热蒸发制备Zn/ZnO薄膜的实验研究

本文采用低真空热蒸发技术,以锌作为蒸发源,通过调节蒸发时间,蒸发温度,真空度等工艺参数,在玻璃基底上获得薄膜样品,再对薄膜进行退火处理。实验结果表明:采用低真空蒸发镀膜法可以制备得到取向很好的Zn(002)单晶薄膜,薄膜样品在450℃真空条件下做退火处理后,进一步提高金属锌膜薄膜单晶性;样品经300℃大气下退火处理后,可得取向(101)的强织构ZnO结构。     

氧化镍薄膜的制备及其磁性研究

采用电化学的方法制备了阳极氧化铝(PAA)薄膜,利用直流反应磁控溅射方法,以有序多孔PAA作为衬底,成功制备了有序多孔氧化镍(NiO)薄膜,并对其进行了结构和物性表征.磁性测试发现,有序多孔NiO薄膜具有明显的室温铁磁性,而且垂直于膜面方向的饱和磁化强度要远大于平行于膜面的方向.将薄膜在氩气环境中热退火处理,对有序多孔NiO薄膜退火处理前后的磁滞回线(M-H)测试分析发现,氩气环境中热退火处理后样品的室温铁磁性明显增大.在相同条件下,制备了致密NiO薄膜,通过与多孔NiO薄膜进行磁性比较,并结合光致发光(PL)光谱的分析结果发现,热退火处理后样品的室温铁磁性增大与材料的多孔结构以及氧空位有关.     

FeS2薄膜成分与Fe膜硫化温度的关系

采用真空热蒸发法在玻璃基片上沉积厚度约为500 nm的铁膜,然后对铁膜在温度为553~673 K的条件下恒温硫化6 h,以制备二硫化铁薄膜.通过对所制备的薄膜进行结构和成分分析发现,当硫化温度为603~653 K时,Fe膜硫化完全,所得薄膜为单一物相的FeS2薄膜,薄膜晶粒大小均匀,表面致密,S/Fe值为1.94~1.96,接近理想化学配比.     

退火处理对过饱和Cu-Mo合金膜微观结构的影响

采用磁控溅射方法在柔性聚酰亚胺(PI)基体上沉积了Cu-Mo合金薄膜,对样品进行了真空退火处理。利用X射线、场发射扫描电镜、能谱仪表征了退火前后合金膜及纯Cu膜的成分、物相结构、表面形貌,分析了退火处理对合金膜微观结构的影响以及退火后合金膜表面Cu颗粒的形成机理。研究结果表明:退火处理后合金膜微观结构发生了明显变化。退火后Cu-21.3%Mo合金膜表面自形成了大量多面体Cu颗粒,颗粒尺寸为几十纳米到数百纳米,并且随着退火温度逐渐升高,薄膜表面自形成颗粒数量逐渐增加。     

退火温度对FePt薄膜物性的影响

用直流磁控溅射方法和原位退火工艺在玻璃基片上制备了Fe48Pt52纳米薄膜.研究发现,退火温度对FePt膜的微结构和磁特性有很大的影响,退火可以减小颗粒间的磁相互作用,矫顽力随退火温度的升高先急剧增大后减小,600℃退火处理的FePt样品平行膜面方向的矫顽力略大于垂直方向,分别达到了684.4,580.9 kA/m;650℃退火处理的FePt样品在2个方向上都获得了巨大的矫顽力,最大值达到了986.8 kA/m.     

真空退火处理CoFe对薄膜结构及磁电阻特性的影响

用粉末冶金方法制备了Co90Fe10,研究了不同退火温度对电子束蒸发方法制备的CoFe薄膜磁电阻特性和微结构的影响.CoFe薄膜在优于5.5×10-4Pa的本底真空度下室温沉积在热氧化Si基片上.随后,样品在3×10-5Pa真空度下分别进行了150℃,280℃,330℃,450℃的60分钟退火处理.靶材的扫描电镜图像显示粉末冶金方法制备的靶材比较疏松.电阻率和磁电阻测量表明450℃退火处理能够明显降低CoFe薄膜电阻率和提高磁电阻变化率.X射线衍射发现沉积在热氧化Si基片上的CoFe膜(111)晶面面间距明显小于靶材相应晶面面间距,退火处理使膜(111)晶面面间距明显减小,趋向靶材面间距.     

溶胶-凝胶法制备的Co0.7Fe2.3O4纳米晶薄膜结构与磁性

采用柠檬酸溶胶-凝胶法在玻璃衬底上制备了钴铁氧体Co0.7Fe2.3O4纳米晶薄膜.用X射线衍射仪、振动样品磁强计对不同热处理温度样品的结构及磁性进行了测量与分析.测量结果表明,退火400℃时样品已生成单一的尖晶石结构,晶粒尺寸变化范围在15~33 nm之间,样品的磁性能强烈地依赖于退火温度的变化;550℃时退火样品获得最大矫顽力1475 Oe.Co0.7Fe2.3O4薄膜还具有平行膜面方向的择优取向.     

