脉冲激光沉积类金刚石薄膜的厚度均匀性建模

在脉冲激光沉积类金刚石薄膜过程中,针对薄膜均匀性差的问题,提出偏轴沉积、脉冲激光扫描沉积、双光束沉积和多光束沉积等模式来改善薄膜的均匀性。初步建立了脉冲激光沉积类金刚石薄膜厚度均匀性模型,并分别进行了薄膜厚度分布的模拟,在模拟过程中,强调了在不影响薄膜性能的基础上改善薄膜均匀性,并讨论了沉积模式对薄膜颗粒物问题的影响。结果表明,采用多光束沉积薄膜,厚度均匀性得到极大改善,而且颗粒物问题也得到了改善。最后提出模型改良意见。     

靶衬间距对脉冲激光沉积薄膜均匀性的影响

以国产脉冲激光沉积设备(PLD-Ⅲ型)在玻璃衬底上沉积Ti O2薄膜为例,研究了PLD法制膜过程中靶衬间距对薄膜均匀性的影响.实验过程中,以Ti O2陶瓷片作为靶材,玻璃作为衬底,保持其他工艺条件(如单脉冲能量、脉冲频率、沉积脉冲总数、衬底温度等)不变,专门考察了不同靶衬间距下,Ti O2薄膜在整个衬底台平面区域的沉积分布状况.结果表明,按样品的表观灰度划分,薄膜沉积的相对均匀区可分为2～3个轴对称区域,分别对应不同的沉积速率和厚度;在一定范围内调节靶衬间距(3.00～7.00 cm),可使高速率沉积区逐渐由轴对称的圆环状变为中心大圆斑(直径约2.20 cm).结合PLD沉积原理与靶衬之间的几何关系,分析了导致上述结果的机理.     

偏压对低气压等离子体增强化学气相沉积TiO2薄膜的结构和性能的影响

使用等离子体增强化学气相沉积(PE-CVD)的方法,以TTIP (Ti(OC4H7)4)为单体,用氧气为载气,以脉冲偏压为辅助在室温的玻璃基片上沉积无定型TiO2薄膜,分析探讨在射频等离子体增强化学气相沉积TiO2薄膜的过程中,基片上施加脉冲偏压和远离脉冲偏压的情况下成膜的比较.在沉积的过程中.利用USB-2000型光纤光谱仪对等离子体的发射光谱进行测量.定性分析等离子体沉积过程中的成分组成.用UV-1901探讨薄膜的光学特性,发现紫外和近紫外区域有一定吸收;用扫描电镜分析薄膜表面形貌的变化.可以看到偏压下的薄膜致密无孔,而远离偏压下的薄膜形貌粗糙;用红外光谱分析薄膜的结构组成,可以看到明显的T1-O吸收峰.脉冲偏压下得到的薄膜在化学、光学以及电学方面有很好应用前景.     

掺铝氧化锌(AZO)薄膜制备及结合机理探索

利用射频磁控溅射法以ZnO:Al2O3陶瓷靶材为源在丙纶非织造布上制备了AZO薄膜.采用扫描电镜(SEM)分析溅射时间对薄膜微结构的影响.结合能谱分析仪(EDX)对薄膜成分进行分析表征.分析探讨了在丙纶非织造布上溅射沉积纳米薄膜与基材的结合机理.结果表明:随着溅射时间的延长,薄膜的均匀性致密性越来越好;溅射得到的纳米薄膜元素的特征峰明显,纯度高;薄膜与基材之问结合是物理、化学等多种力共同作用的结果.     

外束PIXE束流均匀性测量与改善

外束PIXE束流均匀性是对非均匀性样品进行PIXE定量分析的基础.利用IP板对北京师范大学GIC4117 2×1.7 MV串列加速器外束PIXE束流均匀性进行了测量.通过在准直光栏前改用5μm的铝箔散焦膜,并用刀口厚度仅为0.1mm的铝准直光栏代替原有的碳准直光栏,改善前外束PIXE束流中心直径3.6mm内的离散程度为-65%~50%,改善后为-4.9%~2.8%.改善后的PIXE可直接用于Tisch安德森8级气溶胶采样器样品的元素定量分析,以及PIXE公司的分级式撞击采样仪第1~7级样品的元素定量分析.     

