金刚石薄膜的表面金属化及与Ti薄膜的界面扩散反应的AES研究

利用磁控溅射的方法在金刚石薄膜表面沉积了２５０ｎｍ厚的金属Ｔｉ层,通过３００￣６００℃的真空热处理,促进了Ｔｉ与金刚石之间的界面扩散反应。利用俄歇电子能谱研究了Ｔｉ／金刚石薄膜界面的结合状态,发现在界面上形成了Ｔｉ的碳化物。并发现Ｔｉ与金刚石薄膜发生了大幅度的界面扩散反应,Ｔｉ元素渗入金刚石层达６００ｎｍ,促进了Ｔｉ与金刚石之间形成良好的化学结合,为获得高性能的金刚石切削工具提供了可能。界面扩散反     

Cr/SiO_2界面还原反应研究

利用俄歇电子能谱研究了Cr／SiO2薄膜在热处理过程中的界面扩散反应机理、界面反应动力学过程及界面反应产物。研究结果表明，Cr／SiO2体系的界面还原反应主要是Cr与SiO2的反应，其还原反应产物是CrSix和Cr2O3物种。界面还原反应的速度与反应时间的平方根成正比，其界面还原反应过程受Cr向SiO2层的扩散过程所控制，界面还原反应的表观活化能为72．5kJ／mol（约0．75eV）。     

Cr／SiO2界面还原反应研究

利用俄歇电子能谱研究了Ｃｒ／ＳｉＯ２薄膜在热处理过程中的界面扩散反应机理、界面反应动力学过程及界面反庆产物。研究结果表明，Ｃｒ／ＳｉＯ２体系的界面还原反应主要是Ｃｒ与Ｓｉ２的反应，其还原反应产物是ＣｒＳｉ和Ｃｒ２Ｏ２物种。界面还原反 速度与反应时间的平方根成正比，其界面还原反应过程受Ｃｒ向Ｓｉ２层的扩散过程所控制，界面还原反应的表观活化能力为７２．５ｋＪ／ｍｏｌ（约０．７５ｅＶ）。     

Ti/Si(100)体系界面扩散反应动力学研究

采用移动边界条件下扩散问题的处理方法，综合界面反应和扩散两个过程对界面硅化物形成的影响，建立起Ti／Si（100）界面扩散反应动力学理论模型，并拟合快速热退火处理后试样界面Auger深度分析谱，得到Ti，Si在相应界质中扩散系数和表现反应活化能。研究结果表明，Ti／Si体系界面TiSi2生成经历了一个由反应动力学控制到扩散控制的过渡。Si从其晶格中解离并扩散到Ti／TiSi2界面是制约扩散过程的关键因素。     

基于真空热压扩散法的金刚石/Ti界面生成机制

采用真空热压扩散法在聚晶金刚石表面制备Ti层,探究金刚石表面金属化过程中的界面生成机制。利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪,分析了钛层的表面形貌、界面结构和界面间的物相组成,采用能谱仪对界面进行了元素分析,计算了聚晶金刚石与Ti层之间界面的扩散带宽度及生成TiC的化学反应吉布斯自由能变。研究结果表明:在聚晶金刚石表面形成了平整、致密的Ti层,在聚晶金刚石与Ti层界面之间存在C、Ti和Co元素的扩散,在结合界面处产生了一定宽度的元素扩散带,同时在金刚石表面生成了点状TiC。真空热压扩散法实现了金刚石与Ti层的化学结合,可以提高金刚石与Ti层的结合强度。     

金刚石表面金属化的研究现状

主要介绍了金刚石表面金属化的原理、模型;金刚石表面金属化的几种制备方法:化学镀加电镀、真空镀、盐浴镀以及各种方法的优缺点,并综述了国内外金刚石表面金属化的研究进展;同时归纳总结了金刚石表面金属化的表征方法.     