MgB_2超导材料的薄膜制备及其超导器件的实现

报道了采用电子束蒸发技术实现MgB2薄膜制备的实验工作。通过蒸镀B膜和Mg/B多层膜两种前驱体,分别经高温区(~900℃)和中温区(~700℃)退火处理后成功获得了高质量的MgB2薄膜样品。对样品的超导性能、晶体结构和表面形貌进行了详细的测量和表征,并对两类样品性质上所表现出的差异进行了分析。此外,还报道了在薄膜制备基础上利用微加工技术实现的超导微波谐振器的结果。     

缓冲层对银薄膜光电特性的影响

研究铜、铝作为银薄膜的缓冲层对银薄膜的光电学性质的影响.利用热蒸发技术在BK-7玻璃基底上沉积Ag(220 nm)/Al(20 nm)和Ag(220 nm)/Cu(20 nm)薄膜,沉积薄膜在温度为400、500℃的大气条件下退火处理1 h.样品的表面形貌用原子力显微镜观测,光学和电学性质分别用分光光度计和vander Pauw方法测量.实验结果表明,相对于同等条件下制备的纯银薄膜,附加缓冲层大大提高了退火态薄膜的光电性质,改善了银薄膜的热稳定性.不同的缓冲层对银薄膜光电性质影响程度不同:在同一退火温度下,在可见光谱区域,Ag/Al薄膜的反射率大于Ag/Cu薄膜;Ag/Cu薄膜的电阻率ρ小于Ag/Al薄膜,且在退火温度为500℃时Ag/Cu薄膜的ρ最小.     

中频反应磁控溅射制备具有光致亲水性TiO2薄膜

采用中频反应磁控溅射方法在玻璃表面制备了TiO2薄膜,为使薄膜获得理想的化学配比和较高的沉积速率,使用了等离子体发射光谱监控法(Plasma Emission Monitor,PEM)对溅射过程进行控制。对部分样品进行了退火处理。利用台阶仪测膜厚,X射线衍射(XRD)对薄膜的沉积速率及结构进行测试分析,并对部分沉积态和经过热处理的薄膜样品进行了透光性测试和光照实验。研究了温度,PEM工作点等不同工艺条件对薄膜光致亲水性等性能的影响。部分薄膜经过1h左右的紫外光照射,得到了很好的亲水性效果,其表面的水接触角达到了小于1°的水平。     

真空退火处理CoFe对薄膜结构及磁电阻特性的影响

用粉末冶金方法制备了Co90Fe10,研究了不同退火温度对电子束蒸发方法制备的CoFe薄膜磁电阻特性和微结构的影响。CoFe薄膜在优于5 5×10-4Pa的本底真空度下室温沉积在热氧化Si基片上。随后,样品在3×10-5Pa真空度下分别进行了150℃,280℃,330℃,450℃的60分钟退火处理。靶材的扫描电镜图像显示粉末冶金方法制备的靶材比较疏松。电阻率和磁电阻测量表明450℃退火处理能够明显降低CoFe薄膜电阻率和提高磁电阻变化率。X射线衍射发现沉积在热氧化Si基片上的CoFe膜(111)晶面面间距明显小于靶材相应晶面面间距,退火处理使膜(111)晶面面间距明显减小,趋向靶材面间距。     

纳米多孔TiO2薄膜制备工艺对其光学性能的影响

目的制备高效光催化薄膜,研究制备工艺对甲基橙水溶液光催化活性的影响。方法利用溶胶-凝胶技术在钠钙玻璃表面制备多孔纳米TiO2薄膜,用TEM,XRD,UV-VIS,AFM等技术对薄膜微结构进行表征。结果TiO2薄膜表面均匀,连续性好,颗粒粒径大约为17nm左右,孔洞平均大小为25nm左右,膜表面的粗糙度(RMS)大约为2~3nm左右。450℃退火处理的样品出现锐钛矿和金红石的混晶结构,锐钛矿的含量为66%,晶粒尺寸为28.8nm。随着退火时间的加长,紫外吸收峰“蓝移,”TiO2薄膜材料的带隙宽度变窄,扩大了光吸收范围。结论用工艺1制取的TiO2薄膜的光催化活性优于工艺2;450℃是合适的退火处理温度。     

MgB2超导材料的薄膜制备及其超导器件的实现

报道了采用电子束蒸发技术实现MgB₂薄膜制备的实验工作。通过蒸镀B膜和Mg/B多层膜两种前驱体,分别经高温区(～900℃)和中温区(～700℃)退火处理后成功获得了高质量的MgB₂薄膜样品。对样品的超导性能、晶体结构和表面形貌进行了详细的测量和表征,并对两类样品性质上所表现出的差异进行了分析。此外,还报道了在薄膜制备基础上利用微加工技术实现的超导微波谐振器的结果。     

掺氮可见光响应TiO2-xNx光催化薄膜的制备及性能初探

采用反应磁控溅射法在玻璃基片上制备N掺杂TiO2-xNx薄膜和纯TiO2薄膜,并且对两种薄膜样品分别进行了300、400和500℃的退火处理.采用X射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见光光度计(UV-Vis)对经过退火处理的样品进行了表征.结果表明:成功制备了N掺杂TiO2-xNx薄膜,部分N进入了TiO2薄膜晶格,并且以N-O键形式存在;N掺杂TiO2-xNx薄膜和纯TiO2薄膜相对比,晶型和表面形貌没有什么太大的区别,但通过紫外-可见光吸收谱图可以发现经过400℃退火处理的N掺杂TiO2-xNx薄膜吸收带边从纯TiO2薄膜的400 nm红移到455 nm.     

