磁控溅射沉积Cu-W薄膜的结构及性能

 以磁控溅射制备W原子数分数为2.1%~53.1%的Cu-W薄膜,用EDX、XRD、TEM、SEM、显微硬度计和四探针电阻仪对薄膜成分、结构和性能进行表征,研究薄膜中W含量的变化对薄膜结构及性能的影响.结果表明,Cu-W薄膜呈纳米晶结构,含x=2.1%~16.2%W的Cu-W膜中存在W在Cu中的铜基fcc Cu(W) 非平衡亚稳过饱和固溶体,Cu-36.0%W膜中存在fcc铜基和bcc钨基双相固溶体,含x=48.7%~53.1%W的Cu-W膜则存在Cu在W中的钨基bcc W(Cu)亚稳过饱和固溶体.具两相结构的Cu-36%W薄膜的显微硬度最大,而Cu-W膜电导率则随W含量上升而持续降低.400 ℃退火1 h后,Cu-W薄膜发生基体相晶粒长大,硬度降低,但电导率提高.Cu-W薄膜在退火后结构和性能变化的主要原因是退火中基体相晶粒发生了长大.     

Structural and magnetic properties of micropolycrystalline cobalt thin films fabricated by direct current magnetron sputtering

Pure cobalt (Co) thin films were fabricated by direct current magnetron sputtering, and the effects of sputtering power and pressure on the microstructure and electromagnetic properties of the films were investigated. As the sputtering power increases from 15 to60 W, the Co thin films transition from an amorphous to a polycrystalline state, accompanied by an increase in the intercrystal pore width.Simultaneously, the resistivity decreases from 276 to 99μΩ·cm, coercivity increases from 162 to 293...     

不同氛围溅射HfO_2栅介质薄膜的电学性能和界面微结构

本文研究了不同沉积氛围(纯Ar,Ar+O2和Ar+N2)中射频磁控溅射制备HfO2薄膜的介电性能和界面微结构.实验结果表明在纯Ar氛围室温制备的HfO2薄膜具有较好的电学性能(有效介电常数ε-r～17.7;平带电压～0.36 V;1 V栅电压下的漏电流密度～4.15×10-3 A cm-2).高分辨透射电子显微镜观测和X射线光电子能谱深度剖析表明,在非晶HfO2薄膜和Si衬底之间生成了非化学配比的HfSixOy和HfSix混合界面层.该界面层的出现降低了薄膜的有效介电常数,而界面层中的电荷捕获陷阱则导致薄膜电容-电压曲线出现顺时针的回线.     

RF磁控溅射技术制备TiO2-xNx薄膜及组成和结构研究

利用RF磁控溅射技术(Ar,N2和O2混合气体,Ti金属靶)制备TiO 2-xNx薄膜.用XRD和XPS对其结构和组成进行表征,结果表明:在实验系统中的N2含量在13%～17%之间,可以得到高质量的TiO 2-xNx薄膜,β-N为 TiO 2-xNx薄膜的主要成分;不同含N量的TiO 2-xNx薄膜的结构和组成的光学催化活性不同.     

射频磁控溅射沉积SiO2膜的研究

研究以射频磁控溅射法在Ｓｉ衬底上沉积ＳｉＯ２膜．这一方法避免了高温氧化法对器件性能的损害．在结构和物理性能上对ＳｉＯ２进行了多方面的测试和分析．结果表明，ＳｉＯ２膜具有：１）微晶结构，结构致密、表面均匀、无针孔等．２）优良的物理性能，腐蚀速率（在Ｐ腐蚀液中）０．２０～０．２４ｎｍ／ｓ，击穿场强２．６×１０７～４．４×１０７Ｖ／ｃｍ．可以得出结论：射频磁控溅射法沉积的ＳｉＯ２膜与热氧化法沉积的ＳｉＯ２膜具有相同的物理性质．     

磁控溅射沉积镓掺杂氧化锌薄膜的微观结构性质研究(英文)

采用磁控溅射工艺在玻璃衬底上沉积镓掺杂氧化物透明导电薄膜样品,通过X-射线衍射仪的测试表征及其定量分析研究了薄膜样品的结晶性质和微观结构性能.结果表明,所沉积的样品均为六角纤锌矿型的多晶结构并具有(002)择优取向生长特性,其晶格常数、晶面间距和Zn-O键长等参数与标准值一致.当膜厚为570 nm时,薄膜样品的(002...     

