溅射压强对柔性PET衬底ZnO薄膜性能的影响

利用直流磁控溅射法,在室温水冷柔性PET衬底上成功制备出了掺钛氧化锌(ZnO:Ti,TZO)透明导电薄膜。通过X射线衍射(XRD)研究了薄膜的结构,用扫描电镜(SEM)研究了薄膜的表面形貌,用四探针和紫外-可见分光光度计等仪器对薄膜的特性进行测试分析,研究了溅射压强对ZnO:Ti薄膜表面结构、形貌、力学、电学和光学性能的影响。结果表明,溅射压强对PET衬底上的TZO薄膜的性能有显著的影响,实验制备的ZnO:Ti薄膜为具有C轴择优取向的六角纤锌矿结构的多晶薄膜;当溅射压强从2Pa增加到4Pa时,薄膜的电阻率由10.87×10-4Ω.cm快速减小到4.72×10-4Ω.cm,随着溅射压强由4Pa继续增大到6Pa,薄膜的电阻率变化平缓,溅射压强为5Pa时薄膜的电阻率最小,为4.21×10-4Ω.cm;经计算得到6Pa时样品薄膜应力最小,为0.785 839GPa;所有样品都具有高于91%的可见光区平均透过率。     

溅射气压对ZnO薄膜的影响

采用射频磁控溅射的方法,通过改变溅射气压,在玻璃衬底上沉积出具有C轴择优取向的ZnO薄膜。用X射线衍射仪（xRD）、扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）对不同溅射气压下ZnO薄膜的结构、断面和表面形貌进行研究分析。结果表明,随着溅射气压的降低,ZnO薄膜的（002）取向增强,薄膜的厚度增加,沉积速率加快,氧化锌薄膜的沉积速率从4nm／min升高到21nm／min。在溅射压强为2．5Pa时制备的ZnO薄膜粗糙度最小,大小为5．45nm。     

气相法沉积PTFE薄膜及其疏水性

分别以载玻片、陶瓷片、镀铝聚酯膜、普通白纸和Cu片为基底,聚四氟乙烯(PTFE)粉末为原料,采用电子束蒸发法沉积聚合物薄膜。对于基底载玻片和陶瓷片,采用2%H2SO4溶液刻蚀预处理后在其上沉积厚度为125nm的聚合物薄膜;Cu片用不同浓度草酸刻蚀预处理后在其上沉积厚度为62 nm的聚合物薄膜;而基底镀铝聚酯膜和白纸,直接在其上沉积不同厚度的PTFE薄膜。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、原子力显微镜(AFM)、接触角测量仪分别对薄膜的成分、表面形貌和疏水性进行表征。结果表明:经刻蚀处理后,基底表面粗糙度皆增大。载玻片由亲水性转变为疏水性,陶瓷片无明显变化,Cu片显示良好的疏水性;沉积薄膜后,载玻片表面接触角增大到138°,而陶瓷片接触角可以达到142°;在粗糙度较大的白纸表面沉积不同厚度的PTFE薄膜,膜厚对接触角具有显著影响,当膜厚为225 nm时,接触角达到151°,滞后角为8°;经0.5%草酸刻蚀的Cu片表面膜的接触角达到153°,滚动角为2°,具有良好的超疏水性。     

用于FBAR的C轴取向AlN压电薄膜的研制

用射频（RF）反应磁控溅射法,在硅基片上制备出了具有较低表面粗糙度、C轴择优取向的AlN压电薄膜.讨论了溅射功率对AlN压电薄膜结构和形貌的影响、氮气含量对AlN压电薄膜成分的影响以及低温退火对薄膜表面粗糙度的影响.XRD和SEM结果表明：随溅射功率增大,AlN压电薄膜C轴择优取向增强;当功率为350W时,AlN压电薄膜（002）面摇摆曲线半高宽为4.5°,薄膜表现出明显的柱状结构.EDS成分分析表明：随氮气含量的提高,AlN压电薄膜的元素比接近于化学计量比.低温退火工艺的引入将薄膜表面的均方根粗糙度由4.8nm降低到2.26nm.     

