磁控溅射法制备用作铜互连阻挡层的钛-铝薄膜

采用射频磁控溅射法在Si(100)基片上首先沉积了厚度40 nm的非晶钛-铝薄膜,然后在其上又原位生长了厚度100 nm的铜薄膜,制备了铜膜/钛-铝膜/硅试样;对试样分别在400～800℃内进行真空退火处理,用原子力显微镜、X射线衍射仪、四探针测试仪对试样的表面形貌、结晶状态及方块电阻进行了分析.结果表明:当退火温度低于750℃时,试样表面平整,表面粗糙度和方块电阻均较小且基本不随退火温度的升高而改变,此时,非晶钛-铝薄膜能够起到阻挡铜向硅中扩散的作用;当退火温度在800℃时,试样的表面粗糙度和方块电阻急剧增大,此时,非晶钛-铝薄膜已经不能起到阻挡层的作用.     

沉积温度对磁控溅射法制备La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3薄膜微结构和导电性能的影响

采用射频磁控溅射法在(001)SrTiO3基片上制备了La0.5 Sr0.5 CoO3薄膜,研究了沉积温度对La0.5Sr0.5CoO3薄膜微结构和导电性能的影响.结果表明:沉积温度低于400℃时,薄膜以非晶状态存在,未发生外延生长,沉积温度为550℃和650℃时,薄膜在基片上实现了外延生长;随着沉积温度的升高薄膜表面粗糙度呈现规律性的变化;薄膜的电阻率随沉积温度的升高单调下降,650℃沉积薄膜的电阻率最小为1.63μQΩ·cm.     

磁控溅射法制备WO3薄膜及其光学性质研究

采用DC磁控溅射的方法在玻璃基片上制备WO3薄膜,在不同温度条件下对薄膜进行退火处理;测量了不同氧分压下制备的薄膜在紫外到可见光范围内的透过率.实验表明,氧分压在75%左右条件下制备的薄膜具有较好的光学性能,退火温度在300℃左右可明显改变薄膜的光学性质.     

退火温度和环氧树脂封装对Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金软磁性能的影响

采用单辊法制备了宽20mm、厚25μm的Fe78Si9B13非晶带材,再将其绕制成环形磁芯,然后在350,400,450,500℃下对环形磁芯进行退火处理;采用环氧树脂对400℃退火的磁芯进行封装,研究了退火温度和环氧树脂封装对Fe78Si9B13非晶合金软磁性能的影响。结果表明:随着退火温度升高,Fe78Si9B13非晶合金的初始磁导率μi、饱和磁感应强度Bs和矫顽力Hc均呈先增大后减小的趋势;当退火温度为400℃时,Fe78Si9B13非晶合金的综合软磁性能最佳,μi为0.008 3H·m-1,Bs为1.517T,Hc为15.73A·m-1;采用环氧树脂封装后,Fe78Si9B13非晶合金的μi和Bs减小,Hc增大,它的磁化曲线和磁滞回线与封装前的基本重合。     

铜层厚度及退火温度对ZnS/Cu/ZnS复合薄膜显微结构与性能的影响

采用磁控溅射技术制备了不同铜层厚度的ZnS/Cu/ZnS复合薄膜,并在不同温度(100~300℃)下对其进行退火处理,研究了铜层厚度和退火温度对复合薄膜物相、表面形貌、透光率和表面电阻等的影响。结果表明:随着铜层厚度增加,复合薄膜的表面粗糙度逐渐减小后趋于平缓,方块电阻逐渐下降;当铜层厚度为16nm时,复合薄膜的最高透光率最大为87%,方块电阻为62.5Ω;随着退火温度升高,复合薄膜中ZnS层结晶性增强,表面出现颗粒团簇;在100℃退火后,铜层厚度为16nm的复合薄膜的最高透光率为89%,方块电阻为46.3Ω。     

