同质缓冲层厚度对磁控溅射法制备玻璃基AZO薄膜的结构与光电性能影响

室温下在玻璃基片上用射频磁控溅射法制备了不同厚度的ZnOAl(AZO)缓冲层,并在该同质缓冲层上溅射生长了AZO薄膜.用XRD测试了薄膜结构,用四探针法测量了薄膜方块电阻,用紫外-可见光谱仪测试了薄膜透过率,用双光束红外分光光度计测试了薄膜在中红外范围内的红外反射率.并比较并分析了引入同质缓冲层前后薄膜结构与性能的变化.结果表明,与没有缓冲层的样品相比较,适当厚度的同质缓冲层能降低AZO薄膜中的残余应力,使薄膜晶粒尺寸变大,降低AZO薄膜的方块电阻,使薄膜的紫外截止边发生蓝移,增加薄膜的红外反射率,并不明显影响薄膜的可见光透过率.     

磁控溅射Cu/Al多层膜的固相反应

采用磁控溅射技术原子比为2：1、调制周期A分别为20和5nm的Cu/Al多层膜,用X射线衍射（XRD）,透射电镜（TEM）和热分析（DSC）等技术研究了多层膜的固相反应。∧＝20nm的多层膜样品中铜和铝膜均沿（III）方向择优生长,加热至145℃时生成α－Cu固溶体,超过191℃时生成γ2-Cu9Al4要。制备态∧＝5nm的样品有α-Cu生成。加热时γ2－Cu9Al4的生成温度显著降低（134℃）,测定了∧＝20nm多层膜样品中α-Cu和γ2－CuAl4的形成激活能分别为0．56eV和0.79eV,后者与文献值相符。     

钼合金磁控溅射镀镍薄膜工艺及后续热处理

目的优化钼表面直流磁控溅射镀镍薄膜的工艺,提出后续热处理方法。方法设计正交实验,探究溅射功率、溅射气压、负偏压和沉积时间对镍薄膜沉积速率和附着力的影响,从而优化工艺参数。利用扫描电镜和平整度仪对最佳工艺参数下制备的薄膜的组织结构进行表征,并研究后续热处理对薄膜附着力的影响。结果工艺参数对镀镍薄膜沉积速率影响的主次顺序为:功率溅射气压负偏压;对薄膜附着力的影响主次顺序为:负偏压沉积时间功率溅射气压。随溅射功率增大,沉积速率增大,薄膜附着力先增后减;随溅射气压增大,沉积速率和薄膜附着力均先增后减。负偏压增大对沉积速率影响较小,但有利于提高薄膜附着力。随沉积时间延长,薄膜附着力降低。在氢气气氛下进行850℃×1 h的后续热处理,能够促进扩散层的形成,明显提高镍薄膜的附着力。结论最佳镀镍工艺参数为:溅射功率1.8 k W,溅射气压0.3 Pa,负偏压450 V,沉积时间10 min。在该条件下制备的镍薄膜厚度达到1.15μm左右,与基体结合紧密,表面平整、连续、致密。后续增加热处理工序是提高镍薄膜附着力的有效方法。     

磁控溅射制备纳米Ni-Ti薄膜工艺研究

为了得到高质量的纳米薄膜，对直流磁控溅射法制备Ni-Ti薄膜工艺进行了研究。采用单晶硅和玻璃两种基体材料，并在不同的基体温度、晶化温度、溅射功率等条件下制备薄膜。之后对薄膜进行了XRD，SEM分析。分析结果表明：薄膜成分、厚度、表面形貌、致密度与溅射功率、基体温度、晶化温度、基体材料密切相关。并根据实验结果给出优化的纳米Ni-Ti薄膜制备工艺。     

