实际薄膜干涉的若干问题讨论

由于实际薄膜表面的反射率差别很大,研究薄膜干涉方法应该有所区别.当薄膜表面的反射率较大时,只考虑薄膜产生双光束干涉是不严格的,必须考虑多光束干涉.采用复振幅叠加方法得到反射光和透射光形成干涉条纹对应光强分布公式,然后研究了多光束干涉对条纹的可见度和锐度的影响.当单色光斜入射薄膜表面时,其反射光和折射光都是部分偏振光,因此精确计算实际薄膜干涉结果时应考虑其偏振特性的影响,通过利用菲涅尔公式研究了偏振特性对薄膜干涉结果的影响.     

升温模式对热处理TiN薄膜结构及性能的影响

为了比较不同热处理方式及工艺对TiN薄膜结构和性能的影响,在真空条件下、300~900℃范围内,对采用非平衡磁控溅射方法在单晶硅基底上沉积TiN薄膜后进行了热处理实验,考查了热处理模式（不同升温速率）和温度对薄膜结构和性能的影响．利用X射线衍射仪（XRD）对薄膜微结构进行表征,并利用扫描电镜观察了不同热处理模式下薄膜的表面形貌．同时,对不同工艺下薄膜的硬度、表面粗糙度和电阻率进行了表征．结果表明,薄膜经过热处理后,其晶体结构、择优取向、硬度、粗糙度和电阻率发生明显变化,并且随着热处理模式和温度的不同而产生较大差异．无论哪种模式,真空热处理后TiN薄膜的硬度均有所下降,其表面粗糙度亦有相似的变化趋势．两种模式下,经过450℃热处理后薄膜的硬度和粗糙度均达到最大值,与其高度择优取向的晶体结构有明显的相关性．     

实际薄膜干涉的若干问题讨论

由于实现薄膜表面的反射率差别很大,研究薄膜干涉方法应该有所区别,当薄膜表面的反射率大时,只考虑薄膜产生双光束干涉是不严格的,必须考虑多光束干涉,采用复振幅叠加方法得到反射光和透射光形成干涉条条纹对应光强分布公式,然后研究了多光束干涉对条纹的可见度和锐度的影响,当单色光斜入射薄膜表面时,其反射光和折射光都是部分偏振光,因此精确计算实际薄膜干涉结果时应考虑其偏振特性的影响,通过利用菲涅尔公式研究了偏振特性对薄膜干涉结果的影响。     

UBMS和PVAD法制备DLC薄膜表面微观形貌分析

光学薄膜的表面粗糙度是影响薄膜光学特性的重要因素,薄膜表面产生的散射损耗将影响薄膜的光学质量.采用非平衡磁控溅射(Unbalance Magnetron Sputtering,UBMS)和脉冲真空电弧沉积(Pulsed Vacuum Arc Deposition,PVAD)制备类金刚石薄膜(DiamondLike Carbon,DLC),利用泰勒霍普森表面轮廓仪,研究了不同工艺参数、不同薄膜厚度下所沉积的DLC薄膜表面粗糙度变化规律.结果表明:两种沉积技术下,随着薄膜厚度的增加,其表面均方根粗糙度先减小后增大.真空度和脉冲频率对表面粗糙度有显著影响.真空度在0.4~0.8 Pa范围变化时,表面均方根粗糙度变化范围为0.888 6~1.610 4 nm,脉冲频率在1~5Hz范围变化时,表面均方根粗糙度变化范围为1.040 7~1.545 8 nm.     

基片温度对纳米金刚石薄膜掺硼的影响

采用微波等离子体化学气相沉积法,以氢气稀释的乙硼烷为硼源进行了纳米金刚石(NCD)薄膜的生长过程掺硼,研究了基片温度对掺硼NCD薄膜晶粒尺寸、表面粗糙度、表面电阻和硼原子浓度的影响.利用扫描电子显微镜和原子力显微镜观察NCD薄膜的表面形貌,并通过Imager软件对原子力显微镜数据进行分析获得薄膜的表面粗糙度及平均晶粒尺寸信息;采用四探针测量掺硼NCD薄膜的表面方块电阻,利用二次离子质谱仪对掺杂后NCD薄膜表面区域的硼原子浓度进行测量.实验结果表明,较高的基片温度有利于提高薄膜的导电能力,但随着基片温度的提高,NCD薄膜的平均晶粒尺寸和表面粗糙度逐渐增大;此外,当反应气体中的乙硼烷浓度一定时,掺杂后NCD薄膜的表面硼原子浓度随基片温度升高存在一个饱和值.在所选乙硼烷浓度为0.01%的条件下,基片温度在700℃左右可以在保证薄膜表面电性能的基础上保持较好的表面形貌.     