溅射气压和衬底温度对Si1-xGex薄膜结构和光吸收性能的影响

采用射频磁控溅射法沉积了Si1-xGex薄膜,研究了溅射气压、衬底温度对薄膜结构、厚度、表面形貌、表面成分及光吸收性能的影响。结果表明:薄膜均为微晶结构且相组成不随溅射气压和衬底温度的改变而改变;随着溅射气压升高,薄膜结晶性能降低,升高衬底温度使其结晶性能提高;随气压或温度的升高,薄膜厚度均先增大后减小,在1.0Pa或400℃达到最大值;随温度的升高,薄膜表面团簇现象消失并变得平整致密,气压为8.0Pa时,表面有孔洞和沟道;随气压升高,薄膜中锗含量降低,光吸收强度减小,光学带隙增大;衬底温度的变化对光学带隙影响不大。     

高性能薄膜热电偶制备及其铣削应用研究

随着纳米薄膜沉积技术的发展,基于薄膜热电偶的瞬态温度测量技术在多种场合得到广泛应用。为实现薄膜热电偶在铣削加工中的应用,提出了一种高性能薄膜热电偶的制备方法。通过直流脉冲磁控溅射技术在石英基底上制备了NiCr/NiSi薄膜热电偶,并于氩气气氛进行不同温度的退火,研究了退火对薄膜热电偶综合性能的影响。结果表明,500℃退火的功能薄膜均匀性、导电性均有显著的提高,薄膜热电偶的塞贝克系数由退火前的36.3μV/℃增大到最大值40.5μV/℃,在连续热冲击和高温保持6 h后测温性能仍保持良好。将高性能薄膜热电偶研究成果用于测温铣刀的研制,并用于TC4正交铣削,得到了TC4铣削温度预测公式,为旋转类刀具加工温度的测量提供了一种可行性方案。     

Ag-Cu亚稳态合金薄膜的共溅射法制备及其特性研究

采用共溅射法,于不同温度下在玻璃基底上沉积Ag-Cu薄膜。X衍射(XRD)分析表明,当基片温度为100℃和200 ℃时,形成的是Ag-Cu亚稳态合金;而当温度升高到300℃以上时,形成的则是Ag和Cu的分离相。通过X光电子能谱(XPS)法测量不同温度下沉积薄膜的Ag和Cu原子含量比,发现基片加热温度对沉积元素的相对比有一定影响。原子力显微镜(AFM)检测表明,随着加热温度的升高,薄膜表面的粗糙度增加,颗粒尺寸增大。分析认为,在温度较低时,原子热激活能相对较低,不足以发生迁移,形成Ag-Cu亚稳态合金;而当温度较高时,原子热激活能增大,容易发生迁移,此时Ag和Ag、 Cu和Cu各自结合的能量最低,形成Ag和Cu的分离相。     

AlCoCrFe_(1.5)Ni高熵合金的显微组织与性能

采用水冷铜坩埚真空感应悬浮熔炼工艺制备AlCoCrFe_(1.5)Ni高熵合金,然后分别在800,900,1 000℃下对其进行退火热处理,研究了退火前后合金的显微组织、硬度和耐蚀性能。结果表明:退火前AlCoCrFe_(1.5)Ni高熵合金为BCC结构,组织为典型的等轴晶;在800℃退火后,合金中有FCC相和σ相析出;在1 000℃退火后,析出相为BCC相和FCC相,无σ相;在低于900℃的温度下退火后,合金具有较好的抗高温软化性能,在1 000℃退火后硬度下降明显,由退火前的510HV降至400HV;退火前后合金的耐蚀性能均优于304不锈钢的,随着退火温度升高,合金的耐蚀性能逐渐增强;在1 000℃退火后,合金的耐蚀性能优于904不锈钢的。     

