的陷光特性.

English Abstract

参考文献 (15)

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