热处理对离子束溅射Ta_2O_5薄膜特性的影响

利用离子束溅射沉积技术制备了Ta2O5薄膜,在100~600℃的大气氛围中对其进行热处理(步进温度为100℃),并对热处理后样品的光学常数(折射率、折射率非均匀性、消光系数和物理厚度)、应力、晶向和表面形貌进行了研究。研究显示,随着热处理温度增加,薄膜折射率整体呈下降趋势,折射率非均匀性和物理厚度呈增加趋势,结果有效地改善了薄膜的消光系数和应力,但薄膜的晶向和表面形貌均未出现明显的变化。结果表明:热处理可以有效改变薄膜特性,但需要根据Ta2O5薄膜具体应用综合选择最优的热处理温度。本文对离子束溅射Ta2O5薄膜的热处理参数选择具有指导意义。     

离子束溅射制备SiO2薄膜的折射率与应力调整

基于正交试验方法,系统研究了用离子束溅射法制备SiO2薄膜其折射率、应力与工艺参数(基板温度、离子束压、离子束流和氧气流量)之间的关联性.使用分光光度计和椭圆偏振仪测量SiO2薄膜透过率光谱和反射椭偏特性,利用全光谱反演计算法获得薄膜的折射率,通过测量基底镀膜前后的表面变形量得到SiO2薄膜的应力.实验结果表明,工艺参数对薄膜折射率影响权重从大到小依次为氧气流量、基板温度、离子束流和离子束压,前三者对折射率影响的可信概率分别为87.03％、71.98％和69.53％;对SiO2薄膜应力影响权重从大到小依次为基板温度、离子束压、氧气流量和离子束流,前三者对应力影响的可信概率分别为95.62％、48.49％和37.88％.得到的结果表明,制备低折射率SiO2薄膜应选择高氧气流量、低基板温度和低离子束流;制备低应力SiO2薄膜应选择低基板温度和高氧气流量.     

离子束溅射生成气敏膜的研究

本文对离子束溅射生成气敏膜作了研究。与烧结陶瓷气敏传感器比较，溅射生成气敏膜对乙醇气体具有灵敏度高，长期稳定，对其它气体选择性好，而且响应恢复时间快。采用Ｘ光衍射等手段分析了离子束溅射膜的品质，表明材料组织结构相同，与基片附着性好，组织致密。     

离子束溅射制备“日盲”紫外诱导透射滤光片

对“日盲”紫外诱导透射滤光片进行了理论设计与分析,并分别优化了离子束溅射法沉积ZrO2、SiO2和Al薄膜的工艺.利用反射与透射光谱反演获得了ZrO2和SiO2薄膜的光学常数,并由JGS1/SiO2/Al/SiO2/air (SAS)样品的变角度椭偏光谱反演精确获得了Al薄膜的光学常数.在此基础上,采用离子束溅射沉积方...     

用离子束溅射法制备长波段X射线多层膜

叙述了用离子束溅射镀膜机ＯＸＦＯＲＤ进行Ｘ射线长波段多层膜实验及制备Ｘ射线多层膜光学元件方面的工作。简述离子束溅射镀膜机的工作原理,Ｘ射线多层膜的制备过程,主要工艺参数,以及用Ｘ射线小角衍射仪对制备样品周期结构的检测和用软Ｘ射线反射率计测反射率的部分结果。     

离子束溅射工艺中的基片温度及其控制方法

离子束溅射技术以其在制备薄膜中的独特优点,成为获得高性能薄膜材料的重要手段。对于薄膜的制备,基片的温度是一个重要参数。主要从薄膜结构、应力和附着力三个方面总结了基片温度对离子束溅射工艺中薄膜生长的影响,并结合实际情况,介绍了在离子束刻蚀、溅射和磁控溅射镀膜工艺中的一些温度控制方法。在实际操作中,要根据沉淀薄膜的要求和离子束溅射的具体方法及设备,并结合基片本身的结构特点来考虑基片的控温措施及温度范围。     

用离子束溅射法制备长波段X射线多层膜

叙述了用离子束溅射镀膜机ＯＸＦＯＲＤ进行Ｘ射线长波段多层实验及制备Ｘ躬一多层膜光学元件方面的工作。简述离子束溅射镀膜机的工作原理,Ｘ射线多摹制备过程,主要工艺参数,以及用Ｘ射线小角衍射仪对制备样品周期结构的检测和用软Ｘ射线反射率计测反射率的部分结果。     

时间监控离子束溅射沉积光学薄膜的厚度修正

通过单层和多层膜的实验模拟,研究了离子束溅射沉积速率和沉积时间的关系。在溅射镀膜的初始阶段,对于Ta2O5,沉积速率随时间增加而增大;对于SiO2,沉积速率随时间先显著地增加,随后逐渐地减小。结果表明,通过对高、低折射率各层的监控时间进行补偿,即可实现光学薄膜厚度的精确监控。     

紫外-真空紫外波段的Al+MgF_2膜

Al+Mg F2 膜是真空紫外波段常用的一种反射膜。根据薄膜光学的电磁场理论计算了正入射条件下 Al+Mg F2 膜在真空紫外波段的反射率随氟化镁膜厚度的变化规律。研究了 Al+Mg F2 膜的制备工艺 ,利用 Seya-Namioka紫外 -真空紫外反射率计测得 Al+Mg F2 膜的反射率在 1 50 nm～ 34 0 nm的波段上高于 80 %。Al+Mg F2 膜制备一年后 ,其真空紫外波段的反射率未有明显变化     

