艺参数对 a-CNx膜沉积的影响

研究了基本工艺参数对磁控溅射制备无定形氮化碳（ａ－ＣＮｘ）薄膜沉积的影响．实验结果表明：Ｎ２流量的增加提高了膜的沉积速率,同时提高了膜中氮含量．溅射功率的提高增加了沉积速率．偏压对硬质膜的制备是一关键的工艺参数,它不仅使薄膜致密、表面光滑,而且还可以提高膜中的Ｎ含量．     

溅射工艺对SiCN薄膜沉积及光性能的影响

本文利用射频磁控溅射工艺制备了ＳｉＣＮ薄膜,研究了基本工艺参数如溅射功率、Ｎ分压对薄膜沉积和光学性能的影响．研究结果表明：溅射制备的薄膜中形成了复杂的网络结构,膜中三元素Ｓｉ、Ｃ和Ｎ两两之间形成了共价键．Ｎ分压的提高降低了薄膜的沉积速率．Ｎ流量的提高使光学带隙增大．溅射功率的提高使薄膜的沉积速率提高,但使得光学带隙减小．     

镀膜参数对离子束增强沉积氮化硼薄膜中立方相含量的影响

本文介绍用离子束增强沉积（ＩＢＥＤ）法在硅片上制备氮化硼（ＢＮ）薄膜及镀膜参数对膜中立方氮化硼（ｃ－ＢＮ）含量的影响的试验研究，主要研究轰击离子束密、镀膜速率、轰击束中氩气的含量及衬底温度的影响。用红外（ＩＲ）谱对膜进行了分析，结果指出：（１）在给定的轰击束能量与束密下氮化硼薄膜中立方相的含量是随镀膜速率而变化的，且存在一个最佳镀膜速率值；（２）提高离子轰击束密，则此最佳镀膜速率值也相应增大；（３）镀膜速率又是随轰击束密及轰击束中氩气含量的增大而减小的；（４）衬底温度在４００℃以下时，膜中ｃ－ＢＮ相的含量随温度提高而增加。     

a-C:H(N)薄膜的制备及性能

采用射频－直流等离子化学气相沉积法用Ｃ２Ｈ２、Ｎ２和Ａｒ组成的混合气体制备ａ－Ｃ：Ｈ（Ｎ）薄膜,研究了薄膜的制备工艺、结构及直流导电特性。实验结果表明,ａ－Ｃ：：Ｈ（Ｎ）薄膜的沉积速率随混合气体中Ｃ２Ｈ２含量的增加而增大,当混合气体中Ｎ２含量增加到７５％时,薄膜的含氮量增大到９．０９％。薄膜中Ｃ、Ｎ原子以Ｃ≡Ｎ和Ｃ－Ｎ键的形式存在,结合进薄膜中的氮大大降低薄膜的直流电阻率。     

PECVD工艺参数对双层SiNx薄膜性能的影响

采用PECVD法在多晶硅基底上沉积双层SiN;薄膜,研究了工艺参数对其膜厚、折射率、沉积速率、HF腐蚀速率及光电性能等的影响,并提出了优化的SiNx减反膜PECVD制备工艺。研究发现：衬底温度、射频频率、射频功率、腔室压力对SiNx薄膜性能均有重要影响,且优化工艺后的双层SiNx薄膜能有效提高多晶硅太阳电池光电性能。     

直流磁控溅射制备锐钛矿TiO_2薄膜生长速率的研究及其在多层膜制备中的应用

利用直流磁控溅射技术(DCMS)制备锐钛矿TiO_2薄膜,研究了工艺参数中的衬底温度、压强和溅射功率对TiO_2薄膜的沉积速率的影响,利用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)和椭圆偏振光测试仪表征了样品的表面形貌、结构和膜厚,实验结果表明:利用DMS制备薄膜为单一的的锐钛矿结构,表面组成颗粒均匀。随着沉积温度的增加,薄膜的沉积速率从100℃的2.16nm/min增加至400℃的4.03nm/min;压强增加,薄膜的沉积速率降低,0.75Pa、1.5Pa和3.0Pa条件下的沉积速率分别为4.48nm/min、3.18nm/min和2.42nm/min;溅射功率增加,沉积速率提高,100W、295W和443W对应的沉积速率分别为2.95nm/min、3.18nm/min和7.50nm/min。最后用TFC膜系设计软件在玻璃基底上设计了双层TiO_2薄膜,利用设计结果制备了薄膜,实验值和理论设计结果非常吻合。     

