磁控溅射法制备AlN薄膜的研究进展

综述了各种沉积条件对磁控溅射技术生长氮化铝薄膜的微观结构,电学以及光学性能的影响。采用磁控溅射技术,可以选用在适当的条件下制备具有特定功能与结构优良的氮化铝薄膜。     

磁控溅射法制备As-S玻璃薄膜

采用磁控溅射法在ITO导电玻璃上制备As-S玻璃薄膜,采用XRD、透可见-红外性能、扫描电镜、XPS等现代测试手段,研究薄膜的结晶形态、光学性质和成分。结果发现,利用磁控溅射方法得到了透过率较高、光学质量优良、没有明显的缺陷的As-S硫系玻璃薄膜,XPS光电子能谱结果显示薄膜As/S摩尔比为0.686,大于设计组成。     

磁控溅射法制备钨酸锆薄膜

在不同的气氛下,利用射频磁控溅射法在石英基片和硅片上制备了ZrW2O8薄膜.利用台阶仪和划痕仪测量了溅射薄膜的厚度和结合力,利用X射线衍射及原子力显微镜对薄膜的物相和表面形貌进行了分析和观察.初步研究了沉积条件对生长薄膜的厚度、附着力、相成分和表面形貌等的影响.结果表明:纯氩气下溅射的ZrW2O8薄膜最厚,膜基结合力随膜厚的增加而减小,溅射所得薄膜为非晶态,热处理后薄膜中出现了钨酸锆相,薄膜的表面形貌随气压的降低变得光滑.     

磁控溅射功率对WOx薄膜结构和光催化活性的影响

采用射频磁控溅射法在非加热载玻片上制备WOx薄膜.通过X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、台阶仪、UV-Vis-NIR3600型紫外可见分光光度计和接触角计,研究不同溅射功率下薄膜的物相结构、表面形貌、元素价态、膜厚、光学性能、光催化和亲水性能.结果表明,随着溅射功率增加,薄膜的光学带隙逐渐减小,薄膜光催化活性与亲水性均提高.180 W溅射功率沉积的薄膜放置在亚甲基蓝溶液里,然后用紫外灯照射210 min,亚甲基蓝降解率达到97％;WOx薄膜在紫外灯下照射120 min时,水接触角达到12.2°,停止照射之后放置在可见光下260 min,水接触角达到19.1°.     

磁场对Co-Pt-P薄膜结构及耐蚀性的影响

采用外加垂直磁场的电化学沉积方法制备了Co-Pt-P薄膜。对薄膜的结构及成分进行了分析,并借助电化学检测技术研究了薄膜在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的耐蚀性。结果表明:随着磁场强度的增大,Co-Pt-P薄膜表面的晶粒逐渐细化,ε-Co的质量分数增加;薄膜在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的自腐蚀电位逐渐正移,电极/溶液界面的双电层电容Cd降低,表面沉积膜电阻Rf和电荷传递电阻Rt增大,自腐蚀电流密度逐渐减小,耐蚀性增强。     

磁控溅射法制备氮化硅薄膜的耐磨性研究

氮化硅(Si_3N_4)薄膜具有化学稳定性高、电阻率高、绝缘性好、光学性能良好(其折射率在2.0左右)等特性。同时氮化硅膜是一种很好的耐磨材料,其铅笔硬度理论上可以达到9H以上,通过在其它的镀膜产品上加镀一层氮化硅膜,可有效改善原有镀膜产品的耐磨性,避免膜层出现膜面划伤而造成的外观不良。本文主要研究采用中频磁控反应溅射制备氮化硅薄膜,氮化硅薄膜的耐磨性能取决于镀膜过程中的各种工艺参数,包括:N_2/Ar比、沉积温度、溅射功率、膜层厚度2等。通过对不同工艺条件下镀制的氮化硅薄膜的耐磨性及膜层结构进行对比,筛选出具有优良耐磨性能的氮化硅薄膜的工艺参数。     

平面磁控溅射氧化锌（ZnO）薄膜的几个问题

Ｃ轴取向一致的氧化锌（ＺｎＯ）薄膜是一种良好的压电材料。采用平面磁控溅射是制备ＺｎＯ薄膜较为理想的一种方法。为讨论溅射用靶体的掺杂、溅射功率和基片温度等问题，本实验溅射使用掺有２￣５ｗｔ％碳酸锂（Ｌｉ２ＣＯ３）的烧结陶瓷靶；溅射功率６００Ｗ左右；沉积薄膜基片温度３００℃，并注意其他有关条件的调节，对获得的薄膜用ＸＲＤ等方法评价性能。     

