氮化钛薄膜的制备及其机械性能的研究

氮化钛（TiN)薄膜独特的性能不仅在机械工业和商品的表面装饰行业上有着广泛的应用,而且在临床制品及人工器官领域也展示了潜在的应用前景。研究利用大功率偏压电源的多弧离子镀技术,采用工业镀工艺,在Ti-6Al-4V合金材料表面制备了TiN薄膜。用X射线光电子能谱检测证明了所制备的薄膜确为TiN.机械性能测试表明：具有TiN涂层样品的显微硬度大大高于Ti合金基材,同时耐磨性能也明显得到改善。     

氮化钛薄膜的x射线分析

用x射线衍射法对由磁控溅射生成的氮化钛薄膜进行了结构、晶粒大小和应力分析,结果表明,薄膜的结构和性质与形成条件密切相关。     

双层辉光离子渗金属技术沉积氮化钛薄膜的微观结构研究

采用双层辉光离子渗金属技术,在硬质合金基体表面上制备了氮化钛（TiN）薄膜,通过微观结构和显微硬度分析,研究了基体温度对TiN薄膜性能的影响.实验结果表明：所有TiN样品均具有面心立方结构,并且薄膜生长的择优取向、晶粒尺寸、晶面间距、晶格常数和微观硬度等都与基体温度密切相关.当基体温度为650～780℃时,TiN薄膜具有最小的晶粒尺寸（26.9 nm）和最大的显微硬度（2204 HV）.     

离子束技术和薄膜功能材料研究

总结了武汉大学物理系加速器实验室近年来在离子束技术和薄膜功能材料研究方面的主要成果，包括；大型离子束及薄膜研究设备的建造和改进，非晶合金，高温超导，Ｃ６０，β－Ｃ３Ｎ４等多种新型薄膜功能材料的离子束合成和材料改性研究。     

Cu-Ti薄膜离子束混合的硬度及电阻性质的研究

分别给出了能量为350keV的Xe~+注入Cu/Ti双层(RT)和 Cu/Ti多层(LN)薄膜后的表面硬度和电阻的测量结果,研究了混合后的上述性质的时效效果,同时进行了TEM分析。研究结果表明:Cu/Ti离子束混合后的表面硬度和电阻都发生了变化,特别是硬度显著提高。经100—400℃退火后,其表面硬度和电阻的变化主要受退火前的混合程度、热处理引起的相变及损伤恢复程度的综合影响。     

热处理对离子束溅射Ni-Cr薄膜性能和结构的影响

采用低能离子束溅射技术制备Ni-Cr合金薄膜,并对Ni-Cr合金薄膜进行快速热处理.用小角度X射线衍射仪、扫描电镜、原子力显微镜、α-台阶仪、四探针仪等测量薄膜的结构、形貌、厚度及电子学特性.研究结果表明：采用低能离子束溅射技术结合快速热处理工艺可以制备性能优良的Ni-Cr合金薄膜,薄膜的厚度与溅射时间呈正比;经过350℃及以上温度快速热处理后,溅射非晶态Ni-Cr合金薄膜发生晶化;溅射态合金薄膜方块电阻与溅射时间呈反比;薄膜方块电阻随热处理温度的升高而降低,经450℃/600 s热处理后薄膜方块电阻不发生变化.     

基片温度对CNx薄膜性能和结构的影响

采用离子束溅法，在单晶Si（100）基片上制备CNx薄膜。研究了基片温度对CNx薄膜性能和结构的影响。结果表明：随着基片温度的提高，薄膜生长致密，表面光滑；薄膜硬度逐渐提高，但温度升高到200℃后，硬度增加缓慢。同时，基片温度升高使薄膜中的N含量增加，促进C－N化合物结晶。X射线衍射结果证明在850℃时，薄膜中产生α－C3N4晶相。     

离子束增强沉积二氧化钒薄膜和器件的研究进展

用改进了的离子束增强沉积方法从V2O5粉末直接制备了VO2多晶薄膜,薄膜具有较高的温度系数和致密、稳定的结构。详细分析了成膜机理,介绍了薄膜工艺的优化、薄膜性能测试和理论模拟的主要结果。讨论了利用IBED薄膜研制非制冷红外成像阵列的读出电路和微桥结构设计。     