TiO_2磁控溅射工艺参数对薄膜沉积速率的影响

为了经济、有效、准确地在线测量光学薄膜厚度,采用射频磁控反应溅射法在玻璃衬底上制备TiO2薄膜。用自制的简易监测系统对TiO2薄膜在生长过程中的沉积速率进行了即时测量,研究了射频功率、气体流量、工作气压等工艺参数对TiO2薄膜沉积速率的影响规律。结果表明:沉积速率监测系统对膜厚变化反应灵敏,能够实时监测薄膜生长速率;溅射过程中,射频功率、氧氩流量比和工作气压对薄膜沉积速率有较大的影响,射频功率从120 W增加到240 W,薄膜沉积速率增加;氧气流量从1 mL/min增加到5 mL/min,薄膜沉积速率先逐渐增大后减小,存在一个临界点;工作气压从0.3 Pa增加到0.8 Pa,薄膜沉积速率缓慢增加,但临界点后迅速下降。     

工艺参数和热处理温度对ZrW_2O_8薄膜制备的影响

采用WO3和ZrO2复合陶瓷靶材,以射频磁控溅射法在石英基片上沉积制备了ZrW2O8薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、表面粗糙轮廓仪和扫描电子显微镜(SEM),研究了不同工艺参数和不同退火温度对ZrW20s薄膜的相组成、沉积速率和表面形貌的影响.采用高温X射线衍射和Powder X软件研究薄膜的负热膨胀特性.实验结果表明随着溅射功率的增加,薄膜沉积速率增加;而随着工作气压的增加,薄膜沉积速率先增加后减小;磁控溅射沉积制备的ZrW20s薄膜为非晶态,表面平滑、致密,随着热处理温度的升高,薄膜开始结晶且膜层颗粒增大;在740℃热处理3 n血后得到膜层颗粒呈短棒状的三方相ZrW2O8薄膜,在1200℃密闭条件下热处理3 min淬火后得到膜层颗粒呈球状的立方相ZrW2O8薄膜,且具有良好的负热膨胀特性.     

热蒸发沉积TiO_2薄膜的光学及激光损伤特性

采用电子束热蒸发技术,用不同沉积速率制备了TiO_2薄膜。根据透射率谱计算了薄膜的光学带隙,采用椭偏法测量了薄膜的折射率、消光系数及厚度,分析了薄膜内部的电场强度分布,对其激光损伤特性进行了研究。结果表明,在所研究的工艺参数范围内,TiO_2薄膜的光学带隙比较稳定,随沉积速率的变化并不显著,其值大小在3.95eV-3.97eV。当沉积速率从0.088nm/s,0.128nm/s增加到0.18nm/s时,薄膜折射率从1.9782,1.9928,升高到2.0021(波长1064nm),但当沉积速率继续增加到0.327nm/s时,折射率反而降低到1.9663,薄膜的消光系数随着沉积速率的增加单调增加。采用同一高能激光损伤薄膜后,当沉积速率较低时制备薄膜的损伤斑大小基本一致,但以0.327nm/s较高速率制备的薄膜,其损伤斑明显增大。高沉积速率下制备的TiO_2薄膜的吸收较大,激光损伤阈值较低。     

SmCo薄膜磁控溅射沉积速率的影响因素

SmCo薄膜的厚度是影响其磁性能的重要因素,而沉积速率是控制薄膜厚度的关键。采用直流磁控溅射工艺制备SmCo薄膜,设计正交实验并通过数理统计方法研究了溅射工艺参数中溅射功率、靶基距及氩气压强对SmCo薄膜沉积速率的影响,并同时考察了不同厚度SmCo薄膜的磁性能变化规律。研究结果表明:溅射功率与靶基距都对薄膜的沉积速率有较大的影响,其中在溅射功率为40~120W范围内时,随着溅射功率的增大SmCo薄膜的沉积速率逐渐提高;在靶基距为50~70mm的范围内,SmCo薄膜的沉积速率随靶基距的增大而逐渐降低;而在氩气压强处于0.7~1.5Pa范围内时,SmCo薄膜的沉积速率几乎不随氩气压强的改变而变化。在溅射功率为80W、靶基距为60mm及氩气压强为1.1Pa的工艺条件下,SmCo薄膜的沉积速率具有很好的稳定性。随膜厚从0.59μm增加到0.90μm,SmCo薄膜的矫顽力由23.4kA/m降低到8.2kA/m。     

