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.     

射频功率对反应磁控溅射法沉积的a-C:F薄膜的影响

以高纯石墨作靶、CHF3／Ar作源气体，采用反应磁控溅射沉积法制备了具有低介电常数(k～2．18)的氟化非晶碳(a—C：F)薄膜．薄膜的结构和性质由红外吸收光谱、紫外可见光光谱、沉积速率及介电常数等作了表征，有关数据显示，薄膜的沉积速率随着射粒输入功率的增大而上升，所沉积的a—C：F薄膜中存在着一定比例的苯环结构，改变射频功率可以改变薄膜中的F／C比值，调制薄膜中环式结构与链式结构的比例，从而影响薄膜的介电常数和光学带隙等性能。     

中频反应磁控溅射制备氧化铝薄膜的工艺探索

采用中频反应磁控溅射工艺进行氧化铝薄膜的沉积实验,研究了反应气体(O2)含量和溅射功率与薄膜沉积速率的关系,并探讨了氧化铝薄膜制备过程中存在的"迟滞回线"问题.     

基底偏压对磁控溅射沉积MoSi2薄膜结构及力学性能的影响

针对不同基底偏压下制备的MoSi_2薄膜呈现不同结构及性能的问题,采用直流磁控溅射工艺,在单晶硅表面制备了MoSi_2薄膜。采用X射线衍射仪、场发射扫描电镜、原子力显微镜和纳米压痕仪等分析手段,探究了基底偏压对磁控溅射沉积MoSi_2薄膜形貌结构、生长特性、组织和性能的影响。研究结果表明:不同基底偏压制备的薄膜主要为六方相MoSi_2,且存在明显的(111)面择优取向。基底偏压和基底温度的协同作用,使薄膜的自退火效应更加明显。随着基底偏压的增加,薄膜的结晶效果显著提高,并出现四方相MoSi_2和Mo_5Si_3相。基底偏压的增加使薄膜的厚度、弹性模量及纳米硬度先上升后下降。当基底偏压为-100 V时,薄膜的厚度、弹性模量及纳米硬度达到最大值,分别为1 440 nm、192.5 GPa和10.56 GPa。     

反应磁控溅射法制备的氟化类金刚石薄膜摩擦特性的研究

以高纯石墨做靶、CHF3/Ar为源气体采用磁控溅射法在不同射频功率条件下制备了氟化类金刚石(F-DLC)薄膜.利用原子力显微镜、纳米压痕、拉曼光谱、红外光谱和摩擦磨损测试仪对薄膜的表面形貌、硬度、键态结构以及摩擦学性能作了具体分析.测试结果表明,制备的薄膜整体较均匀致密,表现出了良好的抗磨减摩性能.当射频功率为120W时,薄膜的摩擦因数低至0.41左右.AFM和纳米压痕显示,薄膜摩擦因数受表面粗糙度和硬度影响,但并非成单调对应关系.拉曼和红外透射光谱表明,随着功率的增加,薄膜中的芳香环比例增加,sp3杂化含量减小,结果显示,CF2反振动强度的减弱和C—C链中较少量H原子的键入都可能得到相对较低的薄膜摩擦因数.     

磁控溅射沉积TiN薄膜工艺优化

磁控溅射TiN薄膜的力学和腐蚀性能与薄膜的结构密切相关,而其结构又取决于薄膜的制备工艺.采用正交实验方法对影响TiN薄膜结构和性能的重要参数如电流、负偏压、氮流量和基体温度等进行优化,以期获得更优的制备工艺条件.实验结果显示,其对TiN薄膜纳米硬度影响由大到小的次序为：基体温度＞负偏压＞电流＞氮流量;对膜/基结合力的影响由大到小的顺序为：基体温度＞氮流量＞电流＞负偏压.综合考虑TiN薄膜的纳米硬度和膜/基结合力,获得的最优方案为：基体温度300℃,电流0.2A,负偏压-85 V,标准状态下氮流量4 mL/min.     

