离子束辅助沉积铪薄膜晶粒的择优取向

采用离子束辅助沉积方法(IBAD)在Si(111)衬底上沉积了铪薄膜. 实验发现 在铪膜生长时, 轰击铪膜的Ar+离子的能量、入射角度和束流密度对薄膜的晶粒取向有很大的影响. 当Ar+离子的能量为500 eV、入射角为75°、束流密度为0.9 A/m2时, 铪膜为(110)择优取向. 当束流密度大于1.2 A/m2时, 铪膜以(002)、 (100)混合晶向为主, 而与Ar+离子的入射角度无关. 讨论了铪膜晶粒取向的转变机制, 认为铪膜晶粒的择优取向, 不是单纯地取决于基于沟道效应的溅射机制, 或取决于基于能量极小原理的表面能最小或表面应力最小的面生长较快的机制, 而是影响薄膜生长的各种因素互相竞争、共同作用, 在非平衡态条件下表面能极小化的结果.     

低能Ar+离子束辅助沉积择优取向Pt(111)膜

采用低能Ar+离子束辅助沉积方法,在Mo/Si(100)基底上沉积Pt膜,离子/原子到达比分别为0.1、0.2、0.3.若Ar+离子的入射角为0°,XRD谱分析表明,沉积的Pt膜均呈(111)和(200)混合晶向;当Ar+离子的入射角为45°,沉积的Pt膜均呈很强的(111)择优取向.因此若合理控制Ar+离子束的入射角,可在Mo/Si(100)衬底上制备出具有显著择优取向的Pt(111)薄膜.本文采用Monte Carlo方法模拟低能Ar+离子注入 Pt单晶所引起的原子级联碰撞过程,得出Ar+离子入射单晶铂(200)晶面时,Ar+离子的溅射率与入射角的关系,对Pt膜择优取向的机理作了初步的探讨和分析.     

离子束辅助沉积铪膜抑制栅电子发射性能研究

利用离子束辅助沉积（IBAD）方法在Mo栅极表面沉积铪膜,采用模拟二极管方法测量和比较阴极活性物质Ba、BaO蒸发在镀铪和纯钼栅极表面的电子发射性能。实验结果表明,镀铪栅极抑制电子发射性能较好,并初步探讨了离子束辅助沉积铪膜抑制栅电子发射的机理。     

离子束辅助沉积制备TiO_2-Nb_2O_5氧敏薄膜

采用离子束辅助沉积方法在Ａｌ２Ｏ３陶瓷衬底上制备了ＴｉＯ２Ｎｂ２Ｏ５氧敏薄膜。考察了薄膜组分比及退火温度对薄膜氧敏特性和结构的影响。电阻氧分压特性测试结果表明，纯Ｎｂ２Ｏ５薄膜的氧敏特性优于纯ＴｉＯ２薄膜；掺入少量的Ｔｉ可使Ｎｂ２Ｏ５薄膜的氧敏特性提高，以５ｍｏｌ％ＴｉＯ２掺杂的Ｎｂ２Ｏ５薄膜最佳；过量掺杂则使Ｎｂ２Ｏ５薄膜的氧敏特性明显变差。在５ｍｏｌ％ＴｉＯ２Ｎｂ２Ｏ５薄膜中再掺入少量的Ｐｔ（０３％０５％）可使其氧敏特性更好，而且其响应时间大大缩短。Ｘ射线衍射谱（ＸＲＤ）和Ｘ射线光电子谱（ＸＰＳ）分析表明，在退火后的ＴｉＯ２Ｎｂ２Ｏ５薄膜中Ｎｂ２Ｏ５为单斜（Ｍｆｏｒｍ）结晶相，而掺杂的Ｔｉ以非晶的ＴｉＯ２形式存在，即使在高达３４ｍｏｌ％ＴｉＯ２Ｎｂ２Ｏ５薄膜中也不例外。纯ＴｉＯ２膜为金红石结构。不同退火温度（９００１１０００Ｃ）对薄膜的氧敏特性和结构无明显影响。     