Te掺杂对SryCo4Sb12-xTex化合物热电性能的影响

采用熔融法结合SPS烧结技术合成了Sr_yCo₄Sb_12-xTe_x化合物, 并探讨了Te掺杂对化合物热电性能的影响. 采用XRD及EPMA确定了相组成及化学成分, 并测试了材料的高温热电性能. 实验结果表明, 虽然Te掺杂降低了Sr在CoSb₃中的填充量, 但是与具有相近Sr填充量的基体相比, Te掺杂提高了材料的载流子浓度和电导率, 同时也提高了塞贝克系数; Te掺杂由于引入了电子-声子散射, 进一步降低了材料的晶格热导率, 并且随着Te掺杂量的增加, 晶格热导率的降低幅度提高; 对x=0.05的样品Sr_0.18Co₄Sb_11.95Te_0.05, 在850K时, 材料的最大ZT值接近1.0, 与具有相近填充量的基体材料相比, ZT值提高了35％.     

SPS原位反应制备TiC/Ti2AlC/TixAly系复合材料的微观结构及其导电性能

以Al₄C₃、Ti和石墨混合粉体为原料, 采用放电等离子技术原位反应制备了TiC/Ti₂AlC两相复合材料和TiC/Ti₂AlC/Ti_xAl_y三相复合材料. 利用XRD、SEM、TEM研究了复合材料的相组成和微观结构, HRTEM的观察结果显示复合材料的相界面清洁干净, 无非晶相存在. 同时研究了TiC/Ti₂AlC/Ti_xAl_y三相复合材料的原位反应烧结过程, 并对复合材料的导电行为进行了表征. 在室温时TiC/Ti₂AlC材料的电导率大于TiC/Ti₂AlC/Ti_xAl_y三相复合材料,其中TiC/40vol%Ti₂AlC的电导率最高达到8.83×105S/m. TiC/Ti2AlC两相复合材料和TiC/Ti₂AlC/Ti_xAl_y三相复合材料的电导率均随温度的升高而下降, 呈现电导的金属性特征, 同时电导率随温度变化关系符合Arrhenius理论.     

Nd:GdxY1-xCa4O(BO3)3晶体的生长及其光谱性能研究

利用熔体提拉法生长了大尺寸,高质量的新型激光自倍频晶体Nd:GdxY1-x(Ca4O(BO3)3(简称Nd:GdYCOB),对Nd:GdYCOB晶体的XRD衍射图进行指标化,得到它的晶胞参数为a=8.080A;b=16.016A;c=3.538A,β＝101．18,μ＝491．1A3,对取自不同部位的晶体粉末进行ICP原子发射光 分析表明晶体整体组份均匀一致,根据熔体和晶体粉末的ICP数据计算,Nd:GdYCOB晶体中Nd3 的分凝系数为0．63,首次报道了Nd:GdYCOB晶体200－3000nm室温透过光谱和室温荧光光谱及荧光寿命,室温透过光谱表明Nd:GdYCOB晶体的紫外吸收边在－220nm,具有很宽的透光波段（－220－2700nm);Nd:GdYCOB晶体在800nm附近存在很强的吸收,适合于LD泵汪,为光光谱表明Nd:GdYCOB晶体是一种很有潜力的RGB（red,green,blue)激光自倍频晶体,掺杂4％,5％ Nd:GdYCOB晶体的荧光寿命分别为105us和100us。     

反应溅射NiCrOx薄膜过程及其光学性质的研究

研究了反应气体流量对磁控反应溅射ＮｉＣｒＯｘ薄膜成分和光学常数的影响,在反应溅射过程中,ＮｉＣｒ靶随着Ｏ２流量的增大出现毒化现象,在不同氧流量条件下可沉积出近于透明的介电薄膜和不透明的吸收薄膜,对薄膜光学常数的研究可应用到太阳能光谱选择摹制备。     

锂离子电池正极材料LiCrxMn2-xO4的合成及性能研究

采用Pechini法制备了尖晶石LiCrxMn2-xO4正极材料,并用X射线衍射仪、扫描电镜、充放电测试等手段研究了其晶体结构、表观形貌和电化学性能.结果表明,该法制备的尖晶石LiCrxMn2-xO4(0≤x≤0.1)正极材料为单一尖晶石结构,形貌较好,粒径分布均匀;晶胞参数随着Cr含量的增加而减小,但是Cr掺杂量对于产物的相结构和晶体形貌影响不大;Cr含量的增加使得LiCrxMn2-xO4的比容量减小,但却提高了尖晶石结构的稳定性和循环性能.     

