对向靶型高速低温溅射法及氮化钛薄膜的溅射研究

为了实现高速、低温、无成份偏析的溅射法,将两个同样尺寸的靶相互平行放置,并在靶面垂直方向上加入外磁场组成一种新型的溅射装置。通过对这种结构的溅射装置的工作原理和实际性质研究表明,从靶面放出来的电子可以高效率地使溅射腔内的气氛电离,并且在磁场作用之下,形成高密度的等离子体。另外还可以完全控制高能电子对基板的轰击,从而实现了高速、低温、无成份偏析的溅射。利用这种装置还对氮化钛薄膜物性同成膜的各种实验条件,如溅射功率、溅射气氛、基板高频偏压等进行了系统研究。除获得了维氏硬度3500～4000左右的优质氮化钛薄膜以外,还得到了薄膜硬度可以通过反射率同光波长的依存关系进行予测的有益结论。     

对向靶溅射法中直流负偏压对FeN化合物薄膜的结构和磁性的影响

对向靶反应溅射法制备的FeN化合物薄膜的结构和磁性对基板偏压的变化很敏感,不同的偏压数值作用的效果不同。我们用基板偏压促进成膜原子间的相互扩散,以及对负离子排斥降低膜中N的浓度和粒子轰击对膜再溅射的观点解释了FeN膜的结构和磁性的变化。     

对向靶溅射法成核机理的研究

本文研究了对向靶溅射薄膜的成核机理。给出了在薄膜的生长初期基板上的岛密度随生长条件(如沉积时间、基板温度)的变化。提出了溅射成膜的成核和生长动力学的简单模型,并用此模型对实验结果进行了处理。     

柠檬酸对Sol-Gel法制备BaFe12O19薄膜性能的影响

用硝酸铁和硝酸钡作起始原料,柠檬酸作螯合剂,采用溶胶凝胶工艺（Sol-Gel）在Si（100）基片上制备出具有c轴取向的BaFe12O19铁氧体（BaM）薄膜．采用X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）和振动样品磁强计（VSM）对薄膜样品的成相、表面形貌及磁性进行了分析,研究了配胶过程中所加入柠檬酸的量对薄膜磁学性能的影响,发现适量的柠檬酸的加入对BaM相的形成、晶粒的形状以及薄膜取向至关重要．     

脉冲激光溅射SnO2气敏膜￣①

脉冲激光溅射镀膜是一种高质量的薄膜制备技术，本文研究分别以ＳｎＯ２和纯锡作靶，用此技术生长的ＳｎＯ２膜的结构及对氢、乙醇的气敏性，探索将此技术应用于气敏膜制备的途径。     

脉冲激光溅射SnO2气敏膜

脉冲激光溅射镀膜是一种高质量的薄膜制备技术，本文研究分别以ＳｎＯ２和纯锡作靶，用此技术生长的ＳｎＯ２膜的结构及对氢，乙醇的气敏性，探索将此技术应用于气敏膜制备的途径。     

基板直流偏压对高频溅射Co-Cr膜的影响

本文在国产高频溅射仪上研究了基板直流偏压对Co-Cr溅射膜性能的影响。实验研究表明,溅射膜的M,不仅随Cr含量增加而减小,而且随负偏压的绝对值的增加而减小,在适当的负偏压下,可以得到C轴取向度△θ_(50)和磁性参数的某种最佳值。本文研究了得到这种最佳值的条件,找到了降低饱和磁化强度和改善薄膜性能的新途径。     

钡铁氧体磁流体的制备和磁粘效应的研究

用化学共沉淀法制备钡铁氧体沉淀,在1100-1500℃下灼烧生成M型六角钡铁氧体,以水为载液明胶为表面活性剂形成钡铁氧体磁流体,用乌贝路德粘度计测量了磁流体的粘度,研究了磁场、温度、以及加入钴镍等元素对磁流体粘度的影响,表明了钡铁氧体磁流体具有较强的磁粘效应,可应用于磁控制的阻尼减震器.     

ZnO薄膜的粉靶溅射沉积

氧化锌是一种重要的压电与光电材料,用粉靶代替常规的固体陶瓷靶溅射沉积ZnO薄膜,对基底的加热温度、溅射气压和氧气的混合比率等沉积条件对氧化锌薄膜特性的影响进行了研究,主要对沉积在玻璃基片上的ZnO薄膜进行了X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)以及台阶仪的测量和分析比较,用粉靶溅射的ZnO薄膜具有很好的C轴长相和很窄的衍射峰半宽(0.2°～0.27°)。因为ZnO膜在C轴方向有很强的压电性,从而也说明了用粉靶溅射的ZnO薄膜具有很好的压电特性。分析和测量结果显示用粉靶溅射ZnO薄膜的最佳条件是:(1)基片加热温度为300～400℃。(2)氧气的混合含量为0.5～0.8.(3)溅射气压为1～2 Pa。得出了利用粉靶溅射制备的ZnO薄膜与用陶瓷靶制备同样具有很好的性能。     

溅射功率对GdTbFeCo薄膜磁光性能的影响

采用射频磁控溅射法在玻璃基片上成功制得了GdTbFeCo非晶垂直磁化膜,研究了溅射功率对GdTbFeCo薄膜磁光性能的影响.测量结果表明:基片与靶间距为72 mm溅射功率为75 W,溅射气压为0.5 Pa,薄膜厚度为120 12m时,GdTbFeCo薄膜垂直方向矫顾力达到5966 Oe,克尔角为0.413 °.     