大面积CdS薄膜的沉积及其性质研究

采用化学水浴法(CBD)在30 cm x 40 cm TCO衬底上沉积了CdS多晶薄膜,研究了薄膜性质,并应用于太阳能光伏电池,制成了许多独立的小面积CdS/CdTe薄膜太阳电池.结果表明:刚沉积的CdS多晶薄膜性质具有较好的均匀性,适宜于制作大面积CdS/CdTe薄膜太阳电池组件.     

NaF薄膜的结构与应力分析

采用脉冲激光沉积(PLD)法在Si(100)衬底上生长了NaF薄膜．分别用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对薄膜的微观结构、表面形貌以及薄膜应力进行了表征与分析．AFM测试结果表明,低激光能量密度下制备的薄膜表面均匀、致密,均方根粗糙度(Rms)仅为0．538 nm;XRD分析结果表明,用脉冲激光沉积方法制备的氟化钠薄膜在(222)晶面有明显的择优取向．应力分析薄膜的残余应力为压应力,应力大小随激光能量密度的增加而增加;XPS分析结果表明,热蒸发制备的NaF薄膜氧含量明显高于PLD方法制备的NaF薄膜的氧含量．热蒸发方法制备的薄膜中的氧含主要来源于水中的氧,PID方法制备的薄膜中的氧主要来源于游离态氧,说明PLD方法制备的薄膜不容易潮解．     

玻璃纤维上镀敷纳米铁磁薄膜的工艺研究

介绍了一种在玻璃纤维上镀敷纳米铁磁薄膜的化学气相沉积方法.分析了基于五羰基铁受热分解,在玻璃纤维上制备纳米铁磁薄膜的原理;设计了一套化学气相沉积镀膜装置,并成功地在玻璃纤维上制备出纳米铁磁薄膜镀层.实验结果表明,这种方法能够批量制备形貌均匀、薄膜厚度可控的铁磁复合玻璃长纤维,为纳米铁磁纤维在电磁波吸收材料中的应用奠定了基础.     

沉积温度对直流磁控溅射TiN薄膜结构和表面形貌的影响

利用直流磁控溅射技术,在锆合金基体表面上研究不同基体温度对沉积TiN薄膜的影响.分别采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜(SEM)对TiN薄膜结构、表面形貌和截面形貌进行了研究.研究结果表明:TiN薄膜在不同沉积温度下晶格取向是不同的;200℃时,TiN为随机取向;300℃时,TiN薄膜以(111)为择优取向;400℃时,薄膜晶化质量不断提高,最后逐渐趋于稳定.300℃时,薄膜的致密性与均匀性较好,表面无明显缺陷.     

北京师范大学外束PIXE分析装置的建立

北京师范大学串列实验室建立了外束质子激发X荧光(PIXE)分析装置.外束引出窗口采用7.5μm厚Kapton膜.为了保护加速器系统,在外束管道中安装自己设计制作的快速真空保护阀.考虑到绝缘样品不能直接测量束流积分,在RBS靶室放置175nm金箔,并建立了金RBS峰面积和束流积分之间的关系,这样在采集外束PIXE能谱的同时,通过记录金箔RBS信号就可获得束流积分.对GBW07306水系沉积物有证标准物质进行了外束PIXE测量及定性分析,并与真空PIXE结果进行了比较.     

激光热解沉积微透镜中衬底温度场的研究

激光化学汽相沉积（ＬＣＶＤ）能在激光波长级区域内实现选择性沉积，再利用高斯光束的特性，可以实现在石英衬底上沉积球形剖面介质膜用作做透镜。其沉积生成形状与沉积速率有关，而沉积速率又与衬底温度及其分布有关。本文通过数学推导与计算机处理，详细描述了激光诱导石英衬底的温度分布，并通过高斯光束光斑扩束方法测量石英衬底表面温度分布。理论与实验相符，从而摸索了改善石英衬底温度分布以实现直接沉积微透镜的要求。     

用质子激发X射线发射分析技术测量晶片表面的污染物

介绍了PIXE（质子激发X射线发射）分析技术分析硅晶片表面杂质元素的探测灵敏度和最低可探测限,用此分析技术,对在几个注入机上进行的注氧硅晶片的污染情况进行了测定,发现在有的注入机上注氧时带进了Cr,Mn,Fe,Cu等污染元素,结果表明,PIXE分析技术具有高灵敏、非破坏性等优点,十分适合在这一领域的研究中应用。     