反应磁控溅射制备氮化钽扩散阻挡层的研究

采用反应磁控溅射在硅衬底上制备了TaN薄膜,研究了氮分压、溅射功率及衬底温度对薄膜晶体结构、表面形貌和电学性能的影响。结果表明,晶体结构随工艺参数的改变发生变化,GIXRD图谱衍射峰强度随溅射功率和衬底温度的增加而增强,氮气分压的增加使择优取向向(111)晶面偏移;TaN薄膜的表面形貌与溅射功率和氮气分压密切相关,与衬底温度的关系不大,其粗糙度随溅射功率的增加而增大,随氮气分压的增加而减小;TaN薄膜的方块电阻随溅射功率的增加逐渐减小,随氮气分压的增加逐渐增大,温度对方块电阻的影响不大;对Cu/TaN/Si互联体系热处理后发现TaN薄膜具有优异的阻挡性能,在600℃时依然可有效阻止Cu向Si的扩散。     

脉冲激光诱导液—固界面反应制备金刚石纳米晶

采用液体水中激光熔蚀固体石墨靶的方法,制成晶形较好的六方金刚石相和立方金刚石,还观察到一种柱状纳米金刚石晶体。     

SiC/Fe-Cr合金界面反应的研究

使用ＸＲＤ、ＥＭＰＡ和 ＳＥＭ等对 ９００～１１５０℃高温处理后的ＳｉＣ／Ｆｅ－２０Ｃｒ合金界面反应区的显微结构和反应动力学进行了研究．界面反应区分为ＳｉＣ反应区和金属反应区两部分：ＳｉＣ反应区由组成为Ｆｅ_３Ｓｉ、Ｃｒ_３Ｓｉ和Ｃｒ_７Ｃ_３的白亮基体和其间随机分布的细小石墨颗粒构成;金后反应区则是一个由（Ｃｒ;Ｆｅ）_７Ｃ_３构成的均匀组织。ＳｉＣ／Ｆｅ－２０Ｃｒ合金界面反应为扩散控制,反应动力学方程为 Ｋ＝１．９×１０^－４ｅｘｐ（(－２３５×１０^３)／ＲＴ）ｍ^２·ｓ^－１．金属反应区介于ＳｉＣ反应区和合金之间,阻挡合金中的Ｆｅ原子通过它向ＳｉＣ反应区中扩散,抑制界面反应,这种作用随合金中Ｃｒ含量的增加而加强．     

BaTiO3/Si界面扩散与控制方法研究

利用激光分子束外延（LMBE）方法在Si（100）基片上直接生长BaTiO3（BTO）铁电薄膜。通过俄歇电子能谱（AES），X光电子能谱（XPS）等分析手段系统研究了在Si基片上直接生长BTO铁电薄膜过程中的界面扩散现象。根据研究得到的BTO／Si界面扩散规律，采用一种新型的“温度梯度调制生长方法”减小、抑制BTO／Si界面互扩散行为，实现了BTO铁电薄膜在Si基片上的选择性择优定向生长，为在Si基片上制备具有原子级平整度的择优单一取向的BTO铁电薄膜奠定了基础。     

Cr、Ni元素对Fe3 Al/钢扩散焊界面组织结构的影响

采用扫描电镜和透射电镜分析比较了相同工艺条件下获得的Fe3 Al/Q235及Fe3 Al/Cr18-Ni8扩散焊界面的组织结构,研究了Cr、Ni元素对Fe3 Al/钢扩散焊界面组织结构的影响.研究表明:Cr、Ni的扩散有利于促进Fe3 Al与钢中Fe、A1元素的扩散结合,使Fe3 Al/Cr18-Ni8扩散焊界面过渡区的宽度较Fe3 Al/Q235界面过渡区大;并且Fe3 Al/Cr18-Ni8扩散焊界面过渡区新形成的Fe3 Al上弥散分布有含Cr、Ni的第二相,使Fe3A1出现了具有不同间距的位错对,甚至位错缠结现象,有利于提高Fe3 Al/钢扩散焊界面的结合强度.     