Al箔溅射沉积Cu膜的工艺研究

为了研究溅射工艺对膜-基间结合力的影响,获得成本较低、膜-基间结合较好的表层导电薄膜电磁屏蔽材料,利用磁控溅射镀膜方法在Al箔基体上溅射沉积Cu膜,采用胶粘带拉剥法测试了膜-基间的结合力,使用扫描电子显微镜观察了Cu膜的组织和Al/Cu的界面形貌.结果表明:溅射工艺对膜-基间的结合力有着明显的影响,镀Cu前对Al箔进行反溅射和在溅射沉积过程中对工件施加负偏压都可有效地提高膜-基间的结合力.分析认为:镀Cu前反溅射可有效地去除Al箔表面的氧化膜,使Al箔表面得到净化;在磁控溅射沉积过程中对工件施加较高负偏压将产生辉光放电,使工艺转化成溅射离子镀,从而获得与基体结合良好、晶粒细小、致密的镀层.     

磁控溅射制备纳米Ni-Ti薄膜工艺研究

为了得到高质量的纳米薄膜,对直流磁控溅射法制备Ni-Ti薄膜工艺进行了研究.采用单晶硅和玻璃两种基体材料,并在不同的基体温度、晶化温度、溅射功率等条件下制备薄膜.之后对薄膜进行了XRD,SEM分析.分析结果表明:薄膜成分、厚度、表面形貌、致密度与溅射功率、基体温度、晶化温度、基体材料密切相关.并根据实验结果给出优化的纳米Ni-Ti薄膜制备工艺.     

Cu—Al合金内氧化工艺及动力的研究

对 Cu- Al合金的内氧化工艺及其动力学进行了系统研究。结果表明 :本实验条件下以 12 2 3K,0 .5 h内氧化工艺所得材料的性能最佳 ,其显微组织特征是 Cu基体上均匀弥散分布着纳米级 γ- Al2 O3粒子。理想条件的内氧化初期和实际条件下的内氧化动力学曲线服从抛物线规律。温度、时间、Cu- Al合金粉颗粒半径和 Al浓度是实际内氧化控制的 4要素 ,它们间的函数关系近似满足下式 :t=6 .79R2 CBexp(2 32 5 1/T)。实际内氧化时间不宜过长 ,内氧化温度应该 :112 3K相似文献   

单靶磁控溅射Cu1-xCrx(x=1.19～2.37)薄膜的制备

利用简易合金靶材在Si(100)基底上单靶磁控溅射制备Cu1-xCrx(x=1.19~2.37,摩尔分数,%)薄膜。研究不同名义成分的合金靶材得到的溅射态薄膜的成分、电学性能、组织结构及表面状态。研究结果表明:利用简易合金靶材制备的Cu1-xCrx薄膜成分可控。Cr的加入增强了溅射态薄膜的(111)织构,且随着薄膜厚度的增加,(111)织构增强;855nm厚的Cu-2.37%Cr薄膜的(111)与(200)的峰强比高达8.48;合金元素Cr显著影响溅射态薄膜的表面状态(平整性和致密度)和电阻率;随着Cr含量的增加,前者呈现先升高后下降的趋势,而薄膜电阻增加;Cu-2.18%Cr薄膜由于应力增加局部产生微裂纹,薄膜连续性下降。并从薄膜生长动力学以及自由能的角度对上述结果进行了初步的阐述。     

金属间化合物Ni3Al薄膜制备工艺

采用直流磁控共溅射法,通过一步法、两步法工艺在衬底为SiO₂基体上制备了厚度为500 nm的Ni₃Al薄膜,X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)等测试表明,一步法工艺制备的Ni₃Al薄膜为(111)取向的多晶型晶体结构金属间化合物优于两步法工艺。采用光学显微镜观察Ni-Al合金薄膜和金属间化合物Ni₃Al薄膜经高温氧化后的形貌,结果表明,Ni₃Al金属间化合物薄膜的高温抗氧化性能明显优于Ni-Al合金薄膜。     