非晶SiO_xN_y薄膜的发光特性研究

采用双离子束溅射沉积法制备SiOxNy复合非晶薄膜,傅里叶变换红外光谱(FTIR)及X射线衍射谱(XPS)测试表明,薄膜成分由Si、O、N元素组成,在室温下可观察到样品有波长为400nm(紫光)、470nm(蓝光)的光致发光。根据测试结果分析研究SiOxNy薄膜的可能发光机理:波长为470nm处发光峰来自于硅基薄膜中中性氧空位缺陷(O2≡Si-Si≡O2),是由于氧原子配位的二价硅的单态-单态之间的跃迁所致,其发光强度随退火温度的升高而变化,800℃时最大,高于800℃时慢慢减弱;波长为400nm发光峰的发射与薄膜中的Si、O、N元素所形成的结构有关,它可能来自于Si、O、N元素结构所形成的发光中心,该峰位的强度随退火温度的升高而增强。     

热处理对V_2O_5薄膜的结构及光学性能的影响

用射频平面磁控溅射法在 Ar/O2 气氛中溅射 V2 O5粉末靶制得 V2 O5薄膜 ,然后在大气中对样品薄膜作 2 5 0℃～ 40 0℃的热处理试验。用 XRD分析表明薄膜随着热处理温度的升高 ,除了晶粒尺寸不断长大以外 ,薄膜的组分也在发生不断的变化 ,在低温下处理时出现的某些结构在高温处理后消失 ,同样在高温下处理后也出现了一些低温下没有出现的新结构。这种结构变化导致在 30 0℃以下的温度处理后的薄膜在可见光和近红外波段都有异常大的吸收 ;在 35 0℃以上的温度处理后的薄膜在可见光和近红外波段的吸收显著地减小。     

Growth and characterization of V2O5 thin film on conductive electrode

Vanadium pentoxide V₂O₅ thin films were grown at room temperature on ITO coated glass substrates by electrochemical deposition. The resulting films were annealed at 300, 400 and 500°C for 1 h in ambient environment. The effect of heat treatment on the films properties such as surface morphology, crystal structure, optical absorption and photoluminescence were investigated. The x‐ray diffraction study showed that the films are well crystallized with temperatures. Strong reflection from plane (400) indicated the film's preferred growth orientation. The V₂O₅ films are found to be highly transparent across the visible spectrum and the measured photoluminescence quenching suggested the film's potential application in OPV device fabrication.     

敏化工艺对硒化铅薄膜形貌和性能的影响

用醋酸铅、硒粉及亚硫酸硒钠为主要原料采用化学液相沉积的方法在玻璃衬底上制备出了一系列的硒化铅半导体薄膜材料,采用在有氧环境下对薄膜进行热处理来实现薄膜的敏化过程,用SEM、XRD、EDS和IR等分析手段对薄膜的形貌、结构以及性能进行了表征。当敏化温度低于375℃时薄膜晶粒尺寸变化不大,但表面O/(Se+Pb)原子比随敏化温度的升高而明显升高,同时薄膜结构有所变化。硒化铅薄膜经过敏化处理后具有了一定的光电特性,在光照条件下薄膜的电阻变化率在5%～10%左右。     

应用L-MBE方法制备ZnO薄膜的结构和光学特性

用激光分子束外延(Laser Molecular Beam Epitaxy,L-MBE)设备在p型Si(111)衬底上制备了不同衬底温度和不同氧压的ZnO薄膜,用X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)分别对薄膜的结构和形貌进行了分析,用He-Cd激光(325nm)激发的光致发光测试系统对薄膜进行了荧光光谱分析。研究发现,在衬底温度为400℃,氧压1Pa左右所制备的ZnO薄膜表面比较均匀致密,晶粒生长较充分,有较高的结晶质量和发光强度。ZnO薄膜的近带边发射与薄膜的结晶质量和化学配比均有关系。     

