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。     

射频等离子体聚合多层复合薄膜的制备及性能

采用等离子体聚合方法,分别以甲基丙烯酸甲酯、正硅酸乙酯和甲基丙烯酸三氟乙酯为原料制备了3种聚合物薄膜,并利用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、紫外可见光谱(UV-vis)和接触角(ContactAngle)等方法研究了不同条件下所得的聚合物薄膜的表面形貌、表面粗糙度、光学透明性及疏水性等性能.研究结果表明:聚甲基丙烯酸甲酯薄膜具有最好的可见光透过率和最佳的表面粗糙度(RMS).聚正硅酸乙酯薄膜的表面粗糙度随射频功率变化不大.聚甲基丙烯酸三氟乙酯薄膜在低功率下有较低的表面粗糙度,但随着入射功率的增加,等离子体刻蚀作用使得表面粗糙度增加.SEM照片表明聚甲基丙烯酸甲酯薄膜表面平坦致密无针孔.静态接触角测试结果表明三种聚合物薄膜都有较好的疏水性能,以聚甲基丙烯酸三氟乙酯薄膜的疏水性能最佳.利用等离子连续聚合的方法制备了聚甲基丙烯酸甲酯薄膜/聚正硅酸乙酯/聚甲基丙烯酸三氟乙酯3层复合薄膜,并对复合膜的性能进行了表征.     

共面介质阻挡放电蒸发聚四氟乙烯沉积碳氟膜的研究

首次将共面型介质阻挡放电(C-DBD)应用于蒸发聚四氟乙烯(PTFE)并沉积制备了碳氟膜,制备的碳氟膜尺寸为50~100 nm,其表面均方根(RMS)粗糙度为15.55 nm(测量面积为10μm × 10μm).发射光谱表明,C-DBD产生了能量较高的电子激发态Ar原子(12.9～13.5 eV).该方法装置简单,在常温常压下操作,薄膜沉积速率快,而且环境友好.     

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.     

等离子体改性PDMS表面的电源工况分析

配电网线路因低温恶劣环境存在覆冰问题,对供电系统可靠性产生重大危害,使用疏水薄膜或涂层能有效预防覆冰。高效低成本制备适配线路的疏水涂层是一个实用课题。利用He(Ar)/CH4/C4F8混合气体,等离子体改性聚二甲基硅氧烷(PDMS)制备疏水表面,该表面可包裹线路外层提供疏水性能。研究放电电压等级、放电极间距、放电时间和放电频率对等离子体改性制备疏水表面的影响。利用COMSOL软件分析PDMS微通道电场强度分布,探究等离子体分布情况。基于仿真结果,设计实物实验,通过测量PDMS改性表面接触角、粗糙度和表面形貌成分,以及拍摄气体放电图像,验证与分析了各因素作用机理。最后,选择合适工况成功制备符合预期的PDMS疏水表面,并测试其具有良好稳定性。     

Ni在Ni(100)面的薄膜生长的蒙特卡罗模拟

采用晶格动力学蒙特卡罗(KLMC)方法模拟Ni在Ni(100)面的薄膜生长,对原子的沉积、吸附、扩散、成核、生长等微观过程采用了合理的模型,研究基板温度和沉积速率对薄膜的生长形貌和表面粗糙度的影响.模拟结果表明:沉积在基板上的原子逐步由各个离散型变成紧致型的近四方形的岛,并由二维向三维岛转变,最后连接成膜;基板温度越高,沉积速率越低,生成的薄膜越平整,粗糙度越小;沉积速率一定,表面粗糙度随着基板温度的增加而减小,当基板温度达到一定值时粗糙度降为零.     

O2流量对O2/C4F8等离子体刻蚀SiCOH低k薄膜的影响

研究了O2/C4F8等离子体刻蚀SiCOH低k薄膜时O2流量对刻蚀率、表面结构的影响,及其放电等离子体特性的关联.发现O2流量的增大可以极大地提高多孔SiCOH薄膜的刻蚀速率,降低表面的粗糙度,减少SiCOH薄膜表面的C:F沉积.等离子体特性的光谱分析表明,O2的添加,增强了C与O之间的反应,从而在Si、F反应刻蚀Si的同时,C、O之间的反应使C消耗,实现Si、C的同步刻蚀,从而获得SiCOH低k薄膜的高刻蚀率和低粗糙度表面.     