磁控溅射TiN薄膜工艺参数对显微硬度的影响

测试了各种工艺参数下磁控溅射制备TiN薄膜的显微硬度，并研究了TiN薄膜硬度随偏压、N2流量及溅射功率的变化．实验结果表明：N2流量对薄膜性能和结构影响较大，随着N2流量的增加，氮化钛薄膜的硬度先急剧上升，到15mL／s时达到最大值，然后氮化钛薄膜硬度平缓下降，在无偏压的情况下，氮化钛薄膜的硬度很低，加偏压后，由于离子轰击作用，薄膜硬度增加，但过高的负偏压反而会降低氮化钛薄膜硬度．     

中频溅射法制备薄膜电池正极LiCoO2薄膜结构的研究

采用大型中频磁控溅射系统制备了全固态薄膜电池用LiCoO_2阴极薄膜材料,研究了退火前后其结构及形貌的变化。结果表明,沉积的LiCoO_2薄膜具有晶态结构;沉积状态薄膜的晶体取向决定着退火后薄膜的晶体择优取向,退火只是使晶粒更加完整,并使择优取向发展得更好;沉积过程的O_2/Ar(氧分压)对薄膜的晶体取向影响很大,适当控制沉积条件,采用工业规模的中频磁控溅射设备可以制备出取向良好的LiCoO_2薄膜阴极材料。     

中频非平衡磁控溅射制备Ti-N-C膜

采用霍尔离子源辅助中频非平衡磁控溅射技术,通过改变工作气氛、偏压模式、溅射电流以及辅助离子束电流,在不锈钢材料基体上制备了Ti/TiN/Ti(C,N)硬质耐磨损膜层.对薄膜的颜色、晶体结构、膜基结合力等性能进行了检测分析.结果表明:膜层的颜色对工作气氛非常敏感,反应溅射中工作气氛的微小变化会引起表面膜层颜色很大的变化.在正常的反应气体进气量范围内和较小的基体偏压下,薄膜的晶体结构没有明显的择优取向.但是反应气体的过量通入会使薄膜的晶体结构出现晶面择优取向趋势.非平衡磁控溅射成膜技术对薄膜晶体结构的择优取向影响并不是很大.在镀膜过程中施加霍尔电流,可以有效地增加膜基结合力.     

中频磁控溅射法制备氧化锌钇薄膜及其性能研究

利用中频磁控溅射法，溅射氧化锌钇（ZYO）陶瓷靶材，在玻璃基底上制备ZYO透明导电薄膜。研究了氧化钇掺杂量和基底温度对薄膜的结构、电学性能和光学性能的影响。结果表明，ZYO薄膜为钎锌矿型结构，呈c轴择优取向，平均可见光透过率（400-800nm）达到80％以上。制备的ZYO薄膜具有的最低电阻率为1．18×10^-3Ωm。     

射频溅射制备碳氮薄膜及其结构分析

报道了用射频等离子体溅射的方法在高阻单晶硅衬底上制备碳氮非晶薄膜，并利用拉曼光谱和红外吸收谱对其进行的结构分析研究．分析结果表明该膜中氮主要以ＣＮ，ＣＮ键形式与碳结合．在对薄膜进行退火处理后，薄膜的红外透过率增加，同时还观察到ＣＮ单键的红外吸收峰．说明高温退火对ＣＮ单键的形成有促进作用     

反应磁控溅射制备五氧化二铌光学薄膜

利用低频反应磁控溅射制备五氧化二铌光学薄膜.薄膜的微结构、表面形貌和光学性质等分别采用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、原子力显微镜和紫外可见近红外分光光度计等观察和测量.测量发现溅射制备的光学薄膜为非晶结构,具有很好的表面平整度,厚度为515nm,光学波长为550nm处的折射率为2.264,可见光波段的消光系数小于10-3,光学带隙为3.49eV.结果表明制备的五氧化二铌膜是性能良好的光学薄膜.     

Si（111）表面离子束辅助沉积对类金刚石薄膜结构影响的计算机模拟

本文选C2分子和Ar离子作为沉积源和辅助沉积粒子,采用分子动力学（MD）方法在Si（111）面上模拟研究了离子束辅助沉积（IBAD）类金刚石（DLC）膜的物理过程.重点讨论了C2分子和Ar离子的入射能量及到达比（Ar/C）对平均密度和sp^3键含量的影响,并与Si（001）-（2×1）表面生长类金刚石膜的结果进行比较.结果表明,到达比和入射能的改变,对薄膜结构的影响不同;Si（111）面上生长类金刚石膜,薄膜在衬底的附着力更强.     