真空热处理对硫化锌薄膜光学与微结构特性的影响

针对电子束蒸发离子辅助沉积的硫化锌薄膜,研究了550℃以下真空热处理对其光学与微结构特性的影响。薄膜光学和微结构特性的测试分析表明:制备后薄膜为类立方结构的ZnS,在337.5nm波长处出现临界特性转折点,随着热处理温度的增加,转折波长两侧的消光系数变化规律相反,折射率和物理厚度呈现下降趋势,薄膜的禁带宽度逐渐增加;在红外波段的薄膜折射率与热处理温度的变化并不显著,在350℃下热处理时消光系数出现转折,主要是由晶粒变小的趋势所致;通过晶相分析,硫化锌薄膜经历了类立方结构到六方结构的转换,与禁带宽度的变化趋势基本一致。分析结果表明,光学特性变化的根本原因是薄膜的微结构特性变化。     

The role of substrates on the structural,optical, and morphological properties of zno nanotubes prepared by spray pyrolysis

ZnO films were deposited onto glass, ITO coated glass, and sapphire substrate by spray pyrolysis, and subsequently annealed at the same temperature of 400°C for 3 h. The role of substrate on the properties of ZnO films was investigated. The structural and optical properties of the films were investigated by X‐ray diffractometer (XRD) and photoluminescence (PL) spectrophotometer, respectively. The surface morphology of the nanostructured ZnO film was investigated by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). Crystallographic properties revealed that the ZnO films deposited on sapphire and ITO substrates exhibit a strong c‐axis orientation of grains with hexagonal wurtzite structure. Extremely high UV emission intensity was determined in the film on ITO. The different luminescence behaviors was discussed, which would be caused by least value of strain in the film. Films grown on different substrates revealed differences in the morphology. ZnO films on ITO and sapphire substrates revealed better morphology than that of the film on glass. AFM images of the films prepared on ITO show uniform distribution of grains with large surface roughness, suitable for application in dye sensitized solar cells. Microsc. Res. Tech. 77:211–215, 2014. © 2013 Wiley Periodicals, Inc.     

沉积温度对脉冲真空弧源沉积类金刚石薄膜性能的影响

利用脉冲真空弧源沉积技术在Cr17Ni14Cu4不锈钢和Si(100)基体上制备了类金刚石(DLC)薄膜,研究了基体沉积温度对DLC薄膜的性能和结构的影响。研究表明,随着沉积温度由100 ℃提高到400 ℃,DLC薄膜中sp3 键质量分数减少,sp2键质量分数增多,薄膜复合硬度逐渐降低。当DLC薄膜沉积温度达到400 ℃时,薄膜中C原子主要以sp2键形式存在,与沉积温度为100 ℃时制备的DLC薄膜相比,薄膜复合硬度降低50%。DLC薄膜具有优异的耐磨性,摩擦因数低,随着沉积温度由100 ℃提高到400 ℃,Cr17Ni14Cu4不锈钢表面沉积的DLC薄膜耐磨性降低。沉积温度为100 ℃时,Cr17Ni14Cu4不锈钢表面沉积的DLC薄膜后,耐磨性大幅度提高。DLC薄膜与不锈钢基体结合牢固。     

Performances of interferometric optical transmission diagnostic for in situ and real-time control of magnetron sputtering deposition process

A convenient and simple in situ and real-time method to control PVD processes for transparent thin films deposition on transparent substrate is described in this paper. This method designed for the glass industry and tested today in on-line monitoring, allows to control the thickness and complex indices and then the good running of the treatment. This method consists of a simple measurement of the interferential transmission through the substrate and the deposit. After recalling the principles of this classical method, the optical sensitivity parameters linked with the use of an inverse calculation method are evaluated and commented on. It is shown that, as expected when the refraction index values of the deposited material are close to those of the substrate, the sensitivity of the process control is low. It is often the case for the deposits used in the glass industry. Nevertheless to exploit this very useful method of process control, a solution currently tested on production lines is described here. To boost the sensitivity of the interferential transmission diagnostic it is shown that the measurements can be made through a high refractive index thin film layer, pre-deposited on the substrate with an adequate thickness.