Cu薄膜应力的计算机模拟与表征

用Monte Carlo法以Cu为例对薄膜生长过程中薄膜应力进行计算机模拟。将分子动力学法引入到连续体薄膜的生长过程中,通过面上的假想力来实现薄膜应力的计算机模拟.模拟结果表明,在一定原子入射率和基底温度下,在薄膜厚度极其薄的情况下,薄膜应力随薄膜平均厚度的增加而增大,薄膜应力随薄膜表面粗糙度的增大也增大,薄膜应力—厚度随原子沉积个数趋向于线性关系,并且模拟了薄膜应力与薄膜表面粗糙度以及沉积时间的关系曲线。     

薄膜粒径对Debye温度和弹性模量的影响

通过金属薄膜电阻率的测定 ,得出Debye温度和薄膜厚度的关系 ,Debye温度和薄膜结晶大小的关系 ,以及弹性模量和薄膜粒晶大小的关系 .金属薄膜用真空蒸发的方法制作 .当基板的温度发生变化时 ,薄膜的粒子大小也将发生变化 ,基板温度越高 ,薄膜的粒子越大     

MEMS开关中氮化硅薄膜工艺研究

分析了沉积薄膜厚度、PECVD的薄膜沉积温度、反应气体形成的杂质以及多层薄膜之间热应力匹配等因素对薄膜残余应力的影响.应用光刻分割聚酰亚胺(PI)牺牲层、分层生长氮化硅薄膜及快速热退火等工艺减小薄膜残余应力,成功生长出了合格的氮化硅薄膜.     

金刚石薄膜场致发射材料的特性与应用

主要论述金刚石薄膜场致发射材料的性能，包括了多晶金刚石薄膜、类金刚石薄膜（DLC）、纳米结构金刚石薄膜、用酸处理后的金刚石薄膜等的性能，给出了几种典型的金刚石薄膜场致发射阴极结构。     

薄膜粒径对Debye温度和弹性模量的影响

通过金属薄膜电阻率的测定,得出Debye温度和薄膜厚度的关系,Debye温度和薄膜结晶大小的关系,以及弹性模量和薄膜粒晶大小的关系.金属薄膜用真空蒸发的方法制作.当基板的温度发生变化时,薄膜的粒子大小也将发生变化,基板温度越高,薄膜的粒子越大.     

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.     

薄膜厚度对V_2O_5薄膜电致变色性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备V2O5薄膜,研究了薄膜厚度对V2O5薄膜电阻率、透射率和电致变色性的影响.研究结果表明:随着薄膜厚度的增大,V2O5薄膜的表面电阻率总体上呈降低趋势,而当厚度大于20 μm时,薄膜的电阻率趋于常数.V2O5薄膜透光性能随厚度的增加而降低.随薄膜厚度增加,V2O5薄膜的变色效率提高.     

一种简便方法制备ZnO薄膜及其特性研究

该文介绍了一种制备ZnO薄膜的简便方法:先在真空中蒸发沉淀Zn薄膜,再在空气中进行加热退火处理,使薄膜结晶变成ZnO薄膜。薄膜的X射线衍射谱(XRD)表明使用上述方法得到的是结晶良好的ZnO薄膜,对薄膜的发光特性研究表明,薄膜的光致发光谱(PL)与薄膜的制备条件密切相关。同时还系统研究了薄膜的PL谱与退火温度、退火时间和通气与否的关系,对实验结果给出了初步的解释。     

CHF3等离子体刻蚀SiCOH低k薄膜的机理分析

通过对SiCOH低k薄膜刻蚀后的表面状态分析、等离子体空间活性基团分析,并通过调节刻蚀时的离子轰击能量,从实验上研究了碳氟等离子体刻蚀SiCOH低k薄膜的基本过程,发现刻蚀过程中SiCOH薄膜表面的C:F沉积、到达SiCOH薄膜表面的F原子密度以及传递到SiCOH薄膜表面的能量是决定SiCOH薄膜刻蚀的主要因素,符合Sankaran的碳氟等离子体刻蚀SiO2薄膜模型.在等离子体空间的CF2基团浓度较低、F基团浓度较高时,并且施加给待刻蚀薄膜的偏置功率较高时,SiCOH薄膜表面沉积的C:F薄膜层较薄,有利于等离子体空间的F基团和离子轰击薄膜的能量传递到SiCOH薄膜表面,从而使SiCOH薄膜表面的F、Si反应几率增大,实现SiCOH薄膜的有效刻蚀.     

