反应磁控溅射沉积纳米多孔BiVO4薄膜光催化剂:总压力和基底的影响

使用脉冲直流电源、金属Bi和V靶材,在氩气和氧气气氛保护下,通过反应磁控溅射法在不同基板上沉积纳米多孔BiVO4薄膜,然后在空气中进行后退火处理,形成具有光敏性的单斜白钨矿晶体.研究总压力和基底对薄膜晶体结构、形貌、显微组织、光学和光催化性能的影响.结果表明,在石英玻璃基底上沉积的单斜白钨矿结构于250℃开始结晶,薄膜...     

退火处理对不同RF功率下制备ZnO薄膜的结晶性能的影响

采用RF磁控溅射法,在不同溅射功率下在玻璃衬底上制备了ZnO薄膜,并对所制备的ZnO薄膜在空气气氛中进行了不同温度（350-600℃）的退火处理.利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等研究了退火对不同溅射功率条件下制备的ZnO薄膜晶体性能和应力状态的影响.研究表明,在衬底没有预热的情况下,较低功率（190W）下制备的ZnO薄膜,当退火温度为500℃时,能获得单一c轴择优取向和最小半高宽,张应力在350℃退火时最小;较高功率（270W）下,薄膜最佳c轴取向和晶粒度在600℃退火温度获得,张应力最小的退火温度在350-500℃之间.当衬底预热至300℃时,退火处理对两种功率下制备的薄膜的结晶性能和应力的影响基本一致.     

射频磁控溅射Al掺杂ZnO薄膜的退火性质分析

采用射频磁控溅射技术制备了高度择优取向的Al掺杂ZnO(ZAO)薄膜,并对所制备的薄膜在纯氩气氛中进行了400℃、1h和2h的退火处理,将前者再于空气中相同温度下退火1h.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光谱仪和四探针测试仪等对退火前后薄膜进行了表征和光学、电学性能研究.研究表明,退火处理对ZAO薄膜的晶体、光学和电学性能有影响.原位沉积的薄膜电阻率为2.59Ω·cm,可见光区透过率约70%.400℃纯Ar气氛中退火1h后,ZAO薄膜的平均晶粒有所长大,薄膜内应力有所减小;薄膜可见光区平均透过率从70%提高到将近80%;薄膜的电阻率变化不明显,从2.59Ω·cm降低到1.37Ω·cm.400℃纯Ar气氛中退火2h后,薄膜的可见光区透过率和电阻率分别为75%和14.7Ω·cm.400℃纯氩气氛中退火1h再经过空气中退火1h后,薄膜的可见光区透过率和电阻率分别为80%左右和0.69Ω·cm.     

直流磁控溅射法制备TiO_2薄膜实验研究

本文利用直流磁控溅射法在不同条件下制备玻璃基Ti O2薄膜样品,并检测了薄膜的超亲水性。研究了沉积条件例如溅射总气压,氧气和氩气的相对分压,溅射功率,基片温度和后续热处理对Ti O2薄膜最佳性能的影响。实验结果显示:在较低温度下沉积的Ti O2薄膜是无定型且亲水性较差,然而,在400~500℃范围内退火过后,薄膜表面呈现超亲水性能。     

掺钨氧化钒薄膜的制备及研究

采用复合靶磁控溅射法在SiO2玻璃、普通玻璃和Si(100)上沉积氧化钒薄膜,然后对其进行真空退火.分别利用X射线衍射、原子力显微镜、紫外可见光分光光度计和红外光谱仪分析样品的物相、表面形貌和光透过率.结果表明:500 ℃下退火1 h,SiO2玻璃衬底上沉积40 min的薄膜主要物相为VO2和V2O5,退火时间延长到2 h,薄膜主要物相为VO2,薄膜晶粒尺寸均匀,晶粒大小约为100 nm;Si (100)上沉积40 min的薄膜在500 ℃下退火2 h后,物相为低于+4价的钒氧化物;掺钨后薄膜可见光和红外光的透过率都有提高.     

不同退火气氛对0.7BiFeO_3-0.3PbTiO_3薄膜铁电性能的影响（英文）

利用溶胶-凝胶法在LaNiO_3/SiO_2/Si衬底上制备了0.7BiFeO_3-0.3PbTiO_3(BFPT7030)薄膜,利用快速退火方式将薄膜分别在空气、氧气流、空气流、氮气流中进行后续退火处理。在空气、氧气流及空气流中退火的薄膜均完全结晶并呈现高度(100)择优取向。而在氮气流中退火的薄膜由于结晶很差,测试不出其电滞回线。空气中退火的BFPT7030薄膜表现出最大的剩余极化及最小的漏电流,Pr为30μC·cm~(-2),而在空气流中退火的BFPT7030薄膜表现出最小的剩余极化(Pr:13μC·cm~(-2))及最大的漏电流。XPS测试结果表明,在空气、氧气流及空气流中退火的BFPT7030薄膜中Fe~(3+):Fe~(2+)分别为2.09:1,1.65:1及1.5:1。而在氧气流及空气流中退火的BFPT7030薄膜中Bi及Pb的相对含量低于在空气中退火的薄膜。铁离子的价态波动是产生氧空位的原因,增加氧气有助于抑制氧空位的产生。虽然Pb的挥发会导致较差的微观结构,但其挥发并不会导致氧空位的产生。     

