CoFe合金薄膜的制备及原子力表征

室温下采用射频磁控溅射技术在涤纶纺粘非织造布表面沉积钴铁(CoFe)合金薄膜.通过原子力显微镜(AFM)观察了CoFe合金薄膜在无纺织布表面沉积的微观结构,并较为系统地分析了溅射时间、溅射压强及溅射功率对CoFe合金薄膜微观结构的影响.结果表明,磁控溅射的工艺参数配置对CoFe合金薄膜表面形貌的影响很大,溅射时间的长短、溅射功率的大小对成膜的均匀性有很大影响,在一定的溅射压强(0.5Pa)时合金颗粒将会因团聚而急速增大.     

射频磁控反应溅射制备Al2O3薄膜的工艺研究

采用射频磁控反应溅射法,以高纯Al为靶材,高纯O2为反应气体,在不锈钢和单晶Si基片上成功地制备了氧化铝(Al2O3)薄膜,并对氧化铝薄膜的沉积速率、结构和表面形貌进行了研究.结果表明,沉积速率随着射频功率的增大先几乎呈线性增大而后缓慢增大;随着溅射气压的增加,沉积速率先增大,在一定气压时达到峰值后继续随气压增大而减小,同时随着靶基距的增大而减小;随着氧气流量的不断增加,靶面溅射的物质从金属态过渡到氧化物态,沉积速率也随之不断降低.X射线衍射图谱表明薄膜结构为非晶态;用原子力显微镜对薄膜表面形貌观察,薄膜微结构为柱状.     

溅射功率对CdZnTe薄膜成分和结构的影响

采用Cd0.9Zn0.1Te晶体作为溅射靶在玻璃衬底上利用磁控溅射法制备出CdZnTe薄膜,研究了溅射功率对CdZnTe薄膜的成分、结构特性的影响。制备的CdZnTe薄膜是具有闪锌矿结构的多晶薄膜,沿（111）择优取向。随着溅射功率的增大,薄膜沉积速率增大,薄膜结晶质量提高。采用晶体靶Cd0.9Zn0.1Te溅射CdZnTe薄膜时,无论是在何种功率下CdZnTe薄膜中的Cd原子成分均高于Te原子成分,Cd原子表现为择优溅射原子。     

Al-Sn共掺杂ZnO薄膜的结构与光电性能研究

采用射频磁控共溅射法在玻璃衬底上制备出了Al与Sn共掺杂的ZnO(ATZO)薄膜.在固定ZnO∶Al(AZO)靶溅射功率不变的条件下,研究了Sn靶溅射功率对ATZO薄膜的结晶质量、表面形貌、电学和光学性能的影响.结果表明,制备的ATZO薄膜是六角纤锌矿结构的多晶薄膜,具有c轴择优取向,而且表面致密均匀.当Sn溅射功率为5W时,330 nm厚度的ATZO薄膜的电阻率最小为1.49×10-3 Ω·cm,比AZO薄膜下降了22％.ATZO薄膜在400～900 nm波段的平均透过率为88.92％,禁带宽度约为3.62 eV.     

Inluence of Target Power on Structure and Optical Properties of CIGS Films

采用单靶磁控溅射方法分别在玻璃和镀有Mo背电极的Soda-lime玻璃衬底上沉积Cu( In0.7Ga0.3)Se2 (CIGS)薄膜.研究了靶功率变化对CIGS薄膜的晶体结构、表面形貌和光学性能的影响.采用XRD表征薄膜的组织结构,SEM和EDS观察和分析薄膜的表面形貌和成分,紫外-可见光分光光度计测试薄膜的透过率光谱.结果表明,在不同功率下制备的CIGS薄膜均具有(112)面择优取向.当溅射功率为300W时,CIGS薄膜的表面形貌最平整,结晶最均匀,n(Cu)∶n(In)∶n(Ga)∶n(Se)=30.00∶15.01∶3.97∶51.03组分符合高效吸收层的要求.溅射沉积的CIGS薄膜对可见光的平均透过率低于2％,光学带隙约为1.4eV.     

