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脉冲激光沉积制备Ge纳米薄膜的研究
脉冲激光沉积制备Ge纳米薄膜的研究
随着纳米科技的发展，人们对于纳米材料和纳米技术的研究变得越来越重要。纳米材料的表面积和界面在材料性能和化学反应上起着至关重要的作用。同样，由于其独特的性能，纳米材料在电子学、能源等领域具有广泛的应用前景。因此，寻找一种高效、精确的纳米材料制备方法是非常必要的，其中之一就是利用脉冲激光沉积对于材料进行制备。本文主要研究通过脉冲激光沉积技术制备Ge纳米薄膜的方法以及实验的详细结果和讨论。
一、实验材料和方法
1.1实验材料
本实验所使用的Ge样品来自于电子科技大学，Ge晶片是为了减少表面氧化和碳化而用金属夹头夹紧的。使用前需用离子打磨机将其表面打磨至光滑。
1.2实验方法
本实验采用三线制脉冲激光沉积机制备Ge纳米薄膜。在实验中，选择激光功率密度、重复频率和扫描速度等关键参数来优化Ge纳米薄膜样品的制备。
1.3实验过程
在实验中,使用紫外激光脉冲将Ge材料打熔成液态,然后使用惯性气体将它在基片平面表面上沉积形成Ge纳米薄膜。重复次数可以得到不同厚度，从而使Ge薄膜具有特定的厚度。
二、实验结果与讨论
2.1样品表面形貌观察
SEM分析对制备的Ge纳米薄膜的表面形貌和微观结构进行了研究。结果显示，Ge纳米薄膜中的颗粒大小在10-30nm之间，表面分布均匀。这表明利用脉冲激光沉积可以得到高质量、均匀分布的Ge纳米薄膜。
2.2组成和结构分析
XRD获得了Ge纳米薄膜的晶体结构图，图中显示Ge薄膜呈现出面心立方结构的特征。同时，峰的数量和峰的位置可以说明Ge薄膜的晶体结构，Ge晶体中配对电子数量是4，所以Ge薄膜的峰对应：（220）、（400）、（440）和（622）。Ge极易受表面氧化作用，通过XPS可以分析Ge纳米薄膜的表面化学组成，结果表明，Ge薄膜表面存在GeOx少量氧化物，这是因为制造过程中，基板以及样品表面可能存在气体和水汽等杂质。
2.3光学特征分析
Ge材料是一种典型的半导体材料，它具有良好的光学性能并且在电子学和光电子学中具有广泛的应用。光吸收和光传输特性的研究是了解材料性能和应用的重要手段之一。利用紫外-可见吸收光谱仪对Ge纳米薄膜中电子的能级转移进行了分析。通过测量Ge纳米薄膜的吸收光谱，可以确定其能带结构和能量的分布。
三、结论
通过实验，我们得出结论：通过脉冲激光沉积制备Ge纳米薄膜具有优良的制备效果和良好的均匀性。实验结果显示，Ge纳米薄膜的晶体结构、表面形貌和光学特性具有良好的性能。此外，Ge纳米薄膜在电子学、光电子学、太阳能电池等领域均有广泛的应用前景。本实验结果可能对于脉冲激光沉积制备纳米薄膜具有重要的意义，而且在电子学、光电子学和太阳能电池等领域中具有广泛的应用和发展前景。