纳秒激光制备钛表面纹理结构及其润湿性研究

激光加工技术可在材料表面形成多种纹理结构,为了研究激光加工所得不同纹理结构对材料润湿性的影响,通过纳秒激光加工技术在金属钛表面分别加工直线、网格和点阵的表面纹理结构。采用扫描电子显微镜、接触角测量仪、粗糙度分析仪和X射线光电子能谱分别对激光加工后的钛表面进行表面形貌、接触角、粗糙度与化学成分的表征与分析。结果表明:初经激光纹理加工后试样表面的粗糙度较激光加工前均显著提高,但此时3种纹理结构试样表面接触角均小于90°;随着时间的推移,被加工材料表面化学成分的改变带来了材料表面自由能的变化,进而使被加工表面接触角总体呈现上升趋势;待试样表面化学成分稳定后接触角也基本保持不变,并且对于每种纹理结构而言,其接触角随粗糙度的增加而升高。直线、网格和点阵纹理结构试样表面接触角最终可达157.2°,153.1°和134.6°,从而实现了钛表面润湿性由亲水性向疏水性的转变。     

沉积气压对磁控溅射ZrO2薄膜光性能的影响

为了探究沉积气压对ZrO₂薄膜光学特性的影响规律，以玻璃和硅片为基底，利用射频磁控溅射的方法在不同沉积气压下制备ZrO₂薄膜样品.通过分光光度计测定薄膜在可见光波段的透射光谱，利用椭圆偏振谱仪表征薄膜的折射率、消光系数、厚度等光学参量，利用原子力显微镜观测薄膜表面的微观结构等.结果表明：(1)薄膜的沉积速率随沉积气压的增大而减小，沉积气压为0.4 Pa时沉积速率最大，为0.033 nm/s，沉积气压为1.0 Pa时沉积速率最小，为0.011 nm/s；(2)当沉积气压为1.0 Pa时，200～1 000 nm波段薄膜的平均透射率和折射率均最高，分别为82.71%和2.35，表现出良好的透光性；(3)沉积气压对薄膜消光系数的影响较小；(4)不同沉积气压下制备薄膜的表面粗糙度也不同，沉积气压为1.0 Pa时薄膜的粗糙度最低，为5.5 nm，沉积气压为0.6 Pa时薄膜的粗糙度最高，为25.2 nm.     

酸性条件下多巴胺表面接枝改性聚酰亚胺薄膜

在酸性条件下,使用交联剂1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)将多巴胺接枝到聚酰亚胺(PI)薄膜表面,研究接枝条件对薄膜表面结构和还原性能的影响。采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、接触角测量仪、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X线衍射仪(XRD)等对薄膜表面结构和性能进行表征。结果表明:在酸性条件下PI薄膜表面接枝的多巴胺,可极大地减缓多巴胺氧化自聚合反应,在薄膜表面保留了大量的酚羟基。经过24 h接枝后,PI薄膜表面的水接触角由45.35°降到7.43°,并且平均面粗糙度(R_a)和均方根粗糙度(R_(ms))由原来的1.48和1.92 nm分别提高到14.7和19.8 nm;在不使用任何还原剂的条件下在PI薄膜上镀Ag,表面Ag的质量分数和原子分数分别为75.47%和29.40%,并且表面Ag是具有良好结晶度的Ag颗粒。     

磁控溅射功率对Ti掺杂ZnO薄膜结构和光电性能的影响

为了深入研究Ti掺杂ZnO薄膜的光电性能,采用射频磁控溅射技术在硅和玻璃基底上沉积Ti掺杂ZnO(TZO)薄膜.分别利用表面轮廓仪、X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、UV-3600分光光度计和HMS-2000霍尔效应测试系统等表征手段分析溅射功率对TZO薄膜微观结构及光电性能的影响.结果表明:溅射功率对薄膜样品沉积速率的影响呈现先升后降的趋势,对电阻率的影响正好相反.当溅射功率为100W时,薄膜的沉积速率最大,为7.96nm/min,此时电阻率为最小的1.02×10-3Ω·cm;所有TZO薄膜在可见光波段的平均透过率均高于80%,为透明导电薄膜.Ti掺杂后的ZnO薄膜仍为六角纤锌矿结构,具有良好的c轴择优取向,溅射功率为100W时其微观结构均匀、平整、致密,表面形貌最好.     

激光加工凹坑织构对赛龙表面润湿性的影响

为探究凹坑织构对表面润湿性的影响以及表面形貌与润湿性之间的关系,提高水润滑轴承材料表面的润湿性,以赛龙材料为研究对象,使用激光雕刻机在试样表面加工不同凹坑织构.使用接触角测量仪测量表面接触角,运用三维形貌仪和扫描电子显微镜对加工后表面形貌分别进行宏观和微观的测量及表征.选取ISO25178中部分三维参数分析表面形貌与润湿性之间的关系.建立凹坑织构几何模型,基于过渡理论分析凹坑形貌变化对表面接触角的影响机理.研究结果表明:合适的织构设计可以有效提高表面润湿性,减小接触角;织构直径和深度越大,材料表面的接触角越小;ISO25178三维参数体系中峭度、偏斜度与表面润湿性之间有较强的关联性,峭度越小,偏斜度越大,表面润湿性越好;表面接触角余弦值与粗糙度率的变化趋势一致,接触角随粗糙度率增加而降低;通过过渡模型建立了织构参数和接触角之间的函数方程,并通过拟合法对其进行了优化.     