氮化铝压电薄膜的晶面择优取向

采用直流磁控反应溅射方法 ,在Si(111)基片上成功地沉积了表面粗糙度小、组成均匀、以 (10 0 )面和 (0 0 2 )面择优取向的AlN薄膜 ,研究了溅射气压、溅射功率和靶基距对AlN薄膜结构及晶面取向的影响。结果表明 ,溅射气压低 ,靶基距短 ,有利于以 (0 0 2 )面择优取向 ;相反 ,溅射气压高 ,靶基距长 ,则对 (10 0 )面择优取向有利 ;溅射功率过高或过低均不利于晶面择优取向。并从Al—N化学键的形成以及溅射粒子平均自由程的角度探讨了AlN压电薄膜晶面择优取向。     

磁控溅射法制备NiZnCo铁氧体磁性薄膜的工艺研究

采用磁控溅射在硅晶基体上制备NiZnCo铁氧体磁性薄膜,研究了溅射功率对溅射(沉积)速率和微观形貌的影响规律:随着溅射功率由80W增大到150W,薄膜的沉积速率增大;薄膜却由整齐均匀分布的小颗粒状向片状结构变化,分布也不均匀,晶粒明显长大.由此确定最佳溅射功率为120 W,薄膜的微观形貌最理想,溅射(沉积)速率也很快.     

磁控溅射工艺参数对Pb(Zr,Ti)O3薄膜织构的影响

利用RF磁控溅射法制备了Pb(Zr,Ti)O3(PZT)铁电薄膜,利用X射线衍射(XRD)法研究了薄膜的相组成及溅射工艺参数对薄膜织构的影响.结果表明,在小靶基距时,过高溅射功率不利于获得纯钙钛矿相的PZT铁电薄膜.溅射功率及溅射气压影响PZT薄膜的织构及其织构散漫度,提高溅射气压及溅射功率,(111)织构漫散度随之提高.在靶基距为80mm时,选择150w、0.7Pa的溅射工艺可获得具有最佳(100)织构的PZT薄膜.     

多组分掺杂ZnO陶瓷薄膜的射频磁控溅射法制备及表征

采用传统陶瓷烧结工艺,制备了直径为50mm,厚度为3 mm的Bi2O3、Sb2O3、CO2O3、Cr2O3、MnO2掺杂的ZnO陶瓷靶,采用所制备的ZnO陶瓷靶和射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上成功制备出了ZnO陶瓷薄膜,并研究了溅射功率和退火温度对ZnO陶瓷薄膜的微观结构和表面形貌的影响.结果表明:随着溅射功率...     

靶功率对溅射沉积CIGS薄膜的结构与光学性能的影响

采用单靶磁控溅射方法分别在玻璃和镀有Mo背电极的Soda-lime玻璃衬底上沉积Cu(In0.7Ga0.3)Se2(CIGS)薄膜。研究了靶功率变化对CIGS薄膜的晶体结构、表面形貌和光学性能的影响。采用XRD表征薄膜的组织结构,SEM和EDS观察和分析薄膜的表面形貌和成分,紫外-可见光分光光度计测试薄膜的透过率光谱。结果表明,在不同功率下制备的CIGS薄膜均具有(112)面择优取向。当溅射功率为300W时,CIGS薄膜的表面形貌最平整,结晶最均匀,n(Cu):n(In):n(Ga):n(Se)=30.00:15.01:3.97:51.03组分符合高效吸收层的要求。溅射沉积的CIGS薄膜对可见光的平均透过率低于2%,光学带隙约为1.4eV。     