离子束外延β—FeSi2／Si薄膜的电子能谱研究和表征

用电子能谱分析方法对低能离子束外延（ＩＢＥ）生长的β－ＦｅＳｉ２进行了详细研究,并对其电子能谱进行了表征。实测出ＸＰＳ价带谱与有关理论计算结果相符,用ＸＰＳ价带谱来表征β－ＦｅＳｉ２比光电子峰更为清晰、可取。同时,对样品纵向分析表明界面处存在有较厚的过渡层。根据分析结果对低能ＩＢＥ生长机理进行了探讨。经研究认为：Ｆｅ,Ｓｉ通过空位机制进行的增强互扩散,在高温下生长出与Ｓｉ晶格相匹配的β－ＦｅＳｉ２     

强脉冲离子束对Ni/Ti和Al/Ti体系的辐照混合研究

研究了强脉冲离子束(IPIB)对Ni/Ti和Al/Ti体系的混合效果,并与常规离子束混合进行了对比研究,表明IPIB辐照确实获得了比常规离子束辐照更厚的混合层,且混合效率远高于常规离子束。但对于不同的膜/基体体系,IPIB混合效果相差很大。这与膜和基体的热力学特性的差异相关。在IPIB辐照过程中,膜材料损失严重,特别是膜和基体的热力学特性差异大的样品损失更加严重。探讨了IPIB辐照不同于常规离子束混合的两种特殊混合机制以及膜材料损失的原因。     

LiSiPON固态薄膜电解质的结构和性能分析

以Li3PO4和Si3N4为靶材,利用离子束辅助沉积N离子流轰击法制备非晶结构的固态电解质LiSiPON薄膜.实验中,通过控制N2气和Ar气的流量比,调节薄膜的含氮量.利用X线衍射、X线能量色散谱仪和X线光电子能谱仪研究薄膜的结构和组织成分的变化,并通过电化学阻抗测试仪获得薄膜的离子电导率,研究不同氮氩比对LiSiPON薄膜结构、组成和电学性质的影响.结果表明:N2和Ar流量比为1∶1时,薄膜含氮量最高,离子电导率达到最大值,在室温时电解质薄膜的离子电导可达6.8×10-6S/cm,是一种有潜力应用于全固态薄膜锂离子电池的电解质材料.     

HIPIB烧蚀等离子体沉积DLC薄膜结构及性能

利用强流脉冲离子束(HIPIB)烧蚀等离子体在Si(100)基体上快速沉积类金刚石(DLC)薄膜．电压为250keV,柬流密度为250A／cm^2,脉宽为70ns的离子柬(主要由碳离子和氢离子组成)聚焦到石墨靶材上．使石墨充分电离产生稠密的烧蚀等离子体,在石墨靶的法线方向的Si基体上沉积出非晶的DLC薄膜,基片温度选择25℃和100℃,XPS分析显示DLC薄膜中sp^3C的含量达到40％．扫描电镜和原子力显微镜分析得知薄膜表面比较光滑,100℃时沉积的DLC薄膜的表面更光滑,表面粗糙度为0．927nm,其摩擦因数为O．10;TEM分析表明DLC薄膜的相结构是非晶的;X射线衍射分析得出薄膜的宏观残余应力为压应力,其大小约为4GPa．     

多元素离子同步注入及离子束动态混合时元素表面层分布的计 …

增加了靶表面不断沉积的过程以及研究动态混合。放宽了原程序适于三元靶的限制，这样就可以对合金靶的离子注入，动态混合表面改性以及多元素同时注入的过程模拟（这些都是材料表面改性领域正在研究的课题）。对原程序的结构作了局部修改后模拟计算了表面改性表面的一些实例，并给出了改性层在元素分布方面的持征。     

氧离子束辅助激光淀积生长ZnO/Si的XPS研究

利用X射线光电子能谱深度剖析方法对ZnO/Si异质结构进行了分析，用该法可生长出正化学比的ZnO，不过生长的ZnO薄膜存在孔隙，工艺还有待进一步改进。     

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昌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Ｃ≡Ｎ，Ｃ＝Ｎ键形式与碳结合。