椭偏法研究ZrO2薄膜的宽光谱特性

为了获得ZrO2薄膜的光学常数,采用了德国SENTECH生产的SE850宽光谱反射式光谱型椭偏仪,测量和分析了用光控自动真空镀膜机沉积在K9玻璃基底上的两个单层ZrO2薄膜样品,得到了ZrO2薄膜在380nm"2300nm宽光谱上的光学常数曲线和薄膜厚度.结果表明:样品1采用Cauchy模型和Tauc-Lorentz模型得到的厚度和光学常数结果一致;对样品2把单层ZrO2薄膜分成三层得到的均方差(MSE)比没有分层的均方差少0.381,分层得到的ZrO2薄膜的厚度的测量值与TFCalc软件的计算值非常接近,同时得到薄膜的折射率曲线.测量结果对ZrO2薄膜的薄膜设计和多层膜的制备有一定参考价值.     

多孔 Low-k 材料各向异性特性声表面波测量模型

声表面波技术可无损测量纳米多孔介电薄膜材料的机械特性参数.采用横观各向同性模型表征二维周期性多孔薄膜的结构特性,推导了表面波在周期性纳米多孔薄膜/硅基底结构中的传播模型.通过编程计算数值算例,得到了薄膜各向异性结构特性及弹性模量对表面波色散曲线的影响.结果表明,纳米通孔方向与传播方向间的角度差会对色散曲线产生明显影响,在垂直于通孔的传播方向不能测出弹性模量E′.最后给出了有助于改善测量精度的措施.此模型可用于纳米多孔低介电常数材料各向异性特性测试实验.     

磁控溅射法制备Er2O3薄膜及其力学性能研究

金属表面纳米化可以明显改善材料表面力学性能,并能对原子的热扩散起到促进作用,本文尝试采用材料表面纳米化技术改善316L不锈钢金属基底与Er₂O₃薄膜相结合的力学性能.对316L不锈钢采用超音速微粒轰击法处理使得基体表面纳米化,之后采用磁控溅射法在表面纳米化和粗晶粒的316L不锈钢基体上沉积Er₂O₃薄膜并进行500℃和700℃的退火.发现薄膜在500℃退火时相结构基本保持稳定,在700℃退火时Er₂O₃薄膜发生明显的单斜相向立方相的转变.利用采用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（SEM）和纳米划痕测试对薄膜和基底的结合性能评价.结果表明,700℃退火后的薄膜的要比500℃退火后的薄膜表面裂纹更少,更平整,且证得基底纳米化会使膜基结合性能得到提高.     

溅射功率对Zr-B-Nb-N纳米复合膜结构和机械性能的影响

为研究不同ZrB_2溅射功率对Zr-B-Nb-N纳米复合膜结构和机械性能的影响,利用磁控多靶共溅射的方法,在不同ZrB_2溅射功率下制备基底温度分别为室温和100℃的Zr-B-Nb-N薄膜,并应用XP-2表面轮廓仪测得镀层厚度和残余应力,利用X线衍射(XRD)测得复合膜的结构和晶向,利用电子显微镜(TEM)观察断面形貌,采用纳米压痕仪对薄膜进行划痕实验并测量薄膜的硬度、弹性模量和膜基结合力.实验结果表明:ZrB_2溅射功率为100 W时,复合膜具有ZrB_2(001)和ZrB_2(002)择优取向和非晶态Nb N包覆柱状晶ZrB_2的结构,这种结构的形成使复合膜的硬度达到最高的31.3GPa,相应的弹性模量为380.2 GPa.通过基底加温处理后,样品硬度无明显变化,说明复合膜的硬度具有良好的热稳定性.研究结果说明ZrB_2功率的改变对薄膜的微观结构和机械性能具有明显影响.     

含有界面裂纹薄膜的有限元分析

薄膜-基体复合材料在许多工程领域得到广泛应用。但在生产与使用过程中膜基界面处容易产生裂纹,裂纹的扩展导致膜层的脱落是使膜层完全失效的主要形式之一。目前主要用划痕法定量地测量膜基的结合力。先参考划痕法的试验过程建立分析薄膜力学响应的模型。然后在FEPG(有限元自动生成系统)平台上,编制相应的计算程序。并计算分析了裂纹在不同基底TiN薄膜中的影响和裂纹位置不同对TiN/Au/HSS双层膜的影响,以及裂纹长短不同对TiN/HSS单层膜的影响,表明薄膜应力与裂纹的存在因素有关。     

薄膜-基底式管材中脉冲激光产生的温度场

基于材料的热物理参数随温度的变化,用有限元方法对脉冲激光作用于薄膜-基底式双层管状材料时产生的温升进行了数值计算.采用铝薄膜和有机玻璃为基底的慢基底快涂层式组合,分别得到了不同时刻薄膜铝和基底有机玻璃中的温度场随径向和周向的分布曲线.计算结果表明:如果薄膜的热扩散系数远大于基底的,则基底中的温升远小于薄膜中的温升,可忽略不计;薄膜中沿周向除了激光辐照范围外,有意义的温升范围很小.     