气相沉积TiC/TiN涂层的组织和性能的研究

本文对气相沉积法(CVD和PVD)获得的TiC/TiN涂层,通过金相显微镜和扫描电镜的观察,x射线相结构分析,以及硬度、结合力、开裂情况的测定与分析,弄清了涂层的显微组织和相结构,提出了涂层的形成机制。测定结果表明,涂层与基体间的结合力,在高速钢基体上由PVD法沉积的TiN涂层约为7.09kgf/mm~2,在T10钢基体上由CVD法沉积的TiC涂层约为93.82kgf/mm~2。还探讨了涂层的断裂机制,讨论了涂层组织与性能之间的关系。本文的上述研究,为稳定、高效制备优质TiC/TiN涂层提供了依据。     

北京师范大学大气颗粒物外束PIXE分析系统

北京师范大学串列加速器实验室建立了大气颗粒物外束PIXE分析系统,并利用标准样品获得了16种大气颗粒物常见元素的外束PIXE分析系统刻度因子.对Z≥15的大多数元素,刻度因子的重复性较好,相对标准偏差在2%左右.通过降低样品与探测器Be窗之间空气层的有效厚度来削弱空气对低能X射线的吸收作用并降低空气中Ar元素的峰面积,可使标准样品中Mg的探测限由9 157ng.cm-2降至331ng.cm-2,Al的探测限由645ng.cm-2降至191ng.cm-2.大气颗粒物样品中Al及原子序数高于Al的元素外束PIXE的探测限约为内束PIXE的2～6倍.     

脉冲激光沉积法(PLD)制备InGaN薄膜的膜厚分布特征

【目的】探究脉冲激光沉积法(PLD)制备InGaN薄膜时薄膜的厚度分布规律,以便于能够改善薄膜的均匀性。【方法】在实际情况中,靶材和基片并不平行,取任一无限小面积元近似作为平行靶材时的情况来分析,研究此处各项等效参数即可得到该处的膜厚。【结果】当靶材与基片的倾斜角为0°时,靶材激光照射点处的法线与基片相交处的膜厚度最大,以该点为中心,基片两侧膜厚呈对称分布,且越远离基片中心点,膜的厚度越小;当靶材与基片的倾斜角不为0°时,基片左右两侧膜厚不对称分布,靠近靶材一侧的薄膜厚度大于远离靶材一侧的薄膜厚度,倾斜角越大,两侧膜厚的差异越大,膜厚最大的点不在基片中心处,而是偏向靠近靶材的一端,倾斜角越大,偏离越明显。靶基距增大,所形成的膜厚度均匀性提高,但与靶基距较小时相比,相同时间内沉积的膜厚度要低得多。【结论】PLD制备InGaN薄膜过程中,基片各处上的薄膜受倾斜角和靶基距的影响,厚度不均匀,存在一个厚度分布。     

金属超微粒结晶生长的时间特性分析

利用X-射线衍射技术对溅射沉积在非晶二氧化硅基底上的金属晶体超微粒的生长特性进行实验研究.发现银超微粒的衍射强度和结晶核粒径随时间的增长遵从幂指数规律;并且银超微粒的结构有趋向结晶化的趋势.同时,银晶体超微粒的生长特性具有自相似性.     

颗粒物标准样品分析的PIXE方法

报告了用质子激发X荧光分析（PIXE）对国际原子能结构组织的实验室分析比对的颗粒物标准样品的测量结果，讨论了此结果和各实验室的PIXE和中子活化分析（NAA）测量结果与用不同方法测定值的平均值，参考值的比较，表明对颗粒物样品分析，PIXE的准确度很好。     

微量元素与脑血管疾病相互关系的研究

用质子诱发x射线(proton Induce x-ray emission,简称PIXE),分析了脑溢血、脑血栓、脑血管硬化症者的毛发、组织、血管中的微量元素,测定了糖代谢、胰岛素释放、血清甘油三酯、血清胆固醇,发现与正常人的结果有显著差异,并对机理作了初步探索。     

NaCI溶液中Fe—W非晶镀层磷化膜的耐蚀机理

将Fe-W非晶镀层在锌系磷化液中进行磷化处理,表面形成致密的磷化膜,显著提高了镀层在NaCI溶液中的耐蚀性能;采用AES和XPS测定Fe-W磷化膜的成分和化学价态,并对膜层进行了深度剖析。实验结果表明,磷化膜主要由ZeZn2(PO4)2、Zn3(PO4)2及少量Fe2O3、WO3和钼酸盐组成,厚度约为210nm。此外,还探讨了磷化膜的耐蚀机理。