溅射功率对氧化铝薄膜结构和光学性能的影响

采用射频反应磁控溅射法,在K9双面抛光玻璃基底上制备了一系列不同溅射功率的Al2O3薄膜,并对部分薄膜进行退火处理.利用X线衍射法对Al2O3薄膜退火前后的晶体结构进行分析,采用椭圆偏振光谱仪对薄膜的厚度、折射率和消光系数进行测试和拟合.实验结果表明:测射功率在100~300 W时,沉积的Al2O3薄膜退火前后均为非晶态;薄膜在可见光范围内具有良好的透光性能,透射率接近90%,为透明膜;薄膜的沉积速率随溅射功率的增大而增大;薄膜在可见光波段的折射率n随波长的增大而减小,平均值随溅射功率的增大呈现出先增大后减小的变化趋势;薄膜消光系数k的平均值亦随溅射功率的增大呈现先增大后减小的变化趋势.     

Microstructure and properties of indium tin oxide thin films deposited by RF-magnetron sputtering

Tin-doped indium oxide （ITO） thin films were prepared using conventional radio frequency （RF） planar magnetron sputtering equipped with IR irradiation using a ceramic target of In2O3/SnO2 with a mass ratio of 1：1 at various IR irradiation temperatures T1 （from room temperature to 400 ℃ ）. The refractive index, deposited ratio, and resistivity are functions of the sputtering Ar gas pressure. The microstructure of ITO thin films is related to IR T are amorphous at the temperature ranging from 1, the crystalline seeds appear at T1 = 300℃, and the films 27 ℃ to 400 ℃.     

Preparation and magnetic properties of CoFe2O4/TiO2 composite films

Using （Ti（OC4H9）4） and metal chlorates as starting materials, CoFe2O4/TiO2 composite films were prepared by sol-gel method. The effects of heat treatment temperature and pH of the precursor on microstructure and magnetic properties were studied. The phase structure of the samples was examined by X-ray diffraction. The microstructure was examined by scanning electron microscope, atomic force microscope and polarized microscope. The magnetic property was measured by vibrating sample magnetometer. The results show that the crystals of different phases grow up independently. CoFe2O4 is uniformly embedded into the TiO2 matrix in the prepared composite films, and the growth of composite films is dependent on the heat treatment temperatures and PH of the precursor. The average size of CoFe2O4 crystal is 19 nm in Nanocomposite film prepared when the heat treatment temperature is 800℃ and the pH of the precursor is between 2 and 3. The magnetism of the composite films is enhanced as the heat treatment temperature increases.     

磁控溅射工艺中靶材溅射功率对BCMg薄膜性能影响

采用多靶磁控共溅射技术,利用高纯B、C及Mg单质靶材为溅射源,573K下在单晶Si(001)表面成功制备硬质非晶态BCMg薄膜.背散射扫描电镜(SEM)图显示薄膜成分均匀,与基体Si片结合良好.X射线光电子能谱(XPS)分析表明薄膜中存在B—B、B—C、C—Mg等键态.X射线衍射仪(XRD)及高分辨透射电镜(HRTEM)测试结果表明薄膜为非晶态结构.某单质靶材溅射功率提高时,沉积速率及相应元素在薄膜中的含量随之上升.随着薄膜中B含量增加,薄膜中B—B共价键数量增多,BCMg薄膜硬度与断裂韧性均上升.B含量为85%时,BCMg薄膜硬度及断裂韧性分别达到33.9GPa及3MPa·m1/2.     

溅射功率对GeSb2Te4膜形貌及力学性能的影响

利用电子回旋共振CVD设备的射频磁控溅射方法制备了GeSb2Te4膜,采用原子力显微镜、纳米硬度计以及侧向力显微镜考察了不同溅射功率对GeSb2Te4膜表面微观结构以及力学性能的影响．结果表明：在一定的溅射功率范围内,由于薄膜生长方式从三维向二维的转化,薄膜的表面粗糙度随功率的增大而降低,而且薄膜致密度也随之提高,从而使得非晶态GeSb2Te4膜硬度和弹性模量增大．利用能量密度理论对这一现象进行了分析．另外,由于表面能等因素的影响,功率为63W制备的GeSb2Te4膜粘附力较高,摩擦系数却较小．     

Microstructure and magnetic properties of FePt/MgO multilayers deposited by RF magnetron sputtering

FePt (50 nm) and [FePt(a nm)/MgO(b nm)₅/glass (a=1, 2, 3; b=1, 2, 3) films were prepared by radio frequency (RF) magnetron sputtering technique, and then were annealed at 600℃ for 30 min. The effect of MgO layer thickness on the structures and magnetic properties of the FePt/MgO multilayers was investigated. The coercivities and inter-grain interactions of the FePt/MgO films were decreased, yet the degree of (001) texturing drastically increased with the increase in MgO layer thickness when the FePt layer thickness was fixed. Thus, the FePt/MgO films with appropriate coercivities, high perpendicular anisotropy, and weak intergrain interactions were obtained by controlling the MgO layer thickness. Overall, these results indicate that the FePt/MgO nanostructured films are promising candidates for future high-density perpendicular recording media.     