衬底温度和退火处理对类金刚石非晶碳膜光电发射谱的影响

在硅衬底下,用等离子辉光放电的方法制备了一组衬底温度为20℃、100℃、200℃和280℃的样品。在光电子能谱仪中测量了它们在HeⅠ(21.2eV)激发下的UPS谱。此外还测量了衬底为常温的样品在退火温度为200℃、350℃、500℃、700℃和800℃时的UPS谱。实验结果表明,衬底温度在200℃至280℃时,金刚石成分略有增加,当退火温度低于350℃时,金刚石成分有所增加,但高于350℃后,迅速向石墨方向转化。本文对实验结果进行了讨论,认为氢在其中起了重要作用。     

热处理条件对喷雾沉积法制备的BiSrCaCuO膜的超导电性的影响

研究了热处理条件对用喷雾沉积法制备BiSCaCuO膜的超导电性的影响。实验表明,膜的超导转变温度对热处理条件是十分灵敏的,最好的热处理条件是:在890℃烧结3 min后迅速降到860℃再恒温30min,然后以10℃/min的速率降至室温。     

椭偏谱法测量类金刚石薄膜的质量

应用椭偏光谱法研究了一系列不含氢DLC样品,讨论了样品制备与测量、模型的建立及多样品分析法和椭偏数据拟合,表明椭偏光谱法可以确定DLC膜的厚度,并可反映出sp3成份百分比变化与制备时偏置电压的关系.     

磁控溅射类金刚石碳膜的显微硬度

采用显微硬度测试方法,研究在单晶硅衬底上沉积厚度仅为0.09-0.56μm的磁控溅射类金刚石碳膜的力学性能。结果表明,溅射碳膜的硬度随溅射工艺参数呈规律性变化,且可以和碳膜的类金刚石性质以及碳膜结构的SP~3和SP~2成分的变化相联系。采用Johnson复合硬度模型进行的分析表明,溅射碳膜的真实硬度在HV6000-6600之间,比天然金刚石的硬度略低。溅射类金刚石碳膜具有明显的压痕尺寸效应(ISE),其指数约为m=1.9。     

双离子束法沉积类金刚石膜的耐腐蚀特性

对双离子束法在K_q玻璃上制备DLC膜的耐酸碱溶液和有机溶剂腐蚀特性进行了研究,给出了不同制备参数对膜层耐腐蚀特性的影响,并对腐蚀机理进行了探讨。     

高功率准分子激光沉积类金刚石膜的热稳定性

在不同温度下(200~ 800 ℃) 将高功率准分子激光溅射方法沉积的类金刚石膜进行退火实验. 利用Raman和XPS光谱分析类金刚石膜在退火过程中的化学键合结构变化. 结果表明, 类金刚石膜是由少量的sp² C键和大量的sp³ C键组成的非晶态碳膜. 在退火温度小于600 ℃范围内, 类金刚石膜的热稳 定性较好; 退火温度高于600 ℃时, 类金刚石膜中的sp³ C键逐渐向sp ² C键转变, 当退火温度升到800 ℃时, 类金刚石膜中sp³ C键含量由 退火前的大约70%下降到40%. 可见, 高温退火能导致类金刚石膜的石墨化趋势.     

类金刚石碳膜在大气热退火过程中的稳定性

本文对双离子束溅射淀积法制备的类金刚石碳膜进行了大气中的热退火研究。退火温度３００℃，时间分别为１．５ｈ和３．０ｈ。对退火前后的样品分别作了红外透射谱、Ｒａｍａｎ光谱和电阻率的测量，并在退火过程中对膜层电阻率进行了即位测量。结果表明，３００℃的退火并不能使膜层中的Ｃ－Ｈ键断裂，而使膜层结构趋于完整，膜层氧化变薄，其电阻率和红外透过率过率增高；但退火对膜的影响程度只与退火温度有关，而与退火时间无关。