退火处理对WC-DLC薄膜结构及性能的影响

为研究退火处理对WC-DLC薄膜结构与性能的影响,采用磁控溅射技术在高速钢表面沉积WC-DLC薄膜,并作不同温度下的退火处理,对不同温度退火处理后的WC-DLC薄膜的结构、摩擦学性能与耐腐蚀性能进行系统表征。结果表明:WC-DLC薄膜呈现出非晶态特征,随着退火温度的上升,薄膜中sp3-C相对含量下降;当退火温度在250℃时,WC-DLC薄膜在大气环境下与去离子水环境下分别表现出最优的摩擦学性能,磨损率分别为1.25×10~(-7)mm~3/Nm与1.02×10~(-7)mm~3/Nm。同时,当退火温度低于250℃时,WC-DLC薄膜的耐腐蚀性能无明显变化,但当退火温度高于250℃时,WC-DLC薄膜的耐腐蚀性明显下降。退火处理对WC-DLC薄膜的热稳定性、摩擦学性能及耐腐蚀性能有重要影响。     

低工作温度下Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)薄膜对乙醇的气敏性能（英文）

利用金属有机物分解法(MOD),在Pt/Ti/SiO_2层的Si(100)衬底上制备了Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)(BNd T)薄膜,并将其分别在氧气氛围和空气中进行快速退火处理。运用X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜对BNd T薄膜的晶体结构和形貌进行表征,通过在不同浓度气体氛围下监控材料电阻变化来研究其气敏性能。结果表明,在空气环境退火的BNd T薄膜具有多孔微结构和表面粗糙形貌,且退火氛围对BNdT薄膜气敏性能有较大的影响。在工作温度为100°C时,在空气中退火的BNdT薄膜对1×10~(-6)乙醇气体具有高的灵敏度,并且对乙醇气体的极限探测浓度达到0.1×10~(-6)。其响应和恢复时间分别约为6 s和10 s。研究结果为制作高性能乙醇传感器有指导的意义。     

射频磁控溅射ZrW2O8薄膜的高温退火研究

采用ZrW2O8陶瓷靶材,以射频磁控溅射法在不同基片上沉积制备ZrW2O8薄膜.利用X射线衍射(XRD)仪和扫描电子显微镜(SEM)研究靶材性能和退火温度、气氛以及基片对薄膜的相组成、表面形貌的影响.结果表明:ZrW2O8靶材具有较高的纯度和致密度,磁控溅射制备的薄膜为非晶态,在730℃左右通氧条件下退火后得到择优生长的ZrW2O8薄膜:在750℃左右退火得到三方相ZrW2O8薄膜;在1200℃密闭的条件下淬火得到立方相ZrW2O8薄膜;在15到700℃温度区间内,制备的立方相ZrW2O8薄膜负热膨胀系数为-14.47×10-6 K-1,随着退火温度的提高,薄膜出现一些孔洞和裂纹.     

氧化铱薄膜的制备及其导电机理研究

采用脉冲激光沉积技术在Si(100)衬底上制备了高导电的IrO2薄膜,重点研究了退火前后其电学性能和微观结构的变化规律。采用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、光电子能谱(XPS)和四探针法对退火前后IrO2薄膜的结构和电性能进行了表征,并利用霍尔效应研究了IrO2薄膜的导电机理。结果表明:IrO2薄膜在空气中退火后,导电性能得到提高,其中在750℃退火的电阻率达到最小值37μΩ.cm。在25～500℃范围内,IrO2薄膜的高温电阻率随着温度的升高呈线性关系逐渐增大,呈现出类似金属的导电特征。在250～400℃沉积的IrO2薄膜载流子的类型为p型;沉积温度较高(500℃)或在更高温度退火处理后,IrO2薄膜载流子的类型为n型,其导电机理以电子导电为主。     

退火态CoSb、CoSb_2薄膜的热电特性

正Co-Sb基化合物被认为是中温应用的前景看好的热电材料。Aziz Ahmed等人采用射频共沉积法,室温下在SiO_2基体上制作了一系列Co-Sb基化合物。研究表明,沉积态Co-Sb_2薄膜是非晶态,经300℃退火得到晶体结构,高温X-射线衍射表明,Co-Sb_2在100~150℃开始晶化,退火薄膜晶体相成分与相图符合,然而微结构不同。测量Co-Sb化合物电、热性能随温度变化,并用相鉴定。缺陷浓度及可能传输机制说明其变     