高透明低发射率ITO薄膜的制备及其光电性能研究

目的研究磁控溅射工艺对ITO薄膜光电性能的影响,为制备高性能ITO薄膜提供数据和理论支撑。方法采用磁控溅射在PET基材上制备ITO薄膜,利用扫描电镜、X射线衍射仪、分光光度计、四探针、红外发射率测仪、Hall效应测试系统等,分析工艺参数对ITO薄膜光电性能的影响。结果随着氧气流量的增加,ITO薄膜在可见光区的透过率先增加,然后变缓,薄膜方块电阻先降低后升高;随着工作气压的增加,ITO薄膜的可见光透过率增加,薄膜方块电阻先下降后上升,电阻率先变小再增大,载流子浓度先增大后减小,红外发射率先减小后增大,晶体结构逐渐由晶态转变为非晶态;随着氩氧比的降低,薄膜红外发射率先降低,然后缓慢升高;随溅射时间的增加,薄膜的厚度逐渐增大,方块电阻、红外发射率和可见光透过率迅速下降,晶体结构逐渐由非晶结构转变为晶体结构。综合对比研究发现,当氧气流量为0.6 mL/min、工作气压为0.4 Pa、氩氧比为19.8∶0.2、溅射时间为80 min时,可获得综合性能优异的ITO薄膜,其可见光透过率大于80%,在8~14μm红外波段的辐射率小于0.2。结论磁控溅射工艺参数是决定薄膜综合质量的重要因素,通过严格控制工艺参数,可获得透明性高、发射率低的ITO薄膜。     

磁控溅射制备Ru-B薄膜的研究

采用射频磁控溅射技术制备了Ru-B薄膜,利用掠入射X射线衍射(GIXRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、原子力显微镜(AFM)等分析技术对薄膜的相结构、沉积速率以及表面形貌进行了研究分析。结果表明：在室温下制备的 Ru-B 薄膜均为非晶态。薄膜的沉积速率不随溅射时间变化,但随溅射功率的增加而增大。薄膜表面光滑致密质量良好,随着溅射时间的延长,薄膜表面晶粒大小和粗糙度增大。溅射功率影响着基片表面粒子的形核长大和迁移扩散速率,进而影响薄膜的表面形貌。     

磁控溅射法制备T型柔性薄膜热电偶EI北大核心CSCD

为解决测温元器件薄而不柔的问题,适应柔性测温技术需求,采用真空卷绕磁控溅射技术制备T型柔性薄膜热电偶。通过对制备过程中溅射功率和时间的研究,系统分析制备条件对柔性薄膜热电偶的薄膜厚度及表面电阻的影响,将T型柔性薄膜热电偶进行校准测试后,确定最佳制备条件。结果表明,80 W直流溅射40 min制得阳极铜膜;150 W直流溅射40 min制得阴极铜镍合金(康铜)膜,组合而成的柔性热电偶测温性能最佳。磁控溅射工艺制备厚度为0.05mm、长度为130mm以上的T型柔性薄膜热电偶,其温度测量范围可达-50.0~150.0℃,温度最大偏差仅为±0.3℃,具有良好的灵敏度及测温能力。T型柔性薄膜热电偶的可控制备,实现T型热电偶既柔又薄,减少传统测量方式引起的误差,为其大规模生产应用奠定了基础。     

反应磁控溅射制备的Cr-N薄膜的成相行为

采用反应磁控溅射在不锈钢衬底上制备Cr-N薄膜,并研究了基片温度、氮气分压和溅射功率变化对薄膜相组成的影响。结果表明,基片温度升高使薄膜由单一的CrN相变成CrN和Cr2N两相共存,同时使有效的沉积速率下降;在基片温度为373K、溅射功率约45W时,氮气和氩气流量比在1：4到3：2的范围内变化时,薄膜的相组成几乎没有明显的变化;过高的溅射功率使薄膜以非晶态的形式存在。热处理后的Cr-N薄膜通常有CrN和Cr2N两相共存。     