带有周期性裂纹薄膜热弹性场模拟研究

通过建立带有周期性裂纹缆索薄膜/基底二维平面模型,分析不同参数对薄膜热弹性场的影响。运用有限元软件分析了在温度荷载作用下不同薄膜/基底弹性模量比、热膨胀系数对薄膜位移场、应力场的影响并且与理论值进行对比。结果表明有限元模拟结果与理论预测结果吻合良好,以上因素变化对薄膜轴向位移、轴向应力有明显的影响。薄膜表面位移和拉应力随着薄膜/基底弹性模量比与薄膜热膨胀系数的增大而增大,基底会对薄膜的热弹性场起到限制作用,边缘效应也会对薄膜热弹性场起到影响。理论值在薄膜与基底弹性失配较小或在薄膜边缘处不能准确的预测实际值。     

石墨烯薄膜拉伸性能的分子动力学模拟

通过分子动力学模拟,对单层和多层石墨烯薄膜在两个方向上的拉伸力学性能进行了研究,得到了相应的应力-应变关系以及拉伸破坏形态.对单层石墨烯薄膜,研究了薄膜尺寸对其拉伸性能的影响;对多层石墨烯薄膜,研究了薄膜尺寸相同时层数对其拉伸性能的影响.结果表明:单层石墨烯薄膜两个方向的弹性模量分别为1078.02GPa(扶手椅型)和1041.53GPa(锯齿型);在拉伸线弹性变形阶段,单层石墨烯薄膜是各向同性的,且薄膜尺寸变化对单层石墨烯薄膜拉伸性能的影响不大;多层石墨烯薄膜在拉伸过程中的应力-应变关系与单层石墨烯薄膜类似,且在拉伸线弹性变形阶段表现出比单层石墨烯薄膜更为明显的各向同性;扶手椅型石墨烯薄膜的破坏从一侧边缘开始,并沿45°方向向薄膜内部延伸,锯齿型石墨烯薄膜的破坏从两侧边缘开始,对称地向内部延伸.     

反应磁控溅射方法制备BCN薄膜的高温抗氧化性

为了考察BCN薄膜的高温抗氧化,用反应磁控溅射方法在高速钢基体上制备了BCN硬质薄膜材料,用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和显微硬度计等方法研究了BCN薄膜的高温抗氧化行为。结果表明:BCN薄膜在500℃以下具有较好的抗氧化性能,氧化温度高于600℃,薄膜被严重氧化,薄膜中C含量的增加使薄膜的高温抗氧化性能降低。分析认为,薄膜在500℃以下氧化时,氧气在薄膜内的扩散比较困难,薄膜不易被氧化;当氧化温度高于600℃时,由于薄膜中的C-C键和C-N键被氧化,在薄膜中留下较多的微孔,这些微孔能为氧气扩散提供快速通道,加速薄膜的氧化。     

CdTe薄膜的制备和后处理研究

用近空间升华法制备CdTe薄膜，研究了在不同衬底材料、基片温度下薄膜的微结构、衬底温度在400℃以上薄膜结晶状况较为完整。结晶状况较好的CdS薄膜上生长的CdTe薄膜晶粒较大，尺寸均匀。对CdTe薄膜进行了加热后处理研究。结果表明，加用CdCl2有助于热处理过程中薄膜晶粒的生长。     

激光场强分布对类金刚石薄膜激光损伤阈值的影响

采用非平衡磁控溅射技术,在双面抛光的硅基底上沉积了DLC薄膜,基于ISO11254-1损伤测试平台对DLC薄膜进行了损伤阈值测试;计算了DLC薄膜激光场强及温度场分布,对比了激光场强与损伤阈值的关系。计算结果显示:薄膜表面激光场强增大,DLC薄膜的激光损伤阈值变低;激光场强相等时,随着薄膜厚度增加,激光损伤阈值变小。分析认为:薄膜表面激光场强增大后,激光与DLC薄膜相互作用,产生的等离子体加剧薄膜对激光能量的吸收并产生热累积,激光场强诱导sp3杂化向sp2杂化转变,致使DLC薄膜发生石墨化,从而影响了DLC薄膜的激光损伤阈值。     

