机械和光学性质的Cr2O薄膜生长原子层沉积方法使用Cr3和臭氧

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 薄膜沉积的情况
• 纳米技术 纳米技术

背景情况:

• 氧化 (Cr2O3) 是一种材料,在各种电子和光学设备中具有潜在的应用.
• 原子层沉积 (ALD) 可以精确控制薄膜生长.
• 控制 Cr2O3 薄膜的相位和特性对于设备的性能至关重要.

研究的目的:

• 用ALD与特定的前体组合来研究Cr2O3薄膜的生长.
• 探索基板温度对Cr2O3膜的结构和光学性能的影响.
• 评估 (Ti) 兴奋剂对Cr2O3薄膜硬度和带隙的影响.

主要方法:

• 在Si (100) 基板上通过ALD使用Cr (thd) 3和O3.3沉积Cr2O3薄膜.
• 基板温度在200至300°C之间.
• 使用X射线衍射 (XRD) 分析薄膜晶度,测量硬度和带间隙.

主要成果:

• 在温度≤225°C时获得X射线无形薄膜,而在T≥250°C时形成埃斯科莱特相.
• 随着温度从200°C上升到275°C,增长率从0.003升至0.01nm/周期.
• Ti-doped Cr2O3 薄膜显示硬度增加 (16.7 GPa 与 12.8 GPa 相比) 和带间隙减少 (2.2 eV 与 3.1 eV 相比).

结论:

• 通过Cr{thd) 3-O3 ALD工艺,可以控制Cr2O3薄膜的生长,具有可调节的特性.
• 低增长率适合制造三元固溶液薄膜.
• 兴奋剂是一种有效的方法来增强机械性能和修改Cr2O3膜的电子带结构.