溅射功率和工作气压对磁控溅射铬薄膜光电学性质的影响

采用直流磁控溅射方法在石英基片上沉积铬薄膜.研究溅射功率、工作气压对铬薄膜结构、电学和光学性质的影响.利用X射线衍射仪、分光光度计和Van der Pauw方法分别检测薄膜的结构、光学和电学特性,利用德鲁特模型和薄膜的透射、反射光谱计算薄膜的厚度和光学常数.结果表明:制备的铬薄膜为体心立方的多晶态;在工作气压0.6Pa一定时,随着溅射功率从40W增加到120W,沉积速率呈非线性增加,薄膜更加致密,电阻率连续降低,在550nm波长处,薄膜的折射率从3.52增大到功率80W时的最大值(3.88),尔后逐渐减小至3.69;消光系数从1.50逐渐增大到2.20;在溅射功率80W一定时,随着工作气压从0.4Pa增加到1.2Pa,沉积速率呈近线性降低,薄膜的电阻率逐渐变大,在550nm波长处,折射率从3.88减小到3.62,消光系数从2.55减小到1.48.     

衬底对直流磁控溅射制备TiO2薄膜结构和形貌的影响

在气压为1Pa和2Pa的情况下,文章采用直流磁控溅射法分别在Si(100)、Al2O3陶瓷、普通载玻片3种衬底上生长TiO2薄膜;利用原子力显微镜对TiO2薄膜的表面形貌进行观察,研究了压强及衬底对薄膜表面形貌的影响。并研究表明,在Si(100)衬底上生长的TiO2薄膜,气压为2Pa时比1Pa时表面粗糙度要大;在相同溅射气压下,Si(100)衬底上得到的TiO2薄膜质量明显优于Al2O3陶瓷和普通载玻片衬底上的。     

聚焦离子束刻蚀多晶TiNi薄膜的表面形貌

报道了TiNi薄膜的聚焦离子束刻蚀特征及刻蚀后的表面形貌．测量结果表明薄膜的表面粗糙度随刻蚀深度呈非线性变化,当刻蚀深度等于0．1μm时,表面粗糙度为最小（5．26nm,刻蚀前为14．88nm）;刻蚀深度小于0．1μm时,表面粗糙度随刻蚀深度的增大而减小;当刻蚀深度大于0．1μm时表面粗糙度随刻蚀深度增大而增大,其原因是刻蚀深度大于0．1μm后表面出现了清晰的周期性条纹结构．此外,表面粗糙度随聚焦离子束流的增大而减小,当离子束流为2．5nA时,表面粗糙度从刻蚀前的14．88nm减小到4．67nm．     

不同生长条件对Sn掺杂ZnO薄膜电学性能的影响

采用直流反应磁控溅射法在玻璃衬底上制备了Sn掺杂ZnO透明导电薄膜,用Hall效应测试仪表征了薄膜的电学性能,研究了不同生长条件对薄膜电学性能的影响。研究结果表明,随着Ar/O2比的增加,电阻率先减小后增大,在Ar/O2为6时,取得最低的电阻率为2.02×10-2Ω·cm;随着溅射功率的增大,薄膜电阻率急剧减小,在140 W时获得最低电阻率为2.89×10-2Ω·cm;在溅射时间11min时得到了最低的薄膜电阻率,为1.45×10-2Ω·cm。随着压强的增大,电阻率先急剧减小,后缓慢增大,当溅射压强为0.8Pa时,薄膜电阻率具有最小值,为2.17×10-2Ω·cm。当衬底温度在400~500℃范围内变化时,在475℃时取得最佳电学性能,电阻率为2.26×10-2Ω·cm。在整个实验条件下,当Ar/O2为8、溅射功率为180W、衬底温度为450℃、溅射压强为0.5Pa、溅射时间为11min时,薄膜具有最佳的导电性能,电阻率为1.45×10-2Ω·cm。     

氧流量对直流反应磁控溅射制备TiO2薄膜的光学性质的影响

应用DC(直流)反应磁控溅射设备在硅基底上制备TiO2薄膜,在工作压强为2.0×10-1 Pa,氩气流量为42.6 sccm,溅射时间为30 min的条件下,通过控制氧流量改变TiO2薄膜的光学性质.应用n&k Analyzer 1200分析器测量,当氧流量增加时薄膜的平均反射率降低,同时反射低谷向中心波长(550 nm)处移动,薄膜的消光系数k有增大的趋势,但对薄膜的折射率影响不大.通过XRD和SEM表征发现,随着氧流量的增加金红石相的TiO2增多,并且表面趋于致密平滑.     