用沟道技术研究反应离子束刻蚀所引起的晶体表面损伤

在大规模集成电路发展过程中,随着集成度的不断提高,要求电路的线条不断变细,等离子、离子束及反应离子刻蚀等加工工艺将起着重要的作用。它们为大规模集成电路生产提供了强有力的微细加工手段。离子束刻蚀类似于机械研磨,离子束能量和样品的位置可变,具有各向异性。在加工过程中,样品表面存在一定量的损伤,从貌相看还存在起伏不平的“小丘”。等离子和反应离子刻蚀克服了各项异性,但离子能量和刻蚀的方向不可调节,所以也有局限性。     

YBa_2Cu_3O_(7-x)超导薄膜的离子束改性

本文主要研究了离子注入对YBa_7Cu_3O_(7-x)薄膜超导性质的影响.测量了Ar离子注入剂量与超导转变温度T_c之间的关系.实验结果表明,高质量的YBa_2Cu_3O_(7-x) 超导薄膜具有一定的抗辐照性.随着注入剂量的增加,临界电流密度I_c下降很快,但零电阻转变温度T_c却下降较慢.分析和讨论了离子注入对YBa_2Cu_3O_(7-x)中一维Cu-O链和二维Cu-O面的影响,探讨了离子束改性手段在YBa_2Cu_3O_(7-x)超导薄膜图形加工中应用的可能性.     

低能Ar离子束辅助沉积Cu、Ag、Pt薄膜

采用低能Ar离子束辅助沉积方法,在Mo/Si(100)衬底上分别沉积Cu、Ag、Pt薄膜.实验发现,若辅助轰击的Ar离子束沿衬底法线方向入射,当离子/原子到达比为0.2时,沉积的Cu膜呈(111)晶向,而Ag、Pt膜均呈(111)和(100)混合晶向.当辅助轰击的Ar离子束偏离衬底法线方向45°入射时,沉积的Cu、Ag、Pt膜均呈(111)择优取向.采用Monte Carlo方法模拟能量为500 eV的Ar离子入射单晶Ag所引起的原子级联碰撞过程,分别算得Ar离子入射单晶Ag(100)面、(111)面时,Ar离子的溅射率与入射角和方位角的关系.对离子注入的沟道效应和薄膜表面的自由能对薄膜择优取向的影响作了初步的探讨和分析.     

离子束增强沉积碳膜及其在抑制电子发射中的应用

栅电子发射是影响行波管工作性能和制约其使用寿命的主要因素。国内研制的导弹雷达制导用行波管因存在严重的栅电子发射现象,寿命只有70h,不能付诸军事应用。采用离子束增强沉积的方法在栅网表面沉积一层碳膜后,可有效地抑制栅电子发射,使行波管寿命超过了1000h,在军事和航天领域获得了成功应用。报导了低能离子束增强沉积类金刚石薄膜和高能离子束增强沉积类石墨碳膜的制备技术、结构性能及其在抑制栅电子发射中的应用和机理研究的结果。     

背散射法测定低能氩离子对金的溅射率

本文用背散射方法测定了300—1200eV不同能量的氩离子对金的溅射率。实验测得的背散射能谱用两种不同的方法(能量损失和面积法)处理,结果表明,用背散射法测得金的溅射率与G.K.Wehner用称重法测定的数据很接近,其与入射离子能量的关系为Y∝E~(0.4)。     

离子束辅助沉积碳膜抑制栅电子发射研究

本文利用离子束辅助沉积方法在钼栅极的表面镀上一层碳膜 ,采用模拟二极管的方法测量阴极活性物质Ba、BaO蒸发沉积在镀碳钼栅与纯钼栅表面后的电子发射性能 .测量结果表明 ,镀碳钼栅的电子发射量显著减少 .依据XPS、电子探针对钼栅极表面阴极发射物的分析结果 ,初步探讨了离子束辅助沉积碳膜抑制栅电子发射的机制