Nb掺杂Bi4Ti3O12层状结构铁电陶瓷的电行为特性研究

采用固相烧结工艺制备了Nb5+掺杂的Bi4Ti3O12层状结构铁电陶瓷.运用XRD和AFM对Bi4Ti3-xNbxO12+x/2材料的微观结构进行表征,发现所制备的陶瓷均具有单一的正交相结构,抛光热腐蚀表面晶粒的显微形貌表现为随机排列的棒状结构.通过对材料直流电导率与温度关系的Arrhenius拟合,分析了Bi4Ti3-xNbxO12+x/2的导电机理.Nb5+掺杂提高了材料的介电常数,但居里温度随掺杂含量的增加呈线性下降趋势.DSC结果显示Bi4Ti3-xNbxO12+x/2材料在居里温度处经历了一级铁电相变.样品的铁电性能测试结果表明,Nb5+掺杂Bi4Ti3O12提高了材料的剩余极化Pr,这主要是由于Nb5+取代Ti4+大大降低了材料中氧空位的浓度,使得氧空位对畴的钉扎作用减弱的缘故.     

氢流量对纳米SiC薄膜微结构和光学特性的影响

采用螺旋波等离子体增强化学气相沉积技术进行了氢化纳米晶态SiC薄膜的沉积,研究了氢流量对其微结构和光学特性的影响.结果显示,随着氢气流量的增大,薄膜的沉积速率先增大后减小,所生长薄膜晶化度显著提高.在较低氢流量条件下,薄膜光学带隙的大小由氢的刻蚀与悬键终止作用共同控制,并呈先减小后增大的趋势.在高氢流量条件下,强的氢刻蚀使薄膜具有较高的晶化度,虽然薄膜中整体氢含量有所下降,但存在于纳米碳化硅晶粒表面键合氢的相对密度持续增大,纳米碳化硅晶粒数量的增加和晶粒尺寸的减小所导致的量子限制效应使薄膜的光学带隙继续展宽.     

新型非线性光学晶体Ca4RO(BO3)3的研究进展

作为新型非线性光学材料,钙－稀土硼酸盐晶体Ｃａ４ＲＯ（ＢＯ３）３（Ｒ－Ｌａ＾３＋、Ｎｄ＾３＋、Ｓｍ＾３＋、Ｇｄ＾３＋、Ｙ＾３＋、Ｅｒ＾３＋、Ｔｂ＾３＋、Ｌｕ＾３＋）近来引起了广泛的重视,该系列晶体属非中心对称的单斜晶系,空间群Ｃｍ。本文综术字上述晶体的结构和生长研究的进展,总结了晶体的线性光学／非线性光学性能以及要晶体的激光自倍频性能,指出这些晶体在非线性光学领域潜在的应用前景。     

超亲水TiO2/SiO2复合薄膜的制备与表征

通过sol-gel工艺在普通钠钙玻璃表面制备了均匀透明的TiO2/SiO2复合薄膜,实验结果表明：在TiO2薄膜中添加SiO2,可以抑制薄膜中TiO2晶粒的长大,同时薄膜表面的羟基含量增加,水在复合薄膜表面的润湿角下降,亲水能力增强,当SiO2含量为10－20mol%时获得了润湿角为0度的超亲水性薄膜。     

Zn(Ga,Fe)2O4固溶体尖晶石结构中阳离子分布研究

应用X射线衍射密度法(R因子法)计算了Zn(Ga,Fe)2O4固溶体尖晶石结构中阳离子分布,结果表明:金属离子在ZnGa2O4尖晶石结构中采取中间偏反型分布.随Fe3 离子进入尖晶石结构,促使Zn2 进入A位的量增多,而Ga3 进入B位的量增多.同时,各样品的IR光谱表明:Fe3 进入尖晶石结构取代Ga3 对代表电子传导活化能的极限频率影响很大.