磁控溅射法制备二氧化钒薄膜及其性能表征

采用射频反应磁控溅射法在镀有SiO2膜的钠钙硅玻璃基片上沉积了二氧化钒(VO2)薄膜.研究了在300℃沉积温度下,不同溅射时间(5～35min)对VO2薄膜结构和性能的影响.用X射线衍射、扫描电镜、自制电阻测量装置、紫外-可见光谱仪、双光束红外分光光度计对薄膜结构、形貌、电学及光学性能进行了表征.结果表明:薄膜在低温半导体相主要以四方相畸变金红石结构存在,在(011)方向出现明显择优取向生长,随着溅射时间的延长,晶粒生长趋于完整,晶粒尺寸增大;对溅射时间为35 min的薄膜热处理,发现从室温到90℃范围内,薄膜方块电阻的变化接近3个数量级;由于本征吸收,薄膜在可见光范围透过率较低,且随膜厚的增加而逐渐降低;在1500～4000 cm-1波数范围内,原位测量薄膜样品加热前后(20和80℃)的红外反射率,发现反射率的变化幅度随着膜厚增加而提高,最高可达59%.     

碳钢基体磁控溅射SiC薄膜结合力研究

采用磁控溅射法在T10钢表面获得了SiC薄膜,并研究了溅射方式、工艺参数以及中间层对薄膜结合性能的影响.试验结果表明,采用功率为200 W射频法和时间为2 h的SiC/Ni-P双层薄膜结合力最好.     

磁控溅射Zr-Ti薄膜的组织结构与血液相容性

通过直流平衡磁控溅射法在NiTiSMA表面生成Zr-Ti膜,用SEM、XRD和XPS分析证实制备的Zr-Ti膜呈现晶带T型结构,组织保持了细小致密的纤维状特征,与基底结合良好,并且出现了少量生物惰性ZrO2和TiO2陶瓷相。通过测定溶血率研究血小板黏附行为,评估血液相容性。结果表明,与NiTi基底相比,Zr-Ti膜的溶血率更低,表面黏附的血小板数量减少,能够改善NiTiSMA基底的血液相容性。最后,对磁控溅射沉积Zr-Ti膜的成膜机理进行了探讨。     

磁控溅射中工作压强对钛膜沉积的影响

为了研究在磁控溅射工艺中溅射电流和溅射时间恒定的情况下,氩气工作压强的变化对钛膜在基底表面沉积的影响,通过用原子力显微镜分析钛膜的厚度和均方根粗糙度的方法来进行.结果表明:工作压强达到1.1Pa后, Ti膜的厚度及均方根粗糙度都随压强的增大而减小.由此说明,工作压强的变化对钛膜沉积有较大影响.     

Resistive Switching Behavior of Hafnium Oxide Thin Film Grown by Magnetron Sputtering

采用磁控溅射法,以ITO/Glass为衬底,制备了具有电阻转变特性的HfO2薄膜。X射线光电子能谱(XPS)分析发现,薄膜中的Hf、O元素不成化学计量比,薄膜中可能存在大量氧空位。电学测试结果表明,HfO2薄膜表现出明显的双极电阻转变特性,并且表现出良好的可靠性(室温下可重复测试102次以上)和稳定的保持性能(0.5 V偏压下保持104 s以上),高低阻态比值达到104。基于XPS以及电学分析,薄膜的导电过程可用与氧空位相关的空间电荷限制电流模型解释。     

磁控溅射磁性薄膜成分含量和均匀性控制

用轮番溅射工艺在多靶磁控溅射设备上制备了SmCo薄膜。通过改变Sm，Co纯金属靶的溅射时间间隔和溅射功率来调整薄膜的化学成分和均匀性。实验表明，可以通过调整溅射电流来优化薄膜的化学成分。沿垂直膜面俄歇电子(AES)逐层分析证明，优化溅射工艺制备的薄膜化学成分分布均匀。电子衍射表明薄膜溅射态为非晶结构，经过400℃退火处理，薄膜开始晶化。VSM分析表明溅射态的薄膜为软磁特征。晶化后的薄膜表现为硬磁特征，450℃退火时薄膜的矫顽力最大，达80320A／m。薄膜呈现一定的各向异性。