有机太阳能电池无铟透明电极的光电性能研究

以氧化锌铝陶瓷靶为溅射源,采用射频磁控溅射方法制备了铝掺杂氧化锌(AZO)无铟透明导电薄膜,通过X射线衍射仪、分光光度计和四探针仪等测试分析,研究了基板温度对薄膜晶体结构、力学和光电性能的影响.结果表明:所制备的AZO薄膜均为六角纤锌矿结构,并具有(002)择优取向,其晶体结构、残余应力、方块电阻、光学带隙以及优良指数等都与基板温度相关,当温度为400℃时,AZO薄膜的优良指数最大(0.40-Ω1),具有最好的光电综合性能.     

〈101〉取向织构氮化铝薄膜的制备研究

采用直流溅射法在室温条件下制备〈101〉取向织构的氮化铝(AlN)多晶薄膜,研究实验条件(溅射功率、氩气和氮气流量等)对氮化铝薄膜的成膜速率、结构、颗粒度、应力等性能的影响,得到了较佳的制备条件.本研究结果具有成膜温度低、溅射功率小、沉积速率高和薄膜高度织构等优点,对高性能氮化铝薄膜的制备及应用研究具有一定的参考价值.     

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.     

反应磁控溅射离子镀TiN膜的工艺参数

为改进反应磁控溅射离子镀氮化钛膜工艺,提高溅射速率和改善薄膜质量,本实俭测得了靶极电压与氮气流量;靶极电流与氮气流量;溅射室内气体压强与氮气流量;氮化钛膜的颜色与氮分压;靶极功率与氩气分压强的关系,以及薄膜层中氮含量、钛含量沿薄膜表面的分布。探讨了影响镀膜的主要工艺参数。     

射频磁控溅射工艺参数对掺钨氧化铟锡透明导电薄膜性能的影响

ITO薄膜是目前应用最为广泛的透明导电薄膜,通过在ITO中掺杂其他金属可以进一步改善ITO薄膜的光学和电学性能。本文采用射频(RF)磁控溅射法制备了掺钨氧化铟锡(ITO∶W)透明导电薄膜,研究了薄膜厚度、表面形貌、晶体结构以及光学和电学性能与各溅射参数之间的关系。当溅射功率大于40 W时,制备的ITO∶W薄膜为方铁锰矿结构的多晶薄膜,此时薄膜表面光滑平整而且具有良好的结晶性。在基板温度320℃、溅射功率80 W、溅射时间15 min、工作气压0.6 Pa条件下得到了光学和电学性能优良的ITO∶W薄膜,其方块电阻为10.5Ω/、电阻率为4.41×10^-4Ω·cm,对应的载流子浓度为2.23×10²⁰ cm^-3、迁移率为27.3 cm²·V^-1·s^-1、可见光(400～700 nm)范围内平均透射率为90.97%。此外,本研究还发现通过调节基板温度影响氧元素的状态可以改变ITO∶W薄膜的电学性能。     

磁场非平衡状态对磁控管放电特性及Cr膜微观结构的影响

通过采用不同磁场强度的磁铁获得了3种不同非平衡态的磁控管,采用单靶溅射模式于单晶硅衬底上制备了Cr膜.研究了不同磁场非平衡状态下磁控管的伏安特性,并对不同非平衡状态下溅射空间的磁场分布进行了模拟;采用扫描电镜和X射线衍射仪分别对所沉积Cr膜的微观组织和晶体结构进行了观察和分析.结果表明:随着磁场非平衡度的降低,靶表面磁场趋于内敛,磁场对等离子体的约束能力n值由6.05增至20.24.不同磁场非平衡状态下获得的Cr膜均为沿Cr(110)面择优生长的柱状晶结构,磁场非平衡度的增大有利于镀层颗粒的细化及表面质量的改善,但致密性变化趋势相反.     

<101>取向织构氮化铝薄膜的制备研究

采用直流溅射法在室温条件下制备<101>取向织构的氮化铝(AIN)多晶薄膜,研究实验条件(溅射功率、氩气和氮气流量等)对氮化铝薄膜的成膜速率、结构、颗粒度、应力等性能的影响,得到了较佳的制备条件.本研究结果具有成膜温度低、溅射功率小、沉积速率高和薄膜高度织构等优点,对高性能氮化铝薄膜的制备及应用研究具有一定的参考价值.     

多靶射频磁控共溅射SmCo/Cr薄膜的制备和磁性能

采用多靶射频磁控共溅射方法制备了SmCo/Cr薄膜,用XRD和VSM测量了各样品的微结构和矫顽力.结果表明,SmCo膜具有较强的垂直各向异性,当Cr底层溅射时间为5min、SmCo磁性层溅射时间为14min、Co靶溅射功率为220W时,所得到的薄膜垂直矫顽力最大.     

溅射GaAs薄膜的光学性质与有效介质近似

用射频溅射法制备了基本符合化学计量比的GaAs 薄膜,研究了薄膜的结构和成份与溅射条件的关系.利用椭圆偏振光谱法测量了薄膜的光学性质.结果表明,在可见光区,薄膜的吸收系数远大于GaAs 单晶的数值,而介电常数及光学能隙则较低.应用有效介质近似理论计算了薄膜中各种结构所占的体积百分数,并对结果进行了讨论.     

磁控溅射太阳能电池预镀Mo薄膜及其性能

利用磁控溅射法在玻璃基片上进行了太阳能电池预镀层Mo薄膜的制备,研究了氩气分压、溅射功率、溅射时间等工艺条件对Mo膜性能及厚度的影响,并对Mo膜的物理性能及电学性能进行了研究。结果表明,Mo薄膜的厚度与溅射时间近似的成正比关系,Mo膜的电阻率先降低,并在膜厚为0.3μm处达到最低,而后电阻率逐渐增加。