退火温度对磁控溅射氧化钒薄膜结构和光学性能的影响

采用射频磁控溅射技术在玻璃基底上沉积VO_x薄膜,随后在不同温度下进行退火处理,研究退火温度对薄膜结构和光学性能的影响。利用X射线衍射、扫描电镜、分光光度计分别测试了物相结构、表面形貌、光学性能。结果表明,退火处理使薄膜样品由处理前的非晶态转变成晶态。随着退火温度的升高,薄膜的平均晶粒尺寸逐渐增大。退火后薄膜的透射率比退火前的偏小,当退火温度由300℃升高到500℃时,薄膜的吸收带边向长波方向偏移,出现红移现象,薄膜的吸收率也随之升高。在晶化的样品中,退火温度为300℃时的薄膜透射率最好;退火温度为500℃时,薄膜的晶粒度均匀性最好。     

退火温度对Ta掺杂ITO薄膜性能的影响

利用电子束蒸发技术在玻璃衬底上沉积了Ta掺杂ITO(ITO:Ta)薄膜,对比研究了在不同退火温度下ITO:Ta和ITO薄膜表面形貌、方阻、载流子浓度、霍尔迁移率和透光率的变化情况.结果表明,随着退火温度的上升,ITO:Ta薄膜的晶化程度不断提高,并获得较低的表面粗糙度.在合适的退火温度下,ITO:Ta薄膜的光电性能也有显著的改善.当在氮气氧气氛围下经过500℃退火时,ITO:Ta薄膜得到最佳的综合性能,表面均方根粗糙度为2.17 nm,方阻为10-20 Ω,在440 nm的透光率可达98.5%.     

氨气和氮气气氛下热处理对ITO薄膜光电性能的影响

利用射频磁控溅射在室温玻璃衬底上制备了氧化铟锡(ITO)薄膜,并分别在氨气、氮气和空气气氛下对薄膜进行了热处理.利用X射线衍射、霍尔效应、UV-VIS-NIR分光光度计等测试手段对薄膜样品进行表征,研究了不同热处理气氛及温度对ITO薄膜光电特性的影响.结果发现在不同气氛下热处理均能明显提高ITO薄膜在可见光区的透过率,氨气气氛下更有利于薄膜导电特性的改善.     

纳米V2O5薄膜的制备与特性

采用溶胶.凝胶法在Si和普通玻璃基底上制备V2O5纳米薄膜.在空气中对样品进行不同温度的退火处理.利用X射线衍射、扫描电子显微镜和分光光度计对制备的V2O5薄膜的结构、形貌和光学特性进行研究.XRD和SEM研究结果表明:可以通过升高退火温度来提高薄膜的结晶程度、颗粒尺寸及其均匀程度,并增强V2O5的择优取向性.透射谱和吸收谱的研究结果表明:随着退火温度的升高,V2O5薄膜的吸收边缘发生红移,光学带隙逐渐变窄.     

不同退火气氛对0.7BiFeO3-0.3PbTiO3薄膜铁电及介电性能的影响

利用溶胶-凝胶法在LaNiO3/SiO2/Si衬底上制备了0.7BiFeO3-0.3PbTiO3（BFPT7030）薄膜,利用快速退火方式将薄膜分别在空气、氧气流、空气流、氮气流中进行后续退火处理。在空气、氧气流及空气流中退火的薄膜均完全结晶并呈现高度（100）择优取向。而在氮气流中退火的薄膜由于结晶很差,测试不出其电滞回线。空气中退火的BFPT7030薄膜表现出最大的剩余极化及最小的漏电流,Pr 为30μC cm-2, 而在空气流中退火的BFPT7030薄膜表现出最小的剩余极化(Pr: 13μC cm-2)及最大的漏电流。XPS测试结果表明,在空气、氧气流及空气流中退火的BFPT7030薄膜中Fe3 :Fe2 分别为2.09:1, 1.65:1 及 1.5:1。而在氧气流及空气流中退火的BFPT7030薄膜中Bi及Pb的相对含量低于在空气中退火的薄膜。铁离子的价态波动是产生氧空位的原因,增加氧气有助于抑制氧空位的产生。虽然Pb的挥发会导致较差的微观结构,但其挥发并不会导致氧空位的产生。     

