沉积在硅油表面上Au薄膜的电学性能及成膜机理

采用硅油作基底 ,沉积出具有网状特征结构的逾渗Au薄膜 ,用四引线方法原位测量Au薄膜的电学性能 ,测得其电阻随沉积时间以及凝聚时间的变化规律 ,较好地解释了此类薄膜的生长机制。对Au薄膜R I特性的测量结果表明 :生长在液体基底表面Au薄膜的局域隧道电流和跳跃电导效应比一般薄膜更为强烈 ,其功率谱指数w趋于零 ,该值远小于普通逾渗薄膜系统的相应值     

磁控溅射法制备的纳米金薄膜的工艺条件和结构分析

通过直流溅射沉积法在玻璃衬底上制备了不同生长条件下的纳米金薄膜,利用X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)对其进行表面形貌分析.XRD 图显示Au膜具有(111)面择优取向;AFM图显示,在不同的生长阶段Au膜具有不同的表面微结构.总结了不同的工艺条件对薄膜晶粒生长的影响,这项研究对实现金属薄膜的可控性生长有重要意义.     

电场对Au/SiO_2及Au-Ag/SiO_2表面结构与原子迁移特性的影响

利用扫描俄歇微探针（SAM）和原子力显微镜（AFM）研究了SiO2衬底上在外加直流电场作用下沉积的Au薄膜及Au－Ag复层薄膜的表面形貌、结构变化及电迁移扩散行为。结果表明：①在衬底表面施加水平方向电场辅助沉积制备的Au薄膜其表面显示出平整的椭球形晶粒，并沿外电场方向呈织构取向。与未加电场的热蒸发沉积膜相比，具有较为均匀、有序的表面微观结构。②SiO2表面Au-Ag复层薄膜在直流电场作用下，Au，Ag物种同时向负极方向作走向迁移扩散，这与Au－Ag复层薄膜在Si（111）表面电迁移时Au，Ag分别向两极扩散的特点不同，反映了衬底性质对表面原子电迁移的影响。③Au－Ag复膜在电迁移过程中还发生了表面原子聚集状态的变化，原来沉积排布的细小晶粒在电迁移扩散过程中出现不均匀长大，导致薄膜表面粗糙度显著增加。     

直流磁控溅射制备PbTe薄膜

采用直流磁控溅射的方式，用PbTe靶材溅射沉积在玻璃基底上得到了PbTe薄膜，薄膜生长速率约为100nm／min，通过控制溅射时间可沉积几纳米到几微米的不同厚度的薄膜。PbTe薄膜是面心立方结构的纤维状生长的薄膜，溅射沉积时间对薄膜的晶粒大小和结构有较大影响，溅射时间越长薄膜的晶粒越大，薄膜结构越致密，具有片层状结构。得到的PbTe薄膜是富Te的P型半导体薄膜，其电阻率随着薄膜厚度的增大而减小。     

微波集成电路（MIC）中Au／NiCr／Ta多层金属膜粗糙化机理的AFM研究

Au/NiCr／Ta多层金属膜通过磁控溅射沉积在Si(111)基片上。XRD分析其晶体取向，SEM观察薄膜断面形貌，AFM研究薄膜表面粗糙度。结果表明薄膜表面粗糙度与沉积温度有关，随着沉积温度100℃→250℃的改变，薄膜表面发生从粗糙→光滑→粗糙的变化过程。根据不同的沉积温度探讨了薄膜表面粗糙化机理。     

高氢稀释硅烷加乙烯法制备纳米硅碳薄膜

在等离子体化学气相沉积系统（PECVD）中，使用高氢稀释硅烷（SiH_4）加乙烯（C_2H_4）为反应气氛制备了纳米硅碳（nc-SiC_x：H）薄膜。随着（C_2H_4＋SiH_4）／H_2（X_g）从2％增加到5％时，由于H蚀刻效应的减弱，薄膜的晶态率从48％下降到8％，平均晶粒尺寸在3．5～10nm。当X_g≥6％时，生成薄膜为非晶硅碳（a-SiC_x：H）薄膜。nc－SiC~x：H薄膜的电学性质具有与薄膜的晶态率紧密相关的逾渗行为。本文将对nc－SiC_x：H薄膜的生长机制和晶化机制进行较详细讨论。     

低逾渗MWCNTs-CB/UHMWPE导电复合材料的制备及性能

采用溶液法及机械共混法分别制备了均匀结构的炭黑(CB)/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)及隔离结构的多壁碳纳米管(MWCNTs)-CB/UHMWPE复合薄膜。扫描电镜分析显示,虽然大部分CB均匀分散于UHMWPE基体中,但依然存在明显的局部团聚,而隔离结构中的MWCNTs-CB分布于UHMWPE界面间,更易形成导电通道。导电测试结果表明,复合材料的导电逾渗值由均匀分布的4.91%(体积分数)下降到隔离结构的0.42%。MWCNTs的加入完善了CB间的导电网络,使复合材料的逾渗值进一步下降,当CB∶MWCNTs=15∶1时,复合薄膜的逾渗值由0.42%(体积分数)下降到0.24%,然而混合填料中MWCNTs含量的进一步增加几乎对逾渗值没有影响。力学性能研究表明,隔离型复合材料的拉伸强度和断裂伸长率随填充剂含量的增加呈现出先上升后下降的趋势。     