钛离子注入类金刚石碳膜的结构与性能的研究

使用金属离子注入的方法制备了 Ti掺杂的DLC膜。采用原子力显微镜观察了薄膜的表面形貌,Ti掺杂后 DLC 膜的表面粗糙度明显减小,表面光洁度增加,颗粒细化。拉曼光谱分析表明实验获得的薄膜是典型的DLC膜,掺杂Ti后的 DLC膜的拉曼光谱存在明显的肩峰,DLC膜化学结构中的sp2 组分增加,sp3 组分减少。透射电子显微镜分析表明Ti注入后有TiC纳米晶形成。掺入Ti的 DLC膜的硬度从 14GPa增加到 20GPa。Ti 掺杂后的 DLC 膜的摩擦系数(0.15)明显低于未掺杂的DLC膜的摩擦系数(0.21),Ti离子注入有助于提高薄膜的抗磨损性。     

射频磁控溅射制备类金刚石薄膜的特性

采用射频磁控溅射技术,用高纯石墨靶在单晶硅片、抛光不锈钢片上制备了类金刚石薄膜(DLC)。采用Raman光谱、原子力显微镜、显微硬度分析仪,表征了类金刚石薄膜的微观结构、表面形貌、硬度。结果表明,制备的类金刚石薄膜中含sp2、sp3杂化碳键,具有典型的类金刚石结构特征。计算表明,对应sp3杂化碳原子含量的ID1IG为3.18;薄膜的表面十分平整光滑,表面粗糙度极低,平均粗糙度Ra为0.17 nm;薄膜硬度可以高达30.8 GPa。     

增强型脉冲离子源镀制DLC薄膜拉曼光谱研究

本文利用增强型脉冲电弧离子源在硅基底上沉积类金刚石薄膜，拉曼光谱分析表明DLC薄膜中sp^3键含量比不加磁过滤装置时脉冲离子源所镀的类金刚石薄膜高，折射率更接近金刚石折射率2．4并且光学带隙也增大，证明用增强型脉冲离子源镀制的类金刚石薄膜sp^3键含量提高，性能得到了很大改善。     

Characterization of C-N Thin Films Prepared by Ion Beam Sputtering

C-N thin films have been prepared by ion beam sputtering using pure N2 as discharge gas. The ratio N/C of the films measured by Auger spectrum is 20% on an average. The results of X-ray diffraction and transmission electron microscopy show that β-C3N4 phase exists in the films. Xray photoelectron spectroscopy shows that nitrogen is mostly combined with carbon with triple (C=N) and double (C=N) bonds. The IR absorption shows an absorption bond near 2185 cm-1assigned to the C=N, no trace of C-C bond was observed     

溅射功率对射频磁控反应溅射制备的Ag2O薄膜微结构的影响

利用射频磁控溅射技术,通过调节溅射功率(P)在200℃、氧氩比为2∶3条件下在玻璃衬底上制备了一系列氧化银(Ag2O)薄膜。利用X射线衍射谱和扫描电子显微镜重点研究了P对Ag2O薄膜微结构的影响。研究结果表明Ag2O薄膜具有(111)择优取向,这可能归结于(111)面的表面自由能最低。随着P从120 W增大到240 W,Ag2O薄膜(111)方向的平均晶粒尺寸从22.92 nm增大到27.96 nm,薄膜的表面结构呈现了从均匀、致密的表面结构向疏松、多孔洞的表面结构的演变。Ag2O(111)衍射峰的2θ角与标准值偏差(2θshift)随P的增大先减小后增大,(111)衍射峰峰位向2θ增大的方向发生了明显的移动。根据量子尺寸效应,薄膜的应力与晶粒尺寸呈反比关系,因此薄膜的应力随P的增大先减小后增大。P=240 W时薄膜的应力最小。从应力的角度,这基本可以合理解释P=210 W时制备的Ag2O薄膜的结晶质量最好,尽管与实验结果有些差异。     