高温氨气氛下镍纳米催化剂的结构研究

研究了高温氨处理过程对SiO2/Si基底表面镍纳米薄膜显微结构变化的影响,探讨了镍纳米薄膜显微结构随氨气介入时间、薄膜厚度以及氨气刻蚀温度等参数变化的规律,并对氨在其变化过程中的作用机制进行了初步分析.结果表明:SiO2/Si基底表面镍纳米薄膜转变成高密度、小直径、均匀镍纳米颗粒的关键是恰当的氨气介入时间和刻蚀温度;硅表面的二氧化硅层有效地隔离了镍原子和硅原子的扩散,这种隔离层对镍纳米薄膜的显微结构有很大的影响,起到了阻碍硅和镍发生化合反应的作用,维持了镍在基底表面物质的量的恒定.     

纳米薄膜尺度依赖的杨氏模量及表面应力导致的弯曲

考虑纳米薄膜表面弹性及其作用厚度得到了纳米薄膜尺度依赖的杨氏模量的表达式.通过考虑表面层厚度,引入了表面效应的二级和三级修正,这有助于对纳米薄膜弹性性质进行更深入的研究.针对纳米薄膜上、下两个表面上表面应力不平衡的情况,由能量极小原理得到了表面应力导致的单层纳米薄膜的弯曲公式.通过将本文弹性(及弯曲)理论同前人工作进行比较,研究了表面层厚度对薄膜弹性性质影响的规律,揭示了本文理论与前人理论的内在联系.     

椭偏法研究ZrO2薄膜的宽光谱特性

摘要：为了获得ZrO2薄膜的光学常数,采用了德国SENTECH生产的SE850宽光谱反射式光谱型椭偏仪,测量和分析了用光控自动真空镀膜机沉积在K9玻璃基底上的两个单层ZrO2薄膜样品,得到了ZrO2薄膜在300nm?2500nm宽谱上的光学常数曲线和薄膜厚度。结果表明：样品1采用Cauchy模型和Tauc-Lorentz模型得到的厚度和光学常数结果一致;对样品2把单层ZrO2薄膜分成三层得到的均方差（MSE）比没有分层的均方差少0.381,分层得到的ZrO2薄膜的厚度的测量值与TFCalc软件的计算值非常接近,同时得到薄膜的折射率曲线。该研究结果对应用ZrO2薄膜多层膜膜系设计和制备有参考价值。     

浸渍法制备聚苯乙烯滤光膜均匀性的研究

利用浸渍法制备了聚苯乙烯(C8H8)滤光膜,通过改变薄膜在溶液气氛中的静置时间,制备了不同的样品.用α-step100台阶仪测量样品厚度,并研究了薄膜均匀性与静置时间的关系.结果表明,静置时间对C8H8滤光膜的均匀性是有影响的.用插值方法进行拟合,修正了计算膜层厚度的Landau-Levich理论公式,修正后的公式可适用于固化的薄膜厚度计算.     

薄膜厚度对玻璃纤维表面SnO2薄膜透光导电性能的影响

 以SnCl₄·5H₂O为原料,乙醇为溶剂,配制SnO₂溶胶,并采用溶胶-凝胶法在玻璃纤维表面生成一层均匀的涂膜,通过控制反应物初始浓度和玻璃纤维提拉次数在玻璃纤维表面制备具有不同厚度的SnO₂薄膜.研究了薄膜厚度对薄膜的物相结构、透光率和电阻率的影响及原因.结果表明:随着薄膜厚度的增加,薄膜的晶化程度提高,晶粒尺寸增大,导电性能提高,而透光率呈现逐渐减小的趋势.当薄膜厚度为557 nm时,薄膜的电阻率最小,为0.16 Ω·m.薄膜厚度在56~340 nm之间时,薄膜的透光率在76%以上,而当薄膜厚度继续增加时,透光率下降到低于62%.     

SiO2薄膜热应力模拟计算

摘要:薄膜内应力严重影响薄膜在实际中的应用.本文采用有限元模型对SiO2薄膜热应力进行模拟计算,验证了模型的准确性.同时计算了薄膜热应力的大小和分布,分别分析了不同镀膜温度、不同膜厚和不同基底厚度生长环境下热应力的大小,得到了相应的变化趋势图, 对薄膜现实生长具有一定的指导意义.     

