A1掺杂ZnO薄膜的结构研究

采用直流反应磁控溅射方法,在玻璃衬底上制备了Al掺杂ZnO薄膜.系统研究了不同氩氧体积比、不同退火温度和氛围、不同Al掺杂浓度对薄膜结构的影响.结果显示,Al掺杂ZnO薄膜为多晶薄膜,呈六角纤锌矿结构,制备条件和后期处理以及掺杂浓度对薄膜的微结构有着很大的影响.在氩氧体积比6:1条件下制备的薄膜,经真空500℃退火后具...     

AlMgB_（14）三元超硬硼化物的实验制备与理论研究

三元硼化物AlMgB14材料具有高硬度,高韧性,低密度,低摩擦系数以及抗高温氧化腐蚀等众多优异性能,在工具、模具、微机械制造及航空航天关键零部件等领域具有重要的应用前景.本文采用多靶射频磁控共溅射技术,以高纯度Al（99.99%）,Mg（99.95%）,B（99.9%）材料为溅射靶源,在单晶Si（100）衬底上溅射沉积得到了表面均匀致密,不同化学组分的Al-Mg-B三元非晶态薄膜,通过调控溅射参数,可以实现原子比接近Al：Mg：B=1：1：14.对于所制备的薄膜样品,在三元相图上沿Al-Mg等含量线,Al-Mg-B材料的硬度,随着B元素含量增加由13GPa增大到32GPa,其中AlMgB14附近成分点的硬度达到25~32GPa.同时,采用第一性原理计算,得到AlMgB14晶体的维氏硬度为27.6GPa,与实验值接近.通过电子结构分析,我们进一步探讨了AlMgB14晶体和其他相似结构富B三元化合物硬度的起源,发现他们共同具有的B12二十面体骨架是决定硬度的主要因素.Al,Mg等金属元素主要通过向B12的电荷转移对材料硬度进行微调,Al-B之间形成了弱的共价键而Mg-B之间形成离子键,这点同时也为XPS实验谱图所证实.采用准简谐近似德拜模型,我们还研究了AlMgB14晶体的热学性质以及温度对体弹性模量的影响,发现体模量随温度增加明显的减小,同实验上提高衬底温度对硬度的增强呈现了相反的变化趋势.这从侧面说明了衬底温度提高导致的硬度增强并不是改变了材料的本征硬度,而可能由于加强了薄膜同衬底间附着力.     

调制比对TiB2/TiAlN纳米多层膜结构和机械性能的影响

利用射频磁控溅射技术在室温下合成了具有纳米调制周期的TiB2/TiAlN多层膜.分别采用X射线衍射仪(XRD)、表面轮廓仪、纳米力学测试系统和多功能材料表面性能实验仪分析了调制比对TiB2/TiAlN纳米多层膜结构和机械性能的影响.结果表明:大部分多层膜的纳米硬度和弹性模量值均高于两种个体材料混合相的值,在调制比为t ...     

纳米胶体球表面生长的Co/Pt多层膜的磁性研究

利用自组装技术在Si表面上制备二维有序胶体球阵列,利用磁控溅射系统以此为衬底制备Co/Pt垂直多层膜,形成曲面膜.与沉积在Si表面上相同结构的多层膜做比较,当测量角度在0°-45°之间时,曲面膜的磁滞回线形状几乎无变化,表明转换场分布很窄,这是由各向异性轴在球表面的变化造成的.     

氧浓度对磁控溅射Ti／WO3薄膜光学性能的影响

在不同氧浓度下,采用直流反应磁控溅射技术在玻璃基片上制备了Ti掺杂的WO3薄膜并在450℃退火。用X射线衍射（XRD）、分光光度计、台阶仪等对薄膜的结构和光学性质进行表征,分析了不同氧浓度对气敏薄膜的透光率、微结构及光学带隙的影响。结果表明,氧浓度增大,沉积速率越慢,膜厚度减小,薄膜的平均晶粒尺寸增大,晶面间距增大;透射率曲线随着氧浓度的增加逐渐向短波方向移动,表明薄膜的光学带隙宽度随氧浓度的增大而变大。     

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 °.     

Cr掺杂ZnO薄膜的制备及磁性机制研究

采用磁控交替溅射方法以及真空退火处理制备了Zn1-xCrO薄膜,采用X射线衍射、X射线光电子能谱、物理性质测量仪对样品的结构、表面形态以及磁学性质进行了测试与分析．测试结果表明所有掺杂样品在室温下均具有微弱的铁磁性,并初步给出了其磁性机制．     

沉积工艺参数对AlN薄膜择优取向影响的实验研究

采用射频磁控溅射法,以高纯Al（99．999％）为靶材,高纯N2为反应气体,在硅及金刚石上制备了氮化铝（AIN）薄膜．研究了氩气氮气比例、溅射气压等工艺参数对A1N膜沉积的影响规律．结果表明,随着氮气比例的增大A1N（002）取向明显增强．溅射气压低有利于以AIN（002）面择优取向．     

射频磁控溅射和电子束蒸发制备ZnO薄膜特性的比较

利用射频磁控溅射(Radio frequency-magnetro sputtering,RF-MS)和电子束蒸发(Electron beam evaporation,E-BE)方法制备ZnO薄膜,并对两种方法制备的薄膜在400、450和500℃退火后的微观结构、光学与电学性能进行比较.结果表明,RF-MS比E-BE制备的ZnO薄膜的晶粒细小且均匀,表面粗糙度小.两种方法制备的ZnO薄膜的平均透光率均大于80%,且随温度升高均表现出禁带宽度变小以及在380 nm附近出现近带边发射和绿光发射现象.此外,E-BE比RF-MS制备的ZnO薄膜的电阻率小.     

掺Ag离子的纳米CdTe薄膜的结构和电性能研究

采用射频(R.F.)磁控溅射在陶瓷(Al2O3)衬底上制备出了纳米晶CdTe薄膜,常温下将薄膜样品浸泡到AgNO3水溶液后,在真空380℃下退火60 min获得Ag离子掺杂的样品.利用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FESEM)对掺杂前后薄膜的晶体结构、外貌形态进行了表征.利用扫描电镜配备的能量色散谱仪(EDS)对薄膜化合物元素组成进行定量分析,并使用HMS-3000型霍耳效应测试测定薄膜电导等电学参数.