TiO_2薄膜表面粗糙度对光学特性的影响

薄膜表面粗糙度是影响薄膜光学性能的一个重要指标,采用Taylor Hobson表面轮廓仪对离子束辅助电子束热蒸发沉积的二氧化钛(TiO2)薄膜表面粗糙度进行了研究.采用椭偏仪通过选择不同的结构模型研究了不同基底粗糙度上沉积的TiO2薄膜的折射率和消光系数.研究结果表明:0.3 nm/s的沉积速率获得的TiO2薄膜表面粗糙度较小;在基底粗糙度较小时,TiO2薄膜具有一定的平滑作用.通过减小基底的粗糙度和考虑混合模型,TiO2薄膜特性有一定的提升,随着薄膜表面粗糙度的增加其折射率趋于2.08,消光系数趋于0.04.     

不同激光能量和Zr/Ti比对PLD法制备PZT薄膜结晶质量的影响

典型的压电材料Pb(Zr0.52 Ti0.48)O3因其优异的性能,可用来制备各种类型的压电器件,一直受到许多研究者的关注.采用PLD法在SrTiO3(100)单晶衬底上制备出了不同组分的PZT薄膜,讨论了不同激光能量和Zr/Ti比对Pb(Zr0.52Ti0.48)O3薄膜结晶质量的影响,得出最佳生长PZT薄膜的条件,并分析其(002)摇摆曲线,结果显示:Pb(Zr0.52 Ti0.48)O3薄膜表面比较均匀,均方根粗糙度较小,体现出较好的结晶质量.最后根据谢乐公式可得出其所制备的薄膜晶粒尺寸在2～6 nm范围内,可以用于器件制作.     

局部双轴应变SiGe材料的生长与表征

利用分子束外延（MBE）对双轴应变SiGe局部区域外延生长和表征进行了研究.图形窗口边界采用多晶Si侧墙,多层SiGe薄膜分段温度生长.采用扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线双晶衍射（XRD）、透射电镜（TEM）和位错密度测试等多种实验技术,结果表明：薄膜表面窗口内双轴应变SiGe薄膜厚度和Ge组分得到精确控制,垂直应变度达到1.175%,其表面粗糙度为0.45 nm,SiGe位错密度为1.2×103 cm-2.由于采用多晶Si侧墙,外延材料表面没有发现窗口边缘处明显位错堆积.实验证实,采用该技术生长的局部双轴应变SiGe薄膜质量良好,基本满足SiGe BiCMOS器件制备要求.     

低速带对瑞雷波振幅变化特征的影响研究

在地震勘探中,地球表面往往存在一个低速覆盖层,为了研究在理想条件下传播和有低速覆盖层时传播的振幅变化特性,从瑞雷波的基本性质出发展开公式推导,得出瑞雷波的速度方程和位移方程,然后对模型进行地球物理参数赋值,最后进行数值试算,画出瑞雷波的频散曲线和振幅曲线。根据频散曲线和振幅曲线研究不同模型因素影响下的瑞雷波的速度特征和振幅特征变化,进而由此综合分析推断出瑞雷波在非理想自由界面条件下的瑞雷波性质和瑞雷波振幅随低速覆盖层不同参数的变化曲线。通过数值计算可以得出瑞雷波在有低速带的时候会发生频散现象,振幅会随深度的增加发生衰减,而且频率越高,衰减的速度越快,当低速层越厚,衰减速度会更快,而当横波速度变大,会减缓衰减速度。     

多元氧化物电子薄膜材料的单胞生长模式与界面应力诱导效应的研究

多元氧化物薄膜,特别是ABO_3钙钛矿结构的薄膜由于有铁电、压电、热释电和超导等特性和在多功能电子器件上的广泛应用而成为电子功能材料研究的热点．该文利用激光分子束外延和磁控溅射等薄膜制备技术,采用反射式高能电子衍射(RHEED)对薄膜的生长进行原位实时的检测分析,确定了在不同的工艺条件下氧化物薄膜的层状、层岛混合和岛状生长模式。优化了薄膜的生长条件,实现了对薄膜生长模式的有效控制,绘制出SrTiO_3、BaTiO_3等薄膜的生长模式图谱。测量计算了薄膜的表面活化能和沉积粒子在表面的有效扩散率,发现氧化物薄膜表面的生长运动单元具有活化能小、迁移时间长等重要特点,采用原子力显微镜(AFM)和掠入射XRD对层状生长薄膜的层厚结构进行了精细测量,提出了氧化物薄膜单胞生长动力学模型,即薄膜生长的主要单元是以B-O八面体为主体的单原胞基团．在此基础上,系统地研究了薄膜生长异质界面应力释放行为和对结构性能的影响,在小失配度、中等失配度和大失配度下体现出的不同生长规律,出现了在临界厚度下的相干外延、应变岛、双晶外延和近重位点阵等现象．最后,通过薄膜和衬底的失配度的选择来调整界面应力的影响,并通过工艺条件来诱导薄膜结构取向,如...     