电子束蒸发沉积金属-TiO_2薄膜的结构和光学性质

采用电子束蒸发法在玻璃基底上制备了TiO2薄膜及Fe、Cu、Al掺杂TiO2膜,通过XRD、Raman光谱、XPS及AFM等测试手段研究了TiO2膜及金属-TiO2掺杂膜的结构、组成和形貌。金属掺杂量为1%,退火温度为773 K时,沉积得到的薄膜均为锐钛矿晶体结构的TiO2,掺杂金属的种类对薄膜的晶粒尺寸有一定的影响。采用紫外-可见分光光度计测试薄膜的吸收光谱,掺杂后TiO2的吸收带边发生改变,薄膜对可见光的吸收明显加强。光催化降解甲基橙实验表明,制备的TiO2薄膜及其金属掺杂膜具有一定的光催化活性,且Fe-TiO2膜的降解效率较高。     

DC反应磁控溅射制备VO2薄膜及XPS分析

文章通过改变玻璃基温度和靶基间距,采用m(O2)/m(A r)为1∶12.5,溅射功率为190 W,工作真空度为2.2 Pa,用DC磁控溅射法在玻璃基上沉积VO2薄膜,并经真空退火处理,制备的试样通过XPS测试分析薄膜表面的元素组成及成分。测试分析结果表明,基片温度在室温或超过350℃,易于生成VO2薄膜,真空退火可以显著改善制备薄膜的氧缺陷,提高V与O的化学计量比。     

DC反应磁控溅射制备VO2薄膜及XPS分析

文章通过改变玻璃基温度和靶基间距,采用m(O2)/m(Ar)为112.5,溅射功率为190 W,工作真空度为2.2 Pa,用DC磁控溅射法在玻璃基上沉积VO2薄膜,并经真空退火处理,制备的试样通过XPS测试分析薄膜表面的元素组成及成分.测试分析结果表明,基片温度在室温或超过350℃,易于生成VO2薄膜,真空退火可以显著改善制备薄膜的氧缺陷,提高V与O的化学计量比.     

电子束蒸发太阳能电池窗口层ZnO薄膜

用电子束蒸发法在玻璃基片上制备太阳能电池窗口层ZnO薄膜,并在氧气环境下对其在400～500℃的温度下退火1h．通过X射线衍射、电镜扫描、透过率光谱等手段测试和分析所制备的薄膜,结果表明：当薄膜未经过热处理时,薄膜中含有大量的单质锌;当薄膜经过400℃退火后,薄膜逐渐结晶,并且其物相成分基本是ZnO;当退火温度逐渐升高到500℃时,晶粒长大,晶化程度提高,对可见光和近红外光的透过率也增大,平均值可达90％,此时所制备出的ZnO薄膜适合于作为太阳能电池的窗口层。     

真空退火对ZnS与PbS混合薄膜结构和光学性质的影响

采用电子束蒸发的方法在石英基片上一次沉积厚度约为400nm的ZnS与PbS混合薄膜多个样品,随后将不同样品在3×10-3Pa的真空中分别以100～600℃退火1h.样品的成分、结晶性能、表面形貌和光学性质分别采用X射线能量色散谱、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜和分光光度计等进行检测.结果表明,制备态样品为非晶态,300℃真空退火的样品已开始结晶;当退火温度不低于500℃时,退火过程中,混合薄膜中的PbS大量挥发,退火后样品中的PbS含量明显减小.随着退火温度从100℃升高到600℃,样品的表面粗糙度和表面颗粒尺寸是先减小、后增大;光学透射率则呈现先升高后下降再升高的变化特性;退火后混合薄膜光学性质的变化与薄膜的成分、结晶性能和表面形貌的变化密切相关.     

Fe掺杂对TiO_2薄膜材料晶体结构转变的影响

应用直流磁控溅射方法并结合原位退火工艺,在普通玻璃基片上制备了不同Fe掺杂的TiO2薄膜,沉积过程中保持基底温度300℃.实验结果表明,退火氛围及Fe的掺杂量对TiO2薄膜的结晶状态、微结构及形貌都有很大影响.真空中500℃下退火0.5 h的Fe-TiO2薄膜样品表现为非晶态结构,而空气中500℃下退火0.5 h的该样品则结晶状态良好;随着Fe掺杂量的增加,TiO2薄膜样品逐渐由锐钛矿相向金红石相转变.