磁控溅射MoO_3半导体功能薄膜的制备与结构性能研究

采用射频磁控溅射技术分别在Si(100)和玻璃衬底上通过调整不同的溅射功率和退火温度成功制备了MoO3薄膜。利用X射线衍射、扫描电镜、紫外可见光分光光度计、接触角测量等进行了表征和分析。X射线衍射表明400℃以上沉积的MoO3结晶薄膜属正交晶系,沿(0k0)(k=2n)取向择优生长,衍射峰强度和薄膜的结晶度随溅射功率的提高逐渐增强;利用扫描电镜观察表面形貌,发现结晶的薄膜表面发生了不同程度的变化,由初期均匀分布的纳米细长状颗粒长大成二维片状结构;紫外可见光分光光度计测试表明,薄膜在可见光区具有良好的光学透过性,平均透过率达60%以上;接触角测量发现薄膜呈明显亲水性,通过后续的表面氟化改性热处理,实现了薄膜亲水-疏水的润湿性能转换。     

CHN薄膜化学结构和成分分析

采用外置式电容耦合低压等离子化学气相沉积法制备非晶CHN薄膜.X射线光电子能谱仪分析表明薄膜表面C、N和O的相对含量比,同时随着N2/CH4比例增大,薄膜中N元素的含量逐渐增加;并且对薄膜中存在的C-N共价键进行了讨论;傅里叶红外透射光谱分析表明薄膜中存在C-N键和其他官能团;拉曼光谱分析表明随着N2/CH4比例增大,D峰和G峰的中心位置先远离然后靠近,并且D峰和G峰的面积比逐渐增加,源于薄膜无序度增加且逐渐趋于石墨化.     

Studies on the target conditioning for deposition of LiCoO2 films

Deposition of good quality thin films of Lithium Cobalt Oxide (LiCoO₂), by sputtering is preceded by target conditioning, which dictates the surface composition, morphology and electrochemical performance of the deposited film. Sputtering from a virgin target surface, results in films with excess of the more reactive elements. The concentration of these reactive elements in the films decreases until the system reaches a steady state after sufficient sputtering from the target. This paper discusses the deposition kinetics in terms of target conditioning of LiCoO_2. The composition, morphology and texturing of deposited film during various hours of sputtering were analyzed using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Field Emission Scanning electron microscopy (FESEM). The compositional stability is not observed in the films formed during the initial hours of sputtering from the fresh target, which becomes stable after several hours of sputtering. The Li and Co concentration in the films deposited subsequently is found to be varying and possible causes are discussed. After the compositional stability is reached, electrochemical analysis of LiCoO₂ thin films was performed, which shows a discharge capacity of 129 μAh/cm².     

射频反应磁控溅射法制备N掺杂p型氧化亚铜薄膜

通过射频反应磁控溅射方法在玻璃衬底上制备N掺杂的Cu2O薄膜,采用X射线衍射、分光光度计、X射线光电子能谱和霍尔效应等检测,研究了氮气掺杂对Cu2O薄膜性能的影响。结果表明:随着N原子的掺入,薄膜的结晶质量下降,光学带隙从2.28 eV升至2.47 eV左右,同时薄膜的电学性能趋于稳定。当N2/O2流量比率为0.6时,薄膜电阻率为1.5Ω.cm,空穴浓度为2.16×1019cm-3,霍尔迁移率为0.5 cm2.V-1.s-1。     

Spectroscopic ellipsometry and positron annihilation investigation of sputtered HfO2 films

Hafnium oxide (HfO₂) films were prepared using a pulsed sputtering method and different O₂/(O₂ + Ar) ratios, deposition pressures, and sputtering powers. Spectroscopic ellipsometry (SE) and positron annihilation spectroscopy (PAS) were used to investigate the influence of the deposition parameters on the number of open volume defects (OVDs) in the HfO₂ films. The results reveal that a low O₂/(O₂ + Ar) ratio is critical for obtaining films with a dense structure and low OVDs. The film density increased and OVDs decreased when the deposition pressure was increased. The film deposited at high sputtering power showed a denser structure and lower OVDs. Our results suggest that SE and PAS are effective techniques for studying the optical properties of and defects in HfO₂ and provide an insight into the fabrication of high-quality HfO₂ thin films for optical applications.