Determination of efficient superfinishing conditions for mirror surface finishing of titanium

To determine mirror surface finishing conditions and efficient and economical superfinishing conditions for pure titanium and titanium alloys, an abrasive film is used when superfinishing is performed under varying conditions. These conditions include the workpiece rotation speed, the oscillation speed, the contact pressure of the roller, the hardness of the roller, and the type of abrasive film. The superfinishing device is applied to polishing a thin and long cylindrical bar. A micro-finishing film and a lapping film were used as abrasive films. Al₂O₃ grains or SiC grains were used as abrasives. The surface roughness of a polished workpiece was measured using a stylus-type surface-roughness measuring instrument. As a result, the conditions to improve the polishing surface efficiently include high values for the workpiece rotation speed, oscillation speed and contact pressure. The roller hardness has no effect on the efficient polishing conditions. The mirror finish of a surface can be created using lapping film of 3 μm with Al₂O₃ grains after polishing to a steady surface roughness under the efficient polishing conditions.     

旋涂法制备紫外荧光增强薄膜几种溶剂的比较

紫外荧光增强薄膜是一种有效提高硅基探测器紫外响应效率的荧光增强技术.对于旋涂法制备薄膜来说,溶剂的选择很重要,对使用不同溶剂旋涂制备的薄膜分析其紫外光谱透过率,成膜效果和荧光物质分布.四氢呋喃作为溶剂在旋涂的过程中全部挥发,虽不影响紫外光谱的透过率,但荧光物质的分布和表面粗糙度不理想.硝化棉相比于PMMA(聚二甲基硅氧烷,polydimethylsito xane)和PDMS(聚甲基丙烯酸甲酯,Polymethy Imethacrylate)紫外透过率低.PMMA常温状态下为固体,需要使用氯代烃或者芳烃溶解再旋涂,溶解时间较长且成膜效果不好;PDMS为胶体同荧光物质混合后直接旋涂,再加热80℃固化成膜,成膜效果好表面,粗糙度低,且荧光物质分布均匀.     

Er／Yb／Al掺杂ZnO薄膜的结构与形貌研究

采用射频磁控溅射技术在室温下Si衬底上制备了ZnO薄膜和Er／Yb／Al掺杂的ZnO薄膜。通过对XRD的结构分析表明：未掺杂ZnO薄膜沿c取向性生长,掺杂ZnO薄膜偏离了正常生长,变为（102）取向性生长的纳米多晶结构;Er／Yb／Al掺杂的ZnO薄膜的晶粒尺寸随着Er元素含量的增多而减小。经AFM对其形貌分析表明：Er^3＋、Yb^3＋、Al^3＋的掺入引起了ZnO薄膜晶格场变化,使薄膜表面粗糙度变大。     

基于溶胶凝胶法ITO薄膜材料的制备与表征

基于溶胶凝胶法制备了掺铟二氧化锡（ITO）薄膜,探讨聚乙二醇（PEG）、退火温度、退火过程氧气浓度等因素对ITO薄膜性能的影响。实验结果表明：在相同实验条件下,添加PEG能够降低ITO薄膜表面粗糙度,退火温度会改变ITO薄膜的结晶度,提高含锡量和氧浓度会增加ITO薄膜的电阻率。本研究为ITO埋栅结构气敏传感器制备提供了实验基础。     

Preparation of Nanometer-structured TiO_2 Thin Films by Sol-Gel Method

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｉＯ2 ｎａｎｏｍｅｔｅｒｔｈｉｎｆｉｌｍｉｓａｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｕｎｃｔｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌ .Ｉｔｈａｓａｖｅｒｙｇｏｏｄｐｒａｃｔｉｃａｌｖｉｓｔａｉｎｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙ ,ｐｈｏｔｏ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ,ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｈａｎｄｌｅｏｆｏｒｇａｎｉｃｃｏｎ ｔａｍｉｎａｔｏｒ,ｅｔｃ[1- 4] ,ｓｏｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋｈａｓｂｅｅｎｐｕｔｉｎｔｈｉｓａｓｐｅｃｔ.Ｓｏｌ ｇｅｌｍｅｔｈｏｄｉｓａｖｅｒｙｕｓｅｆｕｌ…     

非晶态ZnO薄膜的微结构及光学性质

采用溶胶-凝胶法在玻璃衬底上制备了非晶态ZnO薄膜。用X射线衍射仪(XRD)、扫描探针显微镜(SPM)研究了非晶态ZnO薄膜的晶相和微观形貌,用紫外-可见光光度计和荧光光度计研究了非晶态ZnO薄膜的光学特性。测试结果表明,XRD谱没有任何衍射峰,表明所制备的ZnO薄膜确实是非晶态;非晶态ZnO薄膜的表面平整、光滑,表面粗糙度均值为1.5 nm;在可见光区有很高的透过率,最高值为90%;光学带隙为3.39 eV;其PL谱显示在紫外区384 nm处有较强的紫外发射。     

Preparation of Nanometer-structured TiO2 Thin Films by-Sol-Gel Method

The transparent anatse TiO2 nanometer thin films were prepared by the sol-gel method on soda-line glass,X-ray diffraction,thermal analysis and UV-visible spectrophotometer were used to analyze the formation of the phases,Only increasing the heat-treatment time,the average graing size has no obvious change,The mechanism of grain growth in TiO2 thin film is probably as follows:the grain of coating will become grain core later;TiO2 sol constantly deposited on the surface of TiO2 grain and formed membrance with increasing of coating cylce time ;TiO2 grain in the film grow steadily.