具有粗糙表面的氮化硅薄膜光热偏折谱分析

给出了一种分析表面粗糙度对氮化硅(SiNx)薄膜光热偏折谱(PDS)影响的简单方法.得出了光散射影响下,由PDS实验测得的薄膜的吸收系数与表面粗糙度的函数关系式.在此基础上,对PDS测得的具有纳米量级表面粗糙度的SiNx薄膜的吸收系数进行了修正,并进一步给出了不同薄膜厚度和表面粗糙度情况下,PDS测量结果的偏差.结果表明,在较低能量区域,PDS实验测得的薄膜吸收系数偏差较大,这种偏差不仅取决于薄膜的表面粗糙度,而且与薄膜的厚度相关,较大的表面粗糙度和较小的薄膜厚度将使其偏差显著增加;而在高能区域,这种偏差很小,可以忽略.     

Hardness of Mn_2V_2O_7 thin films and its influential factors

Mn2V2O7 thin films were deposited onto amorphous glass substrates using a chemical bath deposition method and different deposition time. X-ray diffraction(XRD) analysis was used to define the structure of the films. Their roughness, thickness, and surface properties were evaluated through atomic force microscopy(AFM). The hardness of the films was measured using a nanohardness tester. The film thickness, average grain size, and roughness were positively correlated with each other. These three parameters were observed to increase with the deposition time. The film thickness and average grain size were inversely correlated with the hardness and roughness. In addition, the number of crystallites per unit area and the dislocation density were observed to be positively correlated with the hardness and roughness. This study was designed to elucidate and formalize the underlying reasons for these relationships.     

椭圆偏振仪测量薄膜厚度和折射率

文章通过对椭偏仪测量原理的分析给出了四区平均消光状态下的计算公式,利用该公式计算在一个周期内的薄膜厚度和折射率结果较好;同时给出了膜厚大于一个周期时的计算方法。     

Hardness of Mn2V2O7 thin films and its influential factors

Mn2V2O7 thin films were deposited onto amorphous glass substrates using a chemical bath deposition method and different deposition time. X-ray diffraction (XRD) analysis was used to define the structure of the films. Their roughness, thickness, and surface properties were evaluated through atomic force microscopy (AFM). The hardness of the films was measured using a nanohardness tester. The film thickness, average grain size, and roughness were positively correlated with each other. These three parameters were observed to increase with the deposition time. The film thickness and average grain size were inversely correlated with the hardness and rough-ness. In addition, the number of crystallites per unit area and the dislocation density were observed to be positively correlated with the hardness and roughness. This study was designed to elucidate and formalize the underlying reasons for these relationships.     

基于大数据量遥感图像的薄云去除

对于带有薄云的大数据量遥感图像,提出了一种新的空域滤波去云方法.用这一方法对图像进行重采样、薄云识别、云的厚度估计,再使用拉普拉斯算子增强有云区域的对比度,并对不同厚度的云层分别降低不同的亮度,从而实现去云.然后进行图像恢复,得到跟原图像同样大小的去云后的图像.实验证明,这种方法速度快,占用计算机的内存少,得到的图像效果好.     

长周期光纤光栅薄膜传感器研究

采用耦合模理论建立了长周期光纤光栅薄膜传感器的理论模型,分析了其传感机理,并进行了实验研究,给出了初步的气敏实验结果．研究结果表明,光纤光栅包层外所镀敏感薄膜的光学参数(厚度和折射率)与传感器的灵敏度高低有直接关系,传感器的结构优化非常必要．长周期光纤光栅薄膜传感器具有薄膜传感器和光纤传感器的优点,具有广阔的应用前景．     

透射式透明薄膜厚度的在线测量

为满足工业半透明薄膜厚度在线检测的实际需求,论文提出了一种基于透射式光密度计量法的全场在线测量方法.该方法利用相机采集的放置薄膜前后的图像灰度值作为入射/出射能量计算其光密度值,再通过比尔-朗伯定律建立光密度值与厚度之间的关系.为减小测量误差,采用标准密度值标定板对系统进行标定,对计算的理论光密度值进行偏移校正.该系统结构简单,单次测量面积可达100 mm * 75 mm;以四氟薄膜为例进行验证,其测量的平均误差为5.7%,标准偏差为6.66%,为薄膜厚度全场在线检测提供了新的可行性.     

SED平板显示薄膜电极的工艺研究

表面传导电子显示（SED）的关键部分是下基板（即阴极板）的制作,而阴极板上薄膜电极的质量直接影响了阴极电子发射的性能。本文研究了采用剥离技术来制备SED平板显示器阴极板上薄膜电极的工艺,实验表明,利用剥离工艺所镀制的铬铜铬金属薄膜厚度为123.93nm,电极条的平均阻值为12.26Ω,通过显微镜放大1000倍可以看到电极裂缝宽度为10μm,阵列精细整齐,无翘边、连线情况出现,并且附着力、热稳定性和厚度性能也达到了后续工艺的要求。