Nd及其与Fe,Mn共掺杂ZnO薄膜的结构与发光特性

采用射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上制备了未掺杂ZnO薄膜和Nd及其与Fe,Mn共掺杂ZnO薄膜.通过XRD分析表明,未掺杂ZnO薄膜沿c轴择优生长,掺杂ZnO薄膜偏离了正常生长,薄膜为纳米多晶结构.应用AFM观测所有薄膜的表面形貌,掺杂使ZnO薄膜表面粗糙.室温光致发光谱显示,薄膜出现了395nm的强紫光和495 nm的弱绿光带.Nd掺杂ZnO薄膜的PL谱线峰值强度减弱,Nd与Fe,Mn共掺杂ZnO薄膜的PL谱线峰值强度增强,分析了掺杂引起PL峰强度变化的原因.     

富氮SiOxNy膜的电子注入特性

通过施加直流电压于P型SiOxNy薄膜，使热电子注入到薄膜而引起薄膜电学参数的改变。测试了薄膜在电子注入前后电学参数的变化，以研究薄膜的电子注入特性，探求薄膜的抗电子注入能力与制备工艺之间的关系。结合俄歇电子能谱和红外光谱分析膜的微机结构，对薄膜的电子注入特性进行了理论分析与讨论。     

等离子体引发极性单体在BOPP薄膜表面的接枝改性

研究等离子体引发顺丁烯二酸酐-羟丁基乙烯基醚(MAH-HBVE)在BOPP薄膜表面的接枝及接枝后薄膜表面的亲水性。分析接枝前后的薄膜质量变化,采用SEM、IR等手段对薄膜表面形态及物质组成进行表征与分析,测定接枝前后薄膜的表面接触角。实验结果表明:MAH-HBVE通过等离子体引发可以接枝到BOPP薄膜表面,接枝后薄膜的表面形貌发生较大变化,不再平整,并在表面生成了含有羰基和双键的接枝产物。接枝后水在薄膜表面的接触角明显降低,薄膜的亲水性得到明显改善。     

多层金刚石薄膜制备工艺和应力分析研究

采用热丝化学气相沉积方法,优化金刚石薄膜制备工艺。通过改变甲烷浓度成功制备出厚度均匀的多层金刚石薄膜,实现了多种调制周期的金刚石薄膜制备,调制周期最小至100 nm。通过拉曼光谱和X射线衍射方法对单层以及多层金刚石薄膜进行应力分析,发现单层结构中,微米金刚石薄膜应力最大,随着金刚石晶粒尺寸的减小,薄膜应力减小;多层金刚石薄膜结构中,微米层与纳米层均匀交替生长,有效地降低了薄膜应力,有利于提高金刚石薄膜在应用中的稳定性。     

锌漆薄膜/2Cr13不锈钢基体薄膜裂纹间距与厚度关系

以锌漆薄膜/2Cr13不锈钢基体材料为对象,采用拉伸试验与理论分析相结合的方法,研究了不锈钢基体薄膜裂纹间距与厚度关系以及薄膜临界厚度问题.研究结果表明:张拉应变一定时,薄膜存在一个临界厚度.当薄膜厚度小于该临界厚度时,薄膜中不会有裂纹产生,应变越大,临界厚度越小;当薄膜厚度大于临界值时,随着薄膜厚度增加,薄膜裂纹间距也随之增大,二者近似线性相关.对于同一薄膜厚度,随着拉伸荷载持续增加,新裂纹不断出现,裂纹间距不断减小.最终表面裂纹达到饱和状态,裂纹分布呈周期性.     

干湿法腐蚀工艺条件下CdTe薄膜光谱研究

采用等离子束溅射轰击刻蚀和溴甲醇腐蚀对CdTe薄膜表面进行后处理.对比研究了2种腐蚀条件下CdTe薄膜的光谱特性.结果表明:等离子束溅射轰击刻蚀可以彻底清除CdTe薄膜表面的氧化层,刻蚀后的CdTe薄膜颗粒更为均匀致密,等离子体刻蚀与溴甲醇腐蚀相比,可以改善CdTe薄膜表面的粗糙度,增强薄膜的附着力,改善薄膜的性能.