基于响应曲面法的溅射沉积薄膜工艺参数优化

为了研制出适用于高温等恶劣环境且性能优良的用于切削力测量的合金薄膜传感器,结合新型合金薄膜材料的基本性能和离子束、磁控溅射技术,研究了新型薄膜传感器的制作工艺,建立了影响薄膜溅射速率的试验分析模型,研究了氩气流量、氩气工作压强及溅射功率三个因素对薄膜溅射速率的影响,应用响应曲面法对模型进行了优化,并运用方差分析检验了该预测模型的拟合度,建立了溅射速率的等值线和响应面,从而确定了各因素的最佳水平范围,实现了工艺参数的优化。     

高质量光学薄膜制备用新型无栅霍尔离子束辅助镀膜系统

介绍一种无栅霍尔离子束辅助镀膜系统。并对该系统的特点、性能和应用结果作了叙述。     

Minimization of focused ion beam damage in nanostructured polymer thin films

Focused ion beam (FIB) instruments have proven to be an invaluable tool for transmission electron microscopy (TEM) sample preparation. FIBs enable relatively easy and site-specific cross-sectioning of different classes of materials. However, damage mechanisms due to ion bombardment and possible beam heating effects in materials limit the usefulness of FIBs. Materials with adequate heat conductivity do not suffer from beam heating during FIB preparation, and artifacts in materials such as metals and ceramics are primarily limited to defect generation and Ga implantation. However, in materials such as polymers or biological structures, where heat conductivity is low, beam heating can also be a problem. In order to examine FIB damage in polymers we have undertaken a systematic study by exposing sections of a PS-b-PMMA block copolymer to the ion beam at varying beam currents and sample temperatures. The sections were then examined by TEM and scanning electron microscopy (SEM) and analyzed using electron energy loss spectroscopy (EELS). Our empirical results show beam heating in polymers due to FIB preparation can be limited by maintaining a low beam current (≤100 pA) during milling.     

阶段离子束辅助法制备基频减反膜

在研究阶段离子束辅助制备方式对薄膜性质影响的基础上,采用电子枪蒸发及离子束辅助沉积制备了氧化铪及氧化硅单层膜,采用阶段离子束辅助沉积及全程非离子束辅助沉积制备了基频减反膜。测量了所有样品的弱吸收、残余应力和激光损伤阈值。结果发现,相对电子枪热蒸发制备的样品,离子束辅助沉积的单层膜具有大的弱吸收、低的激光损伤阈值,且张应力减小,压应力增加;阶段离子束辅助沉积制备的减反膜剩余应力变小,弱吸收稍微增加,激光损伤阈值从10.91 J/cm²增加到18 J/cm²。分析表明,离子束辅助沉积在引入提高样品激光损伤阈值有利因素的同时,也引入 了不利因素,阶段离子束辅助沉积在引入有利因素的同时,有效减少了不利因素的引入,从而提高了样品的激光损伤阈值。     

离子束溅射氧化钽薄膜的光学带隙特性

Ta_2O_5薄膜是可见光到近红外波段中重要的高折射率薄膜材料之一。本文针对离子束溅射制备Ta_2O_5薄膜的光学带隙特性开展了实验研究工作,基于Cody-Lorentz模型表征了薄膜的光学带隙特性,重点针对薄膜的禁带宽度和Urbach带尾宽度与制备参数之间的相关性进行研究。研究结果表明:在置信概率95%以上时,对Ta_2O_5薄膜禁带宽度影响的制备参数,权重大小依次为氧气流量、基板温度、离子束电压;而对Ta_2O_5薄膜Urbach带尾宽度影响的制备参数,权重大小依次为基板温度和氧气流量。对于Ta_2O_5薄膜在超低损耗激光薄膜和高损伤阈值激光薄膜领域内应用,本文的研究结果给出了同步提高薄膜的禁带宽度和降低带尾宽度的重要工艺参数选择方法。     

柔性衬底直流磁控溅射ZnO基高性能透明导电薄膜的制备及性能研究

采用直流磁控溅射法,以柔性PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)为基底,通过参数优化以求在室温下制备高性能ZnO/Ag/ZnO多层薄膜。实验中,使用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、紫外-可见分光光度计、四探针电阻测试仪等仪器分别对ZnO/Ag/ZnO多层薄膜的微观结构、表面形貌、透过率及方块电阻进行测试及表征。结果表明,随着Ag层厚度增加,薄膜方块电阻急剧下降,通过改变ZnO层厚度,可有效调节薄膜光学性能,随着ZnO层厚度增加,可见光区平均透过率先增大后减小。引入品质因子FTC作为评价指标可知,当依次沉积ZnO、Ag、ZnO厚度为50nm、8nm、50nm时,薄膜光电性能最佳,其在可见光平均透过率为82.3%、方块电阻为2.8Ω/、禁带宽度为3.332eV。     

HfO2薄膜的离子束刻蚀特性研究

实验研究了HfO₂薄膜特性以及掩模材料AZ1350以Ar为工作气体下的离子束的刻蚀特性.给出了离子能量、离子束流密度和离子束入射角等因素与刻蚀速率的关系曲线,用最小二乘法拟合了上述因素与刻蚀斜率的函数关系方程;分析了光刻胶和基片在刻蚀过程中随刻蚀深度的变化对图形转移精度的影响,用AFM的Tapping模式测量了刻蚀前后HfO₂薄膜表面质量的变化.结果表明刻蚀速率与离子能量的平方根,及速流密度成正比,并随离子束入射角变化而变化;与刻蚀前相比,刻蚀工艺降低了因HfO₂薄膜刻蚀深度的增加引起图形转移精度下降,因此提高刻蚀选择比是获得高分辨率图形的前提.研究结果已应用到了在HfO₂/SiO₂多层膜衍射光栅的制作中.