电沉积法制备CuInSe2薄膜的组成与形貌

采电沉积法制备了CuInSe2薄膜材料，研究了制备工艺条件对材料组成、结构与性能的影响。研究结果表明：最佳的沉积电位范围为-0．6～0．8V（vsSCE）；硒化退火是获得高质量CuInSe，薄膜的必要过程，硒化退火温度应控制在440～610℃范围内；在不同沉积电位和不同电解质浓度组成溶液中，通过电沉积并在500℃下硒化退火均可获得黄铜矿结构CuInSe2多晶薄膜；沉积电位的负移会使膜层中CuInSe2的相对含量增加，晶型完善，且杂相减少；随着电解质浓度的增加，电沉积CuInSe2退火后结晶程度变好，颗粒变得粗壮，致密性也有所改善；电沉积并硒化退火后薄膜中的铜铟摩尔比受沉积电位和电解质浓度影响较大，当沉积电位为-0．7和-0．8V时，铜铟摩尔比约为1较为理想，且铜铟摩尔比的变化与电解液中CuCl2和InCl3的摩尔比变化一致。     

退火处理对ITO和ITO:Zr薄膜性能的影响

利用磁控溅射在室温条件下沉积ITO薄膜和ITO：Zr薄膜,对比研究在空气中退火处理对ITO和ITO：Zr薄膜性能的影响。结果表明,Zr的掺杂促进了（400）晶面的取向,随着退火温度的升高,薄膜表面颗粒增大,表面粗糙度有所降低。室温下Zr的掺杂显著改善了薄膜的光电性能,随着退火温度的升高,ITO和ITO：Zr薄膜的方阻都表现为先降后升的趋势,ITO：Zr薄膜在较低的退火温度下可见光透过率就可达到80%以上,直接跃迁模型确定的光学禁带宽度Eg呈现了先升后降的变化。ITO：Zr薄膜比ITO薄膜显示了更高的效益指数,揭示了ITO：Zr薄膜具有更好的光电性能。     

磁控溅射制备SiC薄膜及其高温抗氧化性

用射频磁控溅射法在单晶Si(100)基片上制备了SiC薄膜.将制备的薄膜分别在800、900和1000℃空气气氛中退火120 min.用X射线衍射仪和傅里叶变换红外光谱仪测试了薄膜的结构,用X射线光电子能谱仪测试了薄膜元素的组成和状态,用场发射扫描电子显微镜测试了薄膜表面的形貌.结果表明:经800℃空气退火后,薄膜表面生成了一层SiO2保护层,阻止了内部SiC薄膜的继续氧化,因此SiC薄膜在800℃具有较好的高温抗氧化性;随着退火温度的升高,SiC薄膜被进一步氧化,经1000℃空气退火后,薄膜已大部分转变为SiO2.     

元素扩散对Cr2O3陶瓷薄膜结构和摩擦学性能的影响

目的 通过高温热处理,不同基材会发生不同的组织演变,研究了组织演变对基材中金属元素高温扩散的影响,从而判断其对多弧离子镀制备Cr2O3陶瓷薄膜形貌、结构以及摩擦学性能的影响。方法 利用多弧离子镀技术在不同基材表面(Inconel 718合金、IC10合金、45钢、316不锈钢)沉积Cr2O3薄膜。使用扫描电子显微镜(SEM)和冷场发射扫描电镜(FESEM)分析了基材和薄膜高温退火前后的表面形貌,并且利用EDS分析了基材和薄膜表面的元素含量变化。采用X射线衍射仪(XRD)对Cr2O3薄膜进行物相分析,使用往复摩擦磨损试验仪、三维轮廓仪以及扫描电子显微镜分析了基材和薄膜退火前后的摩擦学性能。结果 热处理后基材中的元素会扩散到其表面,Inconel 718合金、IC10合金和45钢热处理后,其摩擦因数降低。在Inconel 718合金和316不锈钢表面沉积的Cr2O3薄膜高温退火后,基材中的金属元素沿着Cr2O3薄膜晶界扩散至薄膜表面,并与大气中的O2反应形成三元氧化物。Cr2O3薄膜经1 000 ℃退火后,Inconel 718合金中的Ti元素扩散至Cr2O3薄膜表面形成类网状凸起结构,且薄膜表面形成CrTiO3和Cr2O3混合相,316不锈钢中的Mn元素扩散至Cr2O3薄膜表面形成尖晶石结构的MnCr2O4相,45钢表面上沉积的Cr2O3薄膜在850 ℃退火后薄膜表面形成以Fe元素为主的大颗粒,薄膜表面物相为Fe2O3和Cr2O3混合相,IC10合金表面上沉积的Cr2O3薄膜表面没有发现基材中的金属元素,主要物相为Cr2O3相。Cr2O3薄膜退火后摩擦因数降低至0.45左右。结论 Inconel 718合金、45钢以及316不锈钢中的金属元素扩散至薄膜表面时,其对Cr2O3薄膜的物相组成、表面形貌以及摩擦学性能有很大的影响。IC10合金表面上沉积的Cr2O3薄膜热处理后,磨损寿命较低。Inconel 718合金表面上沉积的Cr2O3薄膜具有优异的摩擦学性能。