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时间:2019-05-13
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1、氮化铜薄膜的研究/肖剑荣等·115·氮化铜薄膜的研究肖剑荣,蒋爱华(桂林理工大学理学院,桂林541O04)摘要氮化铜(Cu。N)薄膜是一种新型的电、光学材料,它具有典型的反三氧化铼结构,由于Cu原子没有很好地占据(111)晶格面的紧密位置,在薄膜中掺杂之后,薄膜的电、光学性质会发生显著变化。Cu3N在较低温度下会分解为Cu和N2。介绍了CuaN的制备方法,总结了该膜制备方法和工艺参数对薄膜结构的影响,分析了在不同N2分压下薄膜由(111)晶面转向(100)晶面择优生长和薄膜定向生长的原因,讨论了薄膜的电学、光学、热学等物理性质及其在相关方面的应用,并对该膜的物理性质
2、与结构之间的关系作了简要分析。关键词氮化铜薄膜光学带隙热稳定性磁控溅射中图分类号:TG146CurrentStatusofResearchonCopperNitrideFilmsXIAOJianrong。JIANGAihua(DepartmentofPhysicsandMaths,GuilinUniversityofTechnology,Guilin541004)Abstract;Newmaterialofcoppernitride(CtuN)filmswillbeUSedintheelectricalandopticalfield,becauseofitsanti
3、—ReOstypecrystalstructureandlowdecomposingtemperature.SincetheCuatomsdonotoccupytheclose-packingsitesof(111)plane,thefilmscanbefilledbyotheratomsintothebodycenter,whichleadstoremarkablechangeoftheelectricalandopticalproperties.ThefilmscandecomposeintoCuandN2atlowtemperature.Inthispa—pe
4、r,thepreparationmethodsofthefilmsareintroducedandthedepositionconditionsaresummarized;theinfluenceofpreparationmethodsanddepositionconditionstOthecompositionsandthestructureofchemica1bondsareexplained.Thereasonsoffilmsgrowthprefersthe(111)directionatthelOWnitrogenpressureandthe(100)dir
5、ectionathighnitrogenpressureareanalyzed.Theelectrical,optical,calorificpropertiesandapplicationsofthefilmsarealsoStU-died,andtheassociationbetweenthephysicalpropertiesandstructureisdiscussed.Keywordscoppernitridefilms,opticalbandgap,thermalstability,magnetronsputtering氮化铜(Cu。N)薄膜作为一种应用
6、于高速集成电路和光有诱人的开发及应用前景。存储器件的候选材料,已成为新型电、光学材料的一个研究1Cu3N薄膜的制备热点L1]。在Cu。N晶体中,由于Cu原子并未很好地占据晶格(111)面的紧密位置,因此在其晶体结构中留下了许多空由于Cu与N都是反应活性小的物质,长期以来,人们隙,如果其它原子(如过渡金属Cu、Pb等)进入该空隙位,其认为Cu。N只能用复分解反应制得。1939年Juza等彻采用电学和光学性质就会发生显著的变化[2“]。近年来,对于高温高压生长技术,使CuG与氨气反应,制得黑绿色多晶态Cu。N结构与性能的研究受到人们的广泛关注,且得到了很的Cu。N晶粒。
7、随后Zachwieja等_】胡在室温下利用Cu-多有价值的研究结果。如利用Ar离子l_1z_和激光电子束L1胡(NH。)(NO。)。与液氨混合并加入铜,制得了约lmm长的在Cu。N薄膜上刻蚀出铜点的报道,利用Cu。N这一特性,其Cu。N单晶纳米线。随着Cu。N结构和性能越来越受到重视,可望被应用为光数据存储材料[】。Brosa等口3]利用外延法以及研究工作的深入,很多研究者利用磁控溅射方法,以Cu制备的Cu。N/7'-Fe~N双层膜平整光滑,证实该膜可用作集为靶材和N。作反应气体成功地制备了Cu。N薄膜,成为了制成电路的隧道层材料。Maruyana等[15j发现
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