采用湿法化学氧化和直流磁控溅射制备了超薄氧化硅（a-SiO_x）和高电子浓度的氮化钛（TiN）复合薄膜，研究其对半导体-准绝缘体-半导体（SQIS）光伏器件中晶硅表面的钝化作用。实验结果表明：相对于铝背场电极，该光伏器件的光电转换效率相对提高了20.72%。结合少子寿命测量和AFORS-HET模拟软件分析，揭示了开路电压增加的原因。a-SiO_x/TiN与n-Si有2.28 eV的价带偏移，可以减缓空穴在背部界面的复合，使复合速率降为原先的1/10，从而有效增加开路电压，达到提高异质结器件光电转换效率的目的，为SQIS光伏器件提供了一种工艺简单、制备成本低的背部钝化接触复合材料。

为了研究硅异质结太阳电池中纳米硅氧薄膜的光电特性, 采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术制备了一系列不同晶态比例的nc-SiOx∶H薄膜, 利用拉曼散射光谱(Raman)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外可见透射光谱以及稳/瞬态光致发光谱等检测手段分别对薄膜的微观结构、键合配置, 能带特征以及发光特性进行了表征。薄膜结构特征分析显示, 随着氧掺入量的增加, 薄膜由微晶向非晶转化, 光学带隙逐渐增加, 而处在相变区(晶化度约为10%, nc-Si尺寸约为3 nm)的薄膜具有较高的中程有序度、较小的结构因子和较为致密的微观结构。薄膜稳/瞬态光致发光结果显示, 一定量的氧掺入可以钝化缺陷、增强发光, 而相变区薄膜的发光强度最大, 表明较小尺寸的nc-Si具有较强的量子限制效应, nc-Si的量子限制效应发光是主要的载流子复合机制。

氧化硅(SiOx)原位钝化层对氧化钒(VOx)薄膜电学特性的影响分析旨在改善像元微桥结构的光学吸收特性,提高热敏VOx 薄膜层的方阻和电阻温度系数(TCR)稳定性.采用离子束溅射沉积50 nm VOx 薄膜后,紧接着沉积30 nm SiOx 钝化层.通过原位残余气体分析仪(RGA)和衬底温度控制,调节氧化钒薄膜中的氧含量,分析了VOx 单层膜、SiOx/VOx 双层膜的电学特性随工艺温度的变化规律,原位残余气体分析仪(RGA)和150℃加温工艺提高了VOx 热敏层薄膜的方阻和电阻温度系数稳定性.

使用感应耦合等离子体化学气相沉积(Inductively coupled plasma chemical vapor deposition, ICPCVD)方法在GaN上沉积SiOx薄膜, 生长参数中采用不同RF功率, 研究RF功率对薄膜物理性能和电学性能的影响.结果发现, 随着RF功率增大, 薄膜应力增大, 表面粗糙度减小, 薄膜致密度增大.选择最优的RF功率参数, 制作了SiOx/n-GaN金属-绝缘体-半导体(metal-insulator-semiconductor, MIS)器件, 结果得到薄膜漏电流密度在外加偏压为90V时小于1×10-7A/cm2, SiOx/n-GaN界面态密度为2.4×1010eV-1cm-2.表明利用ICPCVD低温沉积的SiOx-GaN 界面态密度低, 薄膜绝缘性能良好.

以二甘醇为溶剂合成Gd2O3: Tb3+纳米颗粒, 并在其表面包覆聚硅氧烷层, 得到核壳结构纳米颗粒Gd2O3∶Tb3+/SiOx。为了研究Tb3+离子掺杂浓度对纳米颗粒发光性能的影响, 采用几种不同Tb3+掺杂浓度进行纳米颗粒的合成, 并对其发光性能进行了检测。结果表明: 包裹聚硅氧烷层后的Gd2O3∶Tb3+纳米颗粒分散较好, 聚硅氧烷层不会减弱Gd2O3∶Tb3+纳米颗粒的发光性能。Tb3+掺杂浓度对核壳结构纳米颗粒Gd2O3∶Tb3+/SiOx的发光存在浓度猝灭现象, 猝灭摩尔分数为5%。这种具有发光特性的核壳结构纳米颗粒可作为生物传感器的探针用于生物分子的检测。

制备了基于反应溅射SiOx绝缘层的InGaZnO-TFT, 并系统地研究了InGaZnO-TFT在白光照射下的稳定性, 主要涉及到光照、负偏压、正偏压、光照负偏压和光照正偏压5种情况。结果表明, 器件在光照和负偏压光照下的阈值偏移较大, 而在正偏压光照情况下的阈值偏移几乎可以忽略。采用C-V方法证明阈值电压漂移是源于绝缘层/有源层附近及界面处的缺陷。另外, 采用指数模式计算了缺陷态的弛豫时间。本研究的目的就是揭示InGaZnO-TFT在白光照射和偏压下的不稳定的原因。

采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)测试方法对 4H-SiC上 热氧化生长的氧化硅(SiOx)薄膜表面形貌进行观测,并分析研究 SiOx 薄膜和 SiOx/4H-SiC 界面的相关性质, 包括拟合 Si2p、O1s 和 C1s 的 XPS谱线和分析其相应的结合能,以及分析SiOx 层中各主要元素随不同深度的 组分变化情况,从而获得该热氧化 SiOx 薄膜的化学组成和化学态结构,并更好地了解其构成情况 以及 SiOx/4H-SiC 的界面性质。

采用化学气相沉积法，以纳米Mg2Si和SiO2的混合粉体作为硅源，在较低温度自组织生长了大量绳状SiOx新奇纳米结构。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段对纳米结构进行了系统表征，并在室温观测到了光致发光，其发光峰峰位在560 nm附近，在此基础上对该纳米结构的生长机理进行了深入的讨论。

梳状滤光片是一种特殊的非均匀光学薄膜器件, 其膜层折射率渐变分布结构使它与常规均匀光学薄膜相比具有更好的光学和机械性能。利用反应磁控溅射工艺, 改变沉积SiOx(0≤x≤2)膜氧化程度, 获得折射率从2.74逐渐变化到1.58(λ=1550 nm)的SiOx渐变折射率薄膜材料。通过调制膜层折射率振幅和引入膜层-外部介质折射率匹配层, 成功地设计并制备了具有较好光学性能的SiOx渐变折射率红外梳状滤光片光学薄膜器件。使用单一的硅溅射靶材, 通过改变氧化程度获得可变折射率材料的方法, 为特殊光学薄膜器件的制备提供了一种经济实用的工艺路线。

We present a new optical microscope in which the light transmitted by a sample-scanned transmission confocal microscope is frequency-tripled by SiOx nanocrystallites in lieu of being transmitted by a confocal pinhole. This imaging technique offers an increased contrast and a high scattered light rejection. It is demonstrated that the contrast close to the Sparrow resolution limit is enhanced and the sectioning power are increased with respect to the linear confocal detection mode. An experimental implementation is presented and compared with the conventional linear confocal mode.