不同压强下制备镓-镁共掺杂氧化锌薄膜的性能研究

以镓-镁掺杂的氧化锌(ZnO)陶瓷靶作为溅射源,采用磁控溅射技术在玻璃基片上沉积镓-镁共掺杂ZnO(ZnO:Ga-Mg)薄膜样品.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)的测试表征,研究了压强对ZnO:Ga-Mg样品结构性质和薄膜内应力的影响.结果表明,所有薄膜样品均为六角纤锌矿晶体结构并具有(002)择优取向生长特性,压强对其结晶性能和内应力具有明显的影响.当压强为3.5 Pa时,ZnO:Ga-Mg薄膜样品具有最强的(002)衍射峰、最大的平均晶粒尺寸、最小的张应力和最好的晶体质量.     

磁控溅射参数对钛酸锶钡薄膜生长及介电性能的影响

使用射频磁控溅射系统在Pt/SiO_2/Si基片上沉积了Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3(BST)薄膜,研究了溅射过程中氧氩比与溅射总气压对BST薄膜生长过程及介电性能的影响。通过XRD衍射仪、原子力显微镜等对在不同条件下制备出的薄膜样品进行了性能测试和分析。结果表明:增加氧氩比能够增加薄膜表面晶粒尺寸,提升薄膜的结晶度,增加薄膜的介电常数并降低介电损耗,但同时也会降低薄膜的沉积速率;增加溅射气压会导致薄膜表面晶粒尺寸减小、结晶度降低,薄膜的沉积速率随着溅射气压的增加呈现先增加后降低(溅射气压大于2Pa时)的趋势。     

氧气流量对TiO_x薄膜结构和光学特性的影响

用直流反应磁控溅射法在未加热的玻璃基片上制备出晶态TiOx(x2)薄膜,研究关键工艺因素即氧气流量对薄膜的沉积速率、表面形貌、显微结构和光学特性的影响。研究结果表明:随着氧气流量增加,薄膜的沉积速率从38.54nm/min下降到3.28nm/min,溅射模式也从转变模式过渡到氧化模式,薄膜表面均方根粗糙度逐渐减小,表面更趋平整;当氧气流量≤5mL/min时,得到不透明的晶态TiOx(x2)薄膜;当氧气流量5mL/min时,所沉积的TiOx薄膜呈透明非晶态,薄膜平均透射率高于80%。     

射频磁控溅射工作气压对涤纶面料表面镀膜的影响

运用射频磁控溅射技术在涤纶非织造面料表面进行溅射镀膜,采用金属和金属氧化物靶材,探讨工作气压对薄膜沉积速率的影响,寻求最佳的溅射工艺参数.用扫描电镜分析镀膜表面微观结构,并测量薄膜厚度,结果表明,沉积速率从大到小分别是铜膜、不锈钢膜、不锈钢氧化膜、铜氧化膜和二氧化钛膜.金属膜在工作气压1.0~1.2 Pa达到最大的沉积速率;而金属氧化物膜在工作气压大约为2.8 Pa时薄膜沉积速率最大.镀膜后的织物外观因薄膜材料不同而呈现不同的颜色:铜膜为黄棕色,不锈钢膜为淡土黄色,铜氧化膜为黑色,不锈钢氧化膜为咖啡色,二氧化钛膜为淡黄色.     

氩气分压与膜厚对溅射Al膜微结构及应力的影响

在不同氩气分压下,用直流溅射法在室温Si基片上制备了不同厚度的Al膜。用光学干涉相移法和X射线衍射技术,对薄膜应力和微结构进行了测试分析。微结构分析表明:制备的Al膜均呈多晶状态,晶体结构仍为面心立方;氩气分压分别为1Pa和3Pa的Al膜相比,1Pa下制备的薄膜结晶程度明显优于3Pa下制备的薄膜。1Pa下Al膜平均晶粒尺寸随膜厚的增加由17.9nm逐渐增大到26.3nm;晶格常数由0.4037nm增大到0.4047nm,均比标准值0.40496nm稍小。应力分析表明:同一工作气体压强(氩气分压)下,Al膜的平均应力随着膜厚的增加变小,应力分布趋向均匀。相同时间1Pa和3Pa的Al膜,其微结构和应力有较大差别。     

无机盐对气藏砂岩表面动态润湿性的影响研究

为了研究低矿化度水水驱过程中盐离子及矿化度与岩石润湿性的关系,用接触角测定仪测定了盐水在砂岩表面的接触角随时间的变化,并对变化机理进行了探讨。结果表明:液固之间的接触角随时间的增加而减小,初期减小速度较大,后期较小;水相中盐离子增加了砂岩表面的疏水性,降低了水在砂岩表面的润湿速率,润湿速率随矿化度的增加先增加后降低;Ca2+、Mg2+对润湿性的影响大于Na+。