钼酸钡薄膜的室温电化学制备工艺技术研究

采用恒电流型电化学技术在室温环境下制备出了结晶良好的致密的钼酸钡薄膜；深入研究了沉积时间、PH值对薄膜生长的影响，找到了比较适宜的制备工艺；分析讨论了沉积时间对晶格常数的影响。在本实验条件下，溶液的碱度调控在13～14之间时，可以通过阳极氧化法得到结晶良好的BaMoO4薄膜；当电流密度为1mA／cm^2及电极间距为2cm时，如果要得到致密的薄膜，沉积时间必须在100min以上。     

化学水浴法制备ZnS薄膜光学性能

利用薄膜分析系统测量不同沉积时间制备的ZnS薄膜透射谱,通过分析薄膜透射谱,来确定ZnS薄膜光学常数和禁带宽度.实验结果表明,在线性生长阶段,薄膜的沉积速率大约为1 nm/min,具有很好的线性关系,沉积0.5 h的ZnS薄膜在可见光范围内光透过率为82%左右.     

衬底和O2/Ar气体比例对ZnO薄膜结构及性能的影响

采用直流磁控溅射法沉积了ZnO薄膜,以X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜等手段对薄膜的晶体结构和微观相貌进行了分析,并对薄膜的电学性能进行了考察.结果表明:所制备薄膜沿c轴高度择优,并具有较高的电阻率;ZnO薄膜的沉积速率和c轴择优度是由O2/Ar气体比例和衬底共同决定的;Au衬底上的ZnO薄膜以三维生长为主,在Al和Si衬底上出现了不同程度的薄膜二维生长;电阻率随O2/Ar气体比例的提高逐渐增加,Si衬底上薄膜的电阻率高于Al和Au衬底上的.     

一种全自动超高真空电子束蒸发薄膜生长系统

由于薄膜生长均匀、沉积速率和膜厚易控、可制备大面积薄膜等特点,电子束沉积技术在超导薄膜、多层巨磁阻薄膜、超晶格薄膜中得到了深入研究.电子束沉积技术的关键是其薄膜生长和控制系统.本文基于微型计算机DA和IEEE 488接口技术,报道了一种全自动超高真空电子束蒸发薄膜生长系统,自动化程度高,使用方便,名义薄膜厚度测量分辨率可达0.1A精度,可实现双源共蒸发功能和程序预设定的多源多层薄膜自动沉积.     

化学水浴沉积时间对CdS薄膜性质的影响

采用CBD法在醋酸镉溶液体系中制备CdS半导体薄膜,通过XRD、XRF、SEM和光学透过率谱等测试手段研究了沉积时间对CdS薄膜沉积过程和性质的影响.结果表明,随着沉积时间的增加,薄膜增厚;S/Cd原子比增加,但都为富Cd的CdS薄膜;XRD研究表明,薄膜结构由立方、六方混合相向立方相转变,(111)方向成为择优生长方向;SEM研究表明,随沉积时间增加,薄膜变致密,薄膜表面出现的白色附着颗粒增多,尺寸增大;沉积时间对薄膜的光学性质也有很大的影响,随着沉积时间的增加薄膜透过率减小,而禁带宽度值增大.     

Bi2Te3热电薄膜的电化学原子层外延制备

采用电化学原子层外延法(ECALE)在Au电极上成功地制备了Bi2Te3化合物热电薄膜.通过循环伏安扫描研究Te和Bi在Au衬底上的电化学特性,使用自动沉积系统交替欠电位沉积Te、Bi原子层200个循环获得沉积物.XRD、EDX和FESEM测试结果表明循环沉积200层后得到的沉积物Bi和Te的化学计量比为2:3,且是Bi2Te3薄膜化合物,而非单质Bi和Te的简单混合;薄膜均匀、致密、平整且可重复性好,以(015)为最优取向外延生长的.     

FeCoB-SiO2颗粒膜逾渗电导与微波电磁特性研究

研究了采用磁控溅射沉积方法制备的FeCoB-SiO2纳米颗粒膜.分析在77～300k的温度范围测量得到的电阻率温变曲线,表明FeCoB-SiO2纳米颗粒膜在不同体积比含量下存在不同的导电行为,由此可获得随着金属颗粒组分的增加该颗粒膜由绝缘性质导电机理向金属性质导电机理转变的逾渗阈值.进一步的测量在2GHz下获取薄膜的复数磁导率、复数介电常数和静态磁参数,表明在逾渗阈值附近,FeCoB-SiO2纳米颗粒膜具有较高的磁导率和较低的介电常数,较高的电阻率,较高的饱和磁化强度.研究结果表明颗粒膜电磁特性在磁记录材料、磁传感器、磁存储和雷达波吸收材料等方面具有一定的应用前景.     