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%。     

中频磁控溅射制备a-C:H薄膜中沉积功率的影响

采用中频反应磁控溅射方法,在不同溅射沉积功率下,在单晶Si基片上沉积了a-C:H薄膜.研究了不同沉积功率对a-C:H薄膜的形貌、硬度、弹性的影响,并用Raman和FITR分析了引起a-C:H薄膜形貌和力学性能变化的原因.结果表明,沉积功率对薄膜的形貌、硬度和弹性都有很大的影响,在功率为140 W时沉积的a-C:H薄膜表面致密,具有最大的硬度和弹性模量.     

电弧离子镀沉积碳膜的结构和疏水性能

为了研究脉冲偏压对薄膜结构和疏水性能的影响,采用电弧离子镀技术在不锈钢和硅基底材料上沉积了纯碳薄膜,在保持直流偏压、频率和占空比等工艺参数稳定的情况下,在不同脉冲偏压下制备获得纯碳薄膜.分别利用X线衍射仪、X线光电子能谱、扫描电镜、摩擦磨损仪和接触角测量仪对薄膜样品的微观结构、表面形貌、摩擦系数和疏水性能进行测试.结果表明:沉积所得纯碳薄膜均呈非晶态,随着脉冲偏压的升高,纯碳薄膜表面形貌质量先变好再变坏;摩擦系数先变小后变大,但变化幅度不大;接触角先减小后增大.脉冲偏压为300 V时,样品表面形貌最平整,摩擦系数最小,为0.192;在脉冲偏压为500V时,纯碳薄膜样品的接触角平均值最大,为102.53°,疏水性能最好.     

射频溅射ZrO_2薄膜的摩擦学特性

利用磁控射频反应溅射方法制备了 ＺｒＯ２薄膜。分析了工艺对薄膜结构的影响，结构与摩擦学特征的关系。研究表明，氧分压和基片温度是影响薄膜结构，从而影响其摩擦学特性的关键因素。     

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。     

氧压对用PLD法制备的ZnO薄膜的特性影响

通过脉冲激光沉积方法在不同的氧压中制备ZnO 薄膜.用X射线衍射(XRD)谱、原子力显微镜(AFM)及光学透过率谱表征了薄膜的结构和光学特性.XRD谱和AFM显示在生长压力为2Pa时获得了较好的结晶薄膜,随着氧压的提升薄膜表面平整,晶粒均匀.光学透过率谱显示在生长压力为5Pa时有较好的光学特性.     

Fabrication of high quality strained SiGe on Si substrate by RPCVD

In this study,the growth kinetics of SiGe in a reduced pressure chemical vapor deposition system using dichlorosilane(SiH2Cl2) and germane(GeH4) as the Si and Ge precursors were investigated.The SiGe growth rate and Ge content were found to depend on the deposition temperature,GeH4 flow and reactor chamber pressure.The SiGe growth rate escalates with increasing deposition temperature,while the Ge content is reduced.The SiGe growth rate accelerates with increasing GeH4 flow,while the Ge content increases more slowly.According to the experimental data,a new relationship between Ge content(x) and F(GeH4)/F(SiH2Cl2) mass flow ratio is deduced:x2.5/(1x) = nF(GeH4)/F(SiH2Cl2).The SiGe growth rate and Ge content improve with increasing reactor chamber pressure.By selecting proper precursor flows and reactor pressure,SiGe films with the same Ge content can be fabricated at various temperatures.However,the quality of the SiGe crystals is clearly dependent on the deposition temperature.At lower deposition temperature,higher crystalline quality is achieved.Because the growth rate dramatically drops with lower temperatures,the optimum growth temperature must be a compromise between the crystalline quality and the growth rate.X-ray diffraction,Raman scattering spectroscopy and atomic force microscopy results indicate that 650°C is the optimum temperature for fabrication of Si0.75Ge0.25 film.     