Si83Ge17／Si压应变衬底上HfO2栅介质薄膜的电学性能

本文用射频磁控溅射方法在p-si83Ge17／Si压应变衬底上沉积制备Hf02栅介质薄膜,研究其后退火处理前后的电学性能,并与相同条件沉积在无应变p-Si衬底上Hf02薄膜的电学性能进行对比研究．物性测试分析结果表明,沉积Hf02薄膜为单斜相（m-Hf02）多晶薄膜,薄膜介电常数的频率依赖性较小,1MHz时薄膜介电常数k约为23．8．在相同的优化制备条件下,沉积在si83Ge17／si衬底上的Hf02薄膜电学性能明显优于沉积在Si衬底上的薄膜样品：薄膜累积态电容增加;平带电压‰骤减至-0．06V;电容．电压滞后回线明显减小;-1V栅电压下漏电流密度,减小至2．51 x 10-5A·cm-2．实验对比结果表明Si83Ge17应变层能有效地抑制Hf02与si之间的界面反应,改善HfO2／Si界面性质,从而提高薄膜的电学性能．     

磁控溅射制备TiO_2薄膜及其光学特性研究

采用直流反应磁控溅射法在玻璃衬底上制备TiO2薄膜.用紫外-可见光分光光度计和AFM分别表征了薄膜的透射率和表面形貌,用包络线法详细研究了不同衬底温度下TiO2薄膜的光学特性.结果表明:薄膜在可见光波段有很高的透明度,且随着衬底温度的升高,薄膜的透射率略有增加,薄膜的折射率和吸收系数增大,薄膜的光学带隙减小;同时,薄膜表面粗糙度减小,薄膜变得平整.     

溅射气压对射频磁控溅射制备ZnO薄膜结构的影响

采用射频磁控溅射技术在玻璃衬底上制备ZnO薄膜.利用X射线衍射仪、原子力显微镜,分析了ZnO薄膜的晶体结构和表面形貌.结果表明:所制备的 ZnO薄膜是具有(002)晶面择优生长的多晶薄膜.溅射气压为0.3Pa时,薄膜的晶粒尺寸较大,结晶度提高.     

射频磁控溅射制备CuAlO_2薄膜及性能表征

利用Al(OH)3和Cu2O高温固相反应烧结制备的靶材,采用射频磁控溅射法,在玻璃基片上制备非晶CuAlO2薄膜.薄膜的表面均匀,颗粒大小约为50 nm,可见光范围内透射率为60%,平均折射率达2.0,直接带隙为3.86 eV.随着在紫外光源下曝光时间的增加,薄膜的接触角从96.3°减小到87.5°,薄膜仍呈现出良好的疏水性.     

纳米级铁酸锌的制备研究

本文采用W／O微乳液法制备纳米级铁酸锌(ZnFe2O4)．在固定表面活性剂比为Tx-10：AE09=1：1和油相为环已烷的条件下,改变助表面活性剂(正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇)和温度研究W／O微乳液的含水量,作三元相图,发现正戊醇作为助表面活性剂对形成微乳液有利,当温度为30t;时有利于提高微乳体系的含水量,对反应有利,通过差热分析确定煅烧温度为350℃时间2h就可,通过X射线衍射(XRD)确定了反应产物是铁酸锌,利用扫描电镜(SEM)检测铁酸锌微粒,表明微粒分布均匀、形貌为球形、粒径范围在10-40nm。     

溅射功率和淀积时间对MgxZn1-xO薄膜结构特性的影响

用射频磁控溅射法在硅衬底上制备出MgxZn1-x O薄膜,研究了溅射功率和淀积时间对薄膜结构特性的影响,X射线衍射(XRD)谱和原子力显微镜(AFM)图像表明：MgxZn1-x O薄膜为六角纤锌矿结构,且具有非常好的沿垂直于衬底的c轴的择优取向,随着溅射功率和淀积时间的增加,X射线衍射峰的衍射角变大,半高宽(FWHM)减小,平均晶粒尺寸增加,薄膜结晶质量显著提高。     

ZnFe2O4与CaCl2氯化反应机理

利用CaCl2为氯源与含锌冶金粉尘的重要组分ZnFe2O4进行反应,并利用扫描电镜(SEM)和能量色散谱仪(EDS)分析了ZnFe2O4粉体与CaCl2反应面和反应产物微观形貌的变化,讨论了ZnFe2O4与CaCl2的反应机理.认为反应过程包括一个固液反应和气体挥发过程.ZnFe2O4颗粒被熔融CaCl2包裹,在固液界面发生氯化反应,生成的ZnCl2溶解在CaCl2液膜中,并在气液界面挥发逸出,而CaFe2O4的产物层不断增大,同时伴随着多个颗粒间的黏结和融合长大.