Si（111）薄膜的结构与形貌研究-论文.pdf

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1、第37卷第3期穗有金属2013年5月Vo1．37No．3CHINESEJOURNALOFRAREMETALSMav2013高真空脉冲激光沉积Ceo2(111)／Si(111)薄膜的结构与形貌研究孙小庆，魏峰，杨志民，陈秋云，陈军(1．北京有色金属研究总院先进电子材料研究所，北京100088；2．表面物理与化学重点实验室，四川绵阳621907)摘要：在高真空条件下，采用脉冲激光沉积法在si(111)衬底上制备了高度(111)取向的CeO2薄膜。使用反射高能电子衍射仪对薄膜制备过程进行了原位监测，衍射花样为清晰条纹状，显示薄膜结晶质量较好

2、，表面平整光滑。采用X射线衍射仪对不同衬底温度、不同激光能量制备的薄膜进行了结构表征，随着温度升高和能量增强，CeO2薄膜(111)峰逐渐增强且峰位越来越靠近标准峰位，表明CeO：薄膜的取向性变好且薄膜应力逐渐下降。通过椭偏仪对薄膜的折射率进行了表征，结果表明薄膜的光学性能强烈依赖其结晶质量，结晶质量最好的样品折射率接近单晶薄膜。使用高分辨透射电镜表征了样品的横断面，照片显示薄膜内部原子排列有序，结晶质量较好，部分区域与衬底取向略有偏差。关键词：氧化铈；脉冲激光沉积法；结构特征；表面形貌；折射率doi：10．3969／j．issn．0

3、258—7076．2013．03．009中图分类号：TB383文献标识码：A文章编号：0258—7076(2013)03—0389—07StructureandMorphologyofCeO2FilmsDepositedonSi(111)SubstratesbyPulsedLaserDepositioninHighVacuumAtmosphereSunXiaoqing，WeiFeng，YangZhiminh，ChenQiuyun，ChenJun(1．AdvancedElectronicMaterialInstitute，General

4、ResearchInstituteforNonferrousMetals，Beijing100088，Chi—na；2．ScienceandTechnologyonSu~CacePhysicsandChemistryLaboratory，Mianyang621907，China)Abstract：Highly(111)orientedCeO2thinfilmsweredepositedonSi(111)substratesinhighvacuumatmosphereusingpulsedla—serdeposition(PLD)．Th

5、egrowthbehaviorwasmonitoredbyreflectionhighenergyelectrondifraction(RHEED)insitu．Theresultsshowedthatthedifractionpatternsofthefilmswerestriatedandclear．whichmeantthatthesampleshadahishcrystalqualityandtheirsurfacewassmooth．X—raydifraetometer(XRD)wa$employedtoinvestigat

6、ethestructureofCeO2films．Asthesubstratetem—peratureandlaserenergyincreased，orientationrelationshipandcrystallizationwereimprovedandintemalstressreleased，(111)dif-fractionpeakapproachedtothepositionofstandarddifractionpeak．Thespectroscopicellipsometryindicatedthattherefr

7、activeindex0fthefilmdependedonthecrystallizationquality．TherefractiveindexofthesamplewithoptimumcrystalqualitywasquiteclosetothatofsinglecrystalCeO2film．HRTEMimagesshowedthattheas-preparedsamplerevealedagoodcrystalperformance，butaslightdeviationoforientationexistedinsom

8、eregion．Keywords：CeO2；pulsedlaserdeposition；structure；morphology；refractiveindex收稿日期：2012一o4—23；修订日期：2012—06—2