直流磁控反应溅射制备Al2O3薄膜的工艺研究

应用直流磁控反应溅射技术在不锈钢基体上制备Al2O3薄膜,研究了溅射气压、氧气流量和基体温度对Al2O3薄膜的沉积速率和膜基结合力的影响规律。结果表明,随着压力的增大,沉积速率和膜基结合力先增大后减小,在压力为1.0 Pa时最大;随着氧气流量的增加,沉积速率和膜基结合力也随之不断减小;随着温度的升高,沉积速率和膜基结合力略有下降。利用扫描电子显微镜观察了薄膜与基体界面及薄膜的表面微观形貌,薄膜与基体的结合性好,薄膜表面晶粒大小均匀,组织致密。     

TiO2薄膜折射率的调控方法

采用电子束蒸发技术及其辅助工艺制备了TiO2薄膜,利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)对薄膜的组织结构进行了表征,采用紫外可见分光光度计研究了TiO2薄膜的折射率变化.结果表明:传统电子束蒸发镀制的TiO2薄膜的折射率低于块体值,通过调节氧气压、沉积速率和衬底温度可在1.97～2...     

CdTe薄膜的射频磁控溅射制备及表征

采用射频磁控溅射技术制备了CdTe薄膜,使用探针式台阶仪、X射线衍射分析仪、紫外可见分光光度计、扫描电镜等表征了薄膜的厚度、结构、透过率、表面形貌等随溅射工艺的变化.结果表明:沉积速率随着功率的增加而增加,随气压的增加而呈线性减小;薄膜的结晶程度随气压增大而降低;功率从100 W增大到180 W,出现了CdTe薄膜晶相从立方相向六方相的转变;当沉积条件为纯氩气氛、气压0.3 Pa、功率100 W、室温时,沉积的CdTe薄膜结晶性能最好.     

Electric transmission behavior of self-assembled Cu–W nano multilayers

Metallic nano multilayers were usually prepared by dual targets alternating deposition method. In this paper, a series of self-assembled Cu–W nano multilayers with different modulation periods were deposited on single crystal silicon substrate by dual targets confocal magnetron sputtering technique. The self-assembled film presented an alternation of W-rich layer and Cu-rich layer. The degree of coherence of the layered interface can be adjusted by controlling both the solid solubility of W-rich and Cu-rich layers. The film resistance increment of the self-assembled Cu–W multilayers is only 14% when the modulation period decreases from 68.2 nm to 5.3 nm,having less size effect compared to the film prepared by alternating deposition method. It noticed that the film resistance even decreased slightly when the modulation period decreased to below 5.3 nm. These results suggested that the coherence could weak the interface scattering ability to electrons, so the self-assembled Cu–W multilayers have lower resistance than the multilayer prepared by alternating deposition technique. This study presented a new pathway to enhance the conductivity of the multilayers.     

An experimental study of tin partition between melt and aqueous fluid in F/Cl-coexisting magma

In order to investigate the formation mechanism of tin ores associated with F-bearing granite, an ex-perimental study of tin partition between F-bearing granitic melt and coexisting HCl-bearing aqueous fluid was conducted at 850℃ and 100MPa with fo2 approaching NNO. Geochemical behavior of tin was traced by changes in starting solid materials with different alumina saturation index ASI, in F content and in starting fluids of various HCl concentrations. The results show that DSn increases with ASI of melt and peraluminous melt is favorable for tin partition into aqueous fluid in the F/Cl-coexisting sys-tem. Aqueous fluid of higher HCl concentrations is advantageous for enrichment of tin. Furthermore, chlorine contents in glass run products correlate positively with F and Cl contents in the magma. In the F/Cl-coexisting system, granitic melts with high F contents (> ~1 wt%) could extract and enrich tin in the melt which can serve as a reservoir for the formation of tin ores. However, the partition coefficient of tin would increase significantly when F contents in the melt were below 1 wt%. Therefore, the de-crease of F contents is favorable to the partition of tin into aqueous fluid with high HCl contents, thus promoting deposition of hydrothermal tin ores.     

PECVD法制备氢化非晶硅薄膜材料

采用等离子增强化学气象沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition,PECVD)法在普通玻璃上沉积非晶硅薄膜材料.通过控制变量分别研究了p,n层的掺杂浓度、氢稀释度及i层的反应气压对薄膜材料性能的影响.结果表明:p层材料在掺杂浓度为6.67%、氢稀释度为10.6时有较高的暗电导率和较低的沉积速率;n层材料在掺杂浓度为3.33%、氢稀释度为8.3时有较高的暗电导率和较低的沉积速率;i层材料在反应气压为95 Pa、氢稀释度为15时有较高的光暗电导率之比.