基片温度对直流反应磁控溅射法制备玻璃基TiO2薄膜结构与亲水性的影响

在工作气压为 2 .0Pa的氧气氛下 ,通过改变基片温度 (室温 ,2 80℃ ,42 0℃ ) ,在预先镀 10nm左右SiO2 的普通玻璃基片上用直流磁控溅射法制备了 30 0nm左右的TiO2 薄膜试样。用X射线光电子能谱和X射线衍射仪分别研究了试样的表面元素组成、离子状态和物相组成 ,用接触角分析仪测试了试样在紫外光照射后的水润湿角。结果表明 :试样表面的钛离子都以 4价的形式存在 ,氧化钛表面易吸附OH-和CO32 - ,氧化钛中n (O)∶n (Ti) =1.90～ 1.97;基片不加热时 ,试样是非晶态 ,升高基片温度 ,薄膜结晶逐渐完善 ,并以锐钛矿形式存在。在相同时间的紫外线照射下 ,非晶TiO2 膜的润湿角从 34°降低到 2 2° ,而结晶完好的试样的润湿角从 18°～ 2 4°降低到 5°     

磁控溅射工艺参数对NdFeB薄膜表面形貌及相结构的影响

本文对直流磁控溅射法制备NdFeB薄膜工艺进行了研究.采用单晶硅为基体材料,在不同的溅射功率、溅射气压、溅射时间等条件下制备薄膜.之后对薄膜进行了SEM、AFM、XRD分析结果表明,NdFeB薄膜沉积速率、表面形貌及相结构与溅射功率、溅射气压、溅射时间密切相关.并根据实验结果给出优化的NdFeB薄膜制备工艺.     

磁控溅射氮化铬和氮化钛薄膜的性能

采用磁控溅射在4Cr5MoSiV热作模具钢表面分别沉积了CrN和TiN薄膜.通过扫描电镜(SEM)和电子能谱(EDS)分析了试样的微观结构和相结构,研究了CrN和TiN薄膜的抗氧化性能,并用压痕法测定了薄膜的力学性能.结果表明,CrN薄膜的高温抗氧化性能和结合强度高于TiN薄膜,但TiN薄膜的韧性比CrN薄膜好.     

直流磁控溅射沉积N-Ti-TiN镀膜耐蚀性能

通过固定N层和Ti N层的沉积时间,改变Ti层沉积时间,在AZ31镁合金表面采用直流磁控溅射技术制备N-Ti-Ti N镀膜,研究镀钛时间对N-Ti-Ti N镀膜的形貌、腐蚀性能的影响。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪等手段分析镀膜的表面形貌和成分,通过动电位极化试验,研究镀膜的耐蚀性。结果表明:改变不同镀钛时间获得的N-Ti-Ti N镀膜的厚度在1~1.4μm之间,镀膜分布均匀,随着镀钛膜沉积时间的增加镀膜的厚度增加,膜间结合性好;与镁合金基体相比,不同镀钛时间的N-Ti-Ti N镀膜均能提高材料的耐蚀性,镀钛时间为20 min的N-Ti-Ti N镀膜的耐蚀性更为优异。     

磁控溅射法制备纳米Cu薄膜及其微结构的研究

采用磁控溅射法制备出以ITO为基底的纯Cu薄膜,考察溅射时间和基底温度等工艺条件对生长Cu薄膜的影响.用电子扫描显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对薄膜的形貌、厚度和结构进行表征.实验结果表明:在一定范围内调控衬底温度和溅射时间,可获得不同形貌、尺寸和厚度的Cu薄膜,所得薄膜的晶体结构为面心立方结构,均沿(111...     

基体偏压对磁控溅射类石墨镀层耐蚀性的影响

对铝合金表面非平衡磁控溅射沉积类石墨镀层,采用极化曲线测试和质量损失方法,分析了镀层的耐蚀性;利用扫描电子显微镜对镀层腐蚀前后的微观形貌进行了观察。结果表明,铝合金表面磁控溅射类石墨镀层由铬打底层和碳工作层组成。镀层组织细小,均匀致密,类石墨镀层可以提高铝合金的耐蚀性。随基体负偏压增大,铝合金试样的耐蚀性增加,当基体为-120 V偏压时,铝合金基体的自腐蚀电位由-0.452 V提高到-0.372 V,腐蚀电流由10.62 m A减小到3.67 m A。在Na Cl溶液中进行浸泡试验后,类石墨镀层仅发生了部分点蚀,可很好地保护铝合金基体。     

Optical and Structural Properties of TiO2 Thin Films Deposited by RF Magnetron Sputtering

Silicon - Titanium dioxide thin films were grown by RF magnetron sputtering. After that, deposited TiO2 films were annealed at 300 °C for 2 h. Having used different oxygen flow rates as a...     

