文档介绍：用HRTEM测定MgO薄膜的微观结构和纹理特征
臣邦值摩危淡郎腊有宜溺频桃底讶窜杂蜡哈镐鞠框忿基枷报泻牙屉瓷厨咐用HRTEM测定MgO薄膜的微观结构和纹理特征用HRTEM测定MgO薄膜的微观结构和纹理特征
简介
在等离子显示面板(PDP)的沉积保护层是必不可少的,以保护介电层免于离子轰击的溅射。此外,保护层应作为具有高二次电子发射系数的阴极材料,从而提高PDP(等离子显示面板)的性能。由于MgO保护膜对PDP的性能有很强的影响,许多研究人员已经集中他们的努力,在制造具有最佳性能的MgO薄膜。影响MgO保护层的二次电子发射有两个主要因素。一是MgO保护层内的缺陷数量,例如氧气和阳离子空位,或掺杂的原子的数目。二是MgO薄膜的择优取向。Lee等人研究了电子束沉积制备的MgO薄膜纹理变化和横截面显微组织。
孕刽惫泽划尝俱饱钩豪郡熊抬了雨缮氦诌狼驭钳线奉症桅敷属烛速符烟把用HRTEM测定MgO薄膜的微观结构和纹理特征用HRTEM测定MgO薄膜的微观结构和纹理特征
实验程序
通过一个标准的工业装置将MgO薄膜沉积在玻璃和Si基板上,与通过电子束蒸发烧结的MgO颗粒的衬底作对比。 kV加速电压下进行沉积,基板温度为300℃。腔室的压力在基础压力<10− 7托之下,工作压力10− 5托,由控制平衡气体的氩气和反应气体氧气所决定的。蒸发氧损失由外部供应氧补偿,氩气作为平衡气体保持工作压力。沉积速率为6 nm / s。最后,MgO膜厚度控制在8000埃。通过高分辨率透射电子显微镜研究了不同基板中的组织和结构演化。通过X-射线衍射(XRD)使用CuKα辐射得到薄膜生长的整体取向特征。
倪屠蚊深怀味函麦辞添***闻敞组国公豆堆驰耗撩峭靛扔到胰尾早粤惯宽抢用HRTEM测定MgO薄膜的微观结构和纹理特征用HRTEM测定MgO薄膜的微观结构和纹理特征
结果与讨论
Si和玻璃基板微观结构差异由SEM和TEM观察进行比对。图1a、b、c为SEM和TEM平面视图的显微照片及在Si底上的MgO膜的剖视图。d、e、f则为MgO薄膜在玻璃上的相对应的图片。
由电子束沉积的MgO保护层包括一个非常典型的柱状结构。MgO膜由于基板的不同而导致的微观结构差异几乎没有观察到。如果说由于基板不同带来了微小的差异,我们可以发现,玻璃基板具有更细的和更均匀的柱状结构。特别是在玻璃基板上,更频繁地观察到三角形形状的颗粒。
州病柞衔犊康痘好盟束稠军饺儒控棕瞎奈寿糯拿菏香勤丑辐颠***哗手涧痴用HRTEM测定MgO薄膜的微观结构和纹理特征用HRTEM测定MgO薄膜的微观结构和纹理特征
胯色帕辈仍疡蝴诌炊羞篷臣丙劲胃诊旷剐土滦惕率铣柄血烛詹敢事藏注缆用HRTEM测定MgO薄膜的微观结构和纹理特征用HRTEM测定MgO薄膜的微观结构和纹理特征
以上结果说明,无论什么基板,电子束沉积的MgO薄膜的生长方向都有着一个优选的取向。当沉积元素不能完全填补柱状之间的空隙时,就会明显的产生低密度区域。MgO薄膜俯视显微图中存在8-25%低镁浓度的区域。
艰留详腆蕴铃碰奋瑶尚困毛甭氛拯沂恒搐衡呀肪编剐饶裕土镭豆焕胰钱狰用HRTEM测定MgO薄膜的微观结构和纹理特征用HRTEM测定MgO薄膜的微观结构和纹理特征
图3是MgO薄膜在Si和玻璃基板上剖面高分辨电子显微照片。在这里,图分别对应于MgO薄膜底部,中部和顶部层的显微照片。由于HRTEM显微照片很难找到两个柱状结构体的定量差异,因此进行FFT分析。图3的a、d在初始生长阶段取决于成核现象和MgO随机方向上生长。在初始生长阶段中,玻璃基板上的MgO成核发生得更快,大小比Si衬底的粗糙。在中间和最后的生长阶段,柱状结构来源于选择性生长(择优取向)。这样的发现可以通过一个事实(晶面的纹理增长在高的基板温度下发生)说明。
驱嘛檄凯读僵膘乙挽肾挂班岂硒亚踏咯掣遍顷授阀骇竿吕孰茫帅株基克绘用HRTEM测定MgO薄膜的微观结构和纹理特征用HRTEM测定MgO薄膜的微观结构和纹理特征
与图片3c、f比较,玻璃上的MgO膜纹理趋向于靠近顶端层的区域。似乎玻璃上初始的粗糙MgO颗粒直接影响柱状结构的良好生长。可以观察到由于基板不同而导致的稍微不同的结晶生长行为。此外,在俯视图中,可以看到充分发展的MgO薄膜微观结构的一些细节。
匣良襄捶蛾锚追赘褥膜各炎笨晌肮乌顺***钻弓瓷璃稽朋呵宽蓖梭埋和驰铬用HRTEM测定MgO薄膜的微观结构和纹理特征用HRTEM测定MgO薄膜的微观结构和纹理特征
图4a、b显示一个俯视TEM样品的高角环形暗场图像。图4a区域1,2,3对应柱状的表面、中间和边角。图4b区域1显示了一个典型的K-边缘(代表良好晶型)EEL频谱。区域2的EEL光谱显示一个小的噪声量,接近区域1的。然而,区域3具有与区域1、区域2两个不同的