ZnO纳米棒阵列和薄膜的同步外延生长及其光电化学性能

使用化学气相沉积法在a面蓝宝石衬底上同步外延生长氧化锌(ZnO)竖直纳米棒阵列和薄膜,研究了阵列和薄膜的光电化学性能。结果表明,纳米结构中的竖直单晶纳米棒有六棱柱形和圆柱形,其底部ZnO薄膜使竖直纳米棒互相联通。与ZnO纳米薄膜的比较表明,这种纳米结构具有优异的光电化学性能,其入射光电流效率是ZnO纳米薄膜的2.4倍;光能转化效率是ZnO纳米薄膜的5倍。这种纳米结构优异的光电化学性能,可归因于其高表面积-体积比以及其底部薄膜提供的载流子传输通道。本文分析了这种纳米结构的生长过程,提出了协同生长机理：Au液化吸收气氛中的Zn原子生成合金,合金液滴过饱和后ZnO开始成核,随后在衬底表面生成了ZnO薄膜。同时,还发生了Zn自催化的气-固(VS)生长和Au催化的气-液-固(VLS)生长,分别生成六棱柱纳米棒和圆柱形纳米棒,制备出底部由薄膜连接的竖直纳米棒阵列。     

在单分子膜上电沉积金属银膜

以在气／液界面和气／固界面上形成的硬脂酸单分子膜为基底电沉积金属银薄膜，改变电沉积条件。得到了具有不同微观结构，光亮，细致的纳米金属银薄膜，当底相硝酸银溶液的PH值低于7时，在气／液界面没有银膜形成，只在银丝的尖端生成成棕黑色的粉末；提高镀液的PH值有利于银的沉积，且硬脂酸分子排列得越紧密，成膜越好，随着槽电压的升高，银膜的沉积速度渐增大，其微观结构从树叶状逐渐向鹿角状变化。根据电沉积银薄膜的规律，分析了在单分子膜上电沉积银的生长机制，认为单分子膜及其界面的双电层结构是沉积银膜的必要条件。     

化学气相沉积金刚石薄膜生长的原位反射率测量

报道了化学气相沉积金刚石薄膜生长的原位反射率测量,提出了监控金刚石薄膜生长的激光反射多光束干涉的数学模型。通过原位反射率的测量,精确监控了金刚石薄膜的生长厚度,成功地制备了红外增透增,这种方法的测量装置简单、紧凑而且可靠。     

不同沉积速率下微晶硅薄膜的生长行为研究

鉴于微晶硅薄膜在沉积过程中先经历一个非晶过渡层才开始晶化的生长特点,试图通过降低薄膜的沉积速率来延长沉积原子在薄膜生长表面的扩散时间,以达到促进晶粒生长的目的。研究结果表明,反应气体气流量的减小可以有效降低薄膜的沉积速率;随着沉积速率的降低,薄膜的表面粗糙度明显减小,且其平均晶粒尺寸有所增大,通过HRTEM甚至能观察到尺寸在10nm以上的晶粒,说明沉积速率的降低对沉积粒子在薄膜生长表面的扩散过程有较大影响;另外,薄膜的少子寿命随着沉积速率的降低逐渐增大,这与薄膜结晶程度和平均晶粒尺寸的变化趋势一致,可见微观结构对电学性能起着决定作用。     

微波集成电路(MIC)中Au/NiCr/Ta多层金属膜粗糙化机理的AFM研究

Au/NiCr/Ta多层金属膜通过磁控溅射沉积在Si(111)基片上。XRD分析其晶体取向 ,SEM观察薄膜断面形貌 ,AFM研究薄膜表面粗糙度。结果表明薄膜表面粗糙度与沉积温度有关 ,随着沉积温度 10 0℃→ 2 5 0℃的改变 ,薄膜表面发生从粗糙→光滑→粗糙的变化过程。根据不同的沉积温度探讨了薄膜表面粗糙化机理     

温度与气压对脉冲PECVD沉积氧化铝薄膜的影响

在有机基体表面等离子体增强化学气相沉积(PECVD) Al₂O₃薄膜是提高其阻隔性能的有效方法,而高品质的Al₂O₃薄膜是提高阻隔性的关键因素之一。脉冲射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)可以实现比热化学气相沉积技术更宽的气体工作压力、更多的单体选择和更好的薄膜性能,适合于制备高质量的薄膜。本文报道采用脉冲RF-PECVD氧化铝薄膜,且对影响薄膜结构和性能的工艺参数进行研究。通过椭圆偏振仪测量Al₂O₃的生长速率和折射率;利用红外光谱、扫描电镜和原子力显微镜对沉积的Al₂O₃薄膜进行成分、结构、表面粗糙度和形貌分析、测量和表征;采用透湿仪测量在有机聚酯薄膜表面沉积Al₂O₃层的阻隔性能。结果表明:薄膜沉积过程中的工作气压和沉积温度对脉冲RF-PECVD薄膜性能影响较大,在一定的沉积温度范围内,沉积的Al₂O₃薄膜为无色、透明、表面结构平滑致密;在温度相同的条件下,工作气压越高,纳米膜生长速率越快;而在相同工作气压下,沉积温度越低,薄膜生长速率越快。