铝合金表面磁控溅射类石墨镀层组织与性能研究

采用非平衡磁控溅射离子镀技术在铝合金表面沉积类石墨镀层。采用原子力显微镜对镀层的微观形貌进行观察,采用划痕附着力测试仪对镀层的膜基临界载荷进行测试,利用维氏显微硬度计和销-盘摩擦磨损试验机对镀层的显微硬度及摩擦系数进行了测试。研究结果表明,基体偏压在-60 V~-120 V范围内,类石墨镀层以岛状方式生长,且随偏压值增大,镀层晶粒和粗糙度减小;随基体偏压值增大,镀层膜基临界载荷逐渐增大,摩擦系数逐渐减小,当基体偏压值为-120 V时,镀层临界载荷为42 N,硬度最高为235 HV0.025,摩擦系数为0.19。磨损机制由粘着磨损和磨粒磨损为主转变为以磨粒磨损为主。     

Orientation Growth and Magnetic Properties of BaM Hexaferrite Films Deposited by Direct Current Magnetron Sputtering

In‐plane c‐axis oriented Ba‐hexaferrite (BaM) thin films were prepared on a‐plane sapphire (Al₂O₃) substrates using direct current (DC) magnetron sputtering followed by ex‐situ annealing. The sputtering atmosphere was found to have a great influence on the stoichiometry, orientation growth, and grain morphology of the as‐prepared BaM films. With moderate oxygen partial pressure during sputtering, in‐plane c‐axis highly oriented BaM films were obtained. The films showed strong magnetic anisotropy with a high hysteresis loop squareness (M_r/M_s of 0.96) along in‐plane easy axis and a low M_r/M_s of 0.05 along in‐plane hard axis. Rocking curves and pole figures were utilized to reveal the epitaxial‐like orientation relationship of the BaM films relative to the sapphire substrates, as well as the orientation growth dispersion of the hexagonal platelet‐shaped grains in BaM films.     

磁控溅射Ta-C-N薄膜摩擦学性能研究

采用磁控溅射法在Si基片上沉积非晶态Ta-C-N薄膜。利用纳米压痕仪表征其纳米硬度和弹性模量;摩擦磨损实验检测其摩擦学性能;光学轮廓仪和扫描电镜观察磨痕形貌。结果表明:Ta-C-N薄膜具有较高的纳米硬度9.45 GPa和弹性模量225.71 GPa,同时具有较低的摩擦系数0.238,磨损率5.94×10-6 mm3.N-1.m-1,磨面较为平整光滑,体现了优越的摩擦磨损性能。     

膜厚对直流反应磁控溅射沉积NiO薄膜的结构与电致变色性能的影响

采用直流反应磁控溅射法在FTO玻璃基片上沉积了不同厚度的氧化镍(NiO)薄膜.用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、台阶仪、紫外可见分光光度计、电化学工作站,研究了NiO薄膜厚度对其微观结构、形貌,以及电致变色性能的影响.结果表明,随着溅射时间增加,NiO薄膜厚度增加,试样的初始态可见光谱透过率逐渐降低,(200)晶面的XRD衍射峰强度逐渐增加;以1 M KOH溶液作为电解质,随着NiO薄膜厚度增加,薄膜电荷储存量逐渐增大.NiO薄膜厚度为920 nm的试样着色效率最高,达到了23.46 cm2/C;80 nm厚度的薄膜试样光学调制幅度最大,波长550 nm处为40.85％.薄膜越厚,着、褪色时间越长;所有试样着色时间均大于褪色时间,80 nm厚度的薄膜试样的着色、褪色时间最快,分别为4.47 s和2.28 s.     

磁控溅射法制备铁氧体薄膜的磁性能研究

采用溶胶-凝胶法制备纳米晶镍锌钴铁氧体/二氧化硅复合粉体,并将该粉体制成靶材.采用磁控溅射法在单晶硅基底和玻璃基底上沉积镍锌钴铁氧体复合薄膜,并对其进行磁性能研究.研究结果表明:镍锌钴铁氧体/二氧化硅复合薄膜具有较好的软磁性能;在相同的溅射条件下,两种基片上的薄膜的矫顽力都较小,但硅基片上薄膜的饱和磁化强度较玻璃基片上的大,软磁性能更好;经后退火处理,薄膜的饱和磁化强度得到明显地提高,软磁性能得到改善.