镁含量和硅对铁-锌铝镁合金固-液扩散偶中Fe-Al反应层的影响

在热浸镀锌中,铁基表面Fe-Al化合物层的形成会影响镀层的生长和质量。将Fe/(Zn-11%Al-3%Mg)和Fe/(Zn-11%Al-x%Mg-0.2%Si)扩散偶在600℃下进行25min的固-液扩散实验,利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)研究了镁含量和硅对铁-锌铝镁合金固-液界面Fe-Al合金层形成的影响。结果表明,Fe/(Zn-11%Al-3%Mg)固-液扩散偶反应层由FeAl3和Fe2Al5相层组成;随着Mg含量的增加,Fe/(Zn-11%Al-x%Mg-0.2%Si)扩散偶中反应层的厚度呈现先增加后减少再增加的变化趋势,当镁含量为3%时反应层厚度最薄;Fe/(Zn-11%Al-3%Mg)扩散偶中Fe-Al反应层的平均厚度比Fe/(Zn-11%Al-3%Mg-0.2%Si)扩散偶中反应层的厚度大60μm,证明Si元素起到抑制Fe-Al反应层形成的作用。研究结果为解释Super Dyma合金镀层中不形成明显的Fe-Al抑制层提供了实验依据。     

材料表面和界面化学状态的俄歇化学效应研究

本文运用俄歇化学效应研究了三种纳米薄膜材料的表面,膜层及界面元素的化学状态。研究结果表明用作可燃气体传感器的氧化锡气敏薄膜在离子注Ｓｂ层中以ＳｂＳｎｏ＿ｘ物种存在,在无Ｓｂ层中则以Ｓｎｏｘ（ｘ＜１）形式存在。高能离子注入的金属Ｓｂ也以ＳｂＳｎＯｘ物种存在。具有太阳能选择性吸收功能的氮化铝薄膜则以ＡｌＮ＿ｘＯ＿ｙ物相存在。而ＡＰＣＶＤ法制备的氮化硅薄膜热氧化不稳定的本质则是由于成膜过程中在膜层中包埋了活性较强的自由硅,该自由Ｓｉ容易和热处理气氛中的残余氧反应,从而促进了Ｓｉ＿３Ｎ＿４簿膜层的氧化。     

用表面偏析法研究磷原子在Ni_(84)P_(16)非晶合金中的扩散

用 AES 原位加热的方法研究了 Ni_(84)P_(16)非晶合金中磷原子的表面偏析现象。在实验温度范围内,磷向自由表面的偏析是由体扩散控制的,表面浓度 C_S 随退火时间 t 的变化符合 Hoffmann—Erlewein关系(H—E关系)。在250—350℃温区内,磷原子单独向表面偏析,扩散系数 D 位于1.1×10~(-24)—9.0×10~(-22)m~2s~(-1)之间,D 与 T 符合 Arrhenius 关系,其中指数前因子 D_0=2.81×10~(-6)m~2s~_(-1),扩散激活能E_0=1.70eV。在380℃退火时,晶化产生的晶界加速 P 偏析,同时促进 Ni 向自由表面扩散。     

ZnS窗口上过渡层的研究

研究采用ＡｌＮ为过渡层在ＺｎＳ红外光学窗口材料上进行金刚石膜保护。还对膜进行结构分析和光学测试。     

N2、Ar气体对磁控溅射沉积掩膜铬膜性能的影响

研究了真空直流磁控溅射下分别充N2、Ar气体对铬版成膜性能的影响,对两种膜层光密度、厚度、表面微结构形貌以及成分进行测试分析,膜层成分分析表明这两种气体仅充当了工作气体;综合研究结果表明:在相同条件时,经两种气体作用的膜层其光密度出现很大差异的主要原因是由于气体的不同质量引起膜层沉积速率的不同,本文研究结果对制取预定光密度和良好蚀刻线条边缘的铬版具有非常重要的实用价值.