离子束辅助沉积技术及其进展

本文介绍了离子束辅助沉积技术的基本原理，主要工作特点，设备及主要影响因素。综述了利用该技术在制备各种新型膜层方面研究的新进展。并指出该技术的不足及未来发展方向。     

离子束辅助薄膜沉积

离子束辅助沉积(IBAD)是在气相沉积的同时辅以离子束轰击的薄膜制备方法，可在低温下合成致密、均匀的薄膜。介绍了IBAD技术的概况，列举了具体应用领域，描述了射频ICP离子源辅助电子束蒸发，最后对IBAD的前景加以评论。     

离子束辅助沉积技术在腐蚀与防护中的应用

离子束辅助沉积技术是近年来发展很快的一种表面技术，集气相沉积和离子注入优点于一体，为改善２薄膜     

离子束辅助沉积制备多晶Al_2O_3薄膜

利用电子枪蒸镀 Al_2O_3,同时辅以 Ar 离子轰击的离子束辅助沉积方法(IBAD)制备 Al_2O_3薄膜,并与单纯电子枪蒸镀方法(PVD)制备的薄膜进行了结构和表面形貌的比较。IBAD 法可以得到结构均匀致密的γ-Al_2O_3晶态薄膜,而 PVD 方法仅能得到非晶态疏松的结构。分析结果表明,薄膜沉积过程中,提高离子轰击能量和增加基片加热温度在一定程度上具有相同的效果。     

离子束辅助沉积制备TiO2—Nb2OT氧敏薄膜

采用离子束辅助沉积方法在Ａｌ２Ｏ３陶瓷衬底上制备了ＴｉＯ２－Ｎｂ２Ｏ５的氧敏薄膜。考察了薄膜组分比及退火温度对薄膜氧敏特性和结果的影响。电阻－氧分压特性测试结果表明，纯Ｎｂ２Ｏ５薄膜的氧敏特性优于纯ＴｉＯ２薄膜；掺入少量的Ｔｉ可使Ｎｂ２Ｏ５薄膜的氧敏特性提高，以５ｍｏｌ％ＴｉＯ２掺杂的Ｎｂ２Ｏ５薄膜最佳；     

离子束辅助沉积金红石型氧化钛薄膜的择优取向控制

用惰性气体离子束辅助沉积技术,合成了金红石型氧化钛薄膜。薄膜生长过程中,离子束以４５°角轰击薄膜。通过增加离子原子到达比γ,实现了金石型氧化钛薄膜从择优取向向择优取向的转变。     

用离子束辅助沉积和计算机控制系统制备纳米薄膜复合材料

研制成功了一台计算机控制系统,用来改进用于纳米复合薄膜制备的离子束辅助沉积技术。计算机、石英晶体振荡器和模糊控制器使系统可以准确地调节沉积速率,提高生产效率,确保各种纳米复合薄膜如多层和纳米晶薄膜的质量。     

离子束辅助沉积制备的铁锆多层膜中的相演化

研究了用氩离子束辅助沉积（ＩＢＡＤ）技术制备的铁／锆多层膜中的微结构演化规律。实验中所使用的氩离子能量范围为４ｋｅＶ到１２ｋｅＶ,束流密度为１２μＡ／ｃｍ＾２。实验结果表明,用ＩＢＡＤ技术右在富锆端制备出完全非晶化的薄膜。对于Ｆｅ（０．５４ｎｍ）／Ｚｒ（４．５ｎｍ）多层膜,随Ａｒ离子能量的增加,在薄膜中还观察到晶态－非晶－亚稳ｆｃｃ相－非晶－晶态的结构转变。对于富铁合金膜,ＩＢＡＤ技术仅能制备部分非晶化的薄膜。     

离子束辅助沉积碲化铅薄膜的AFM研究

利用原子力显微镜（AFM）研究了离子束辅助沉积碲化铅（Pblle）薄膜的微观结构和表面形貌。结果表明,传统热蒸发方法制备的碲化铅薄膜呈现出明显的柱状结构,离子束轰击可以显著改变薄膜的微观结构,导致柱状结构的逐渐消失和晶粒的长大。     

离子束辅助磁控溅射低温沉积ITO透明导电薄膜的研究

本文对离子束辅助磁控溅射低温沉积的ITO薄膜进行了研究,重点考察了辅助离子束能量对ITO薄膜的光电性能和晶体结构的影响。结果表明:当A r/O2辅助离子束能量为900 eV左右时能够有效改善ITO薄膜的光电性能,在从非晶到多晶的转变过程中ITO薄膜具有较低的电阻率。在聚碳酸酯(PC)基片上制备了平均可见光透过率81.0%、电阻率为5.668×10-4ohm cm、结构致密且附着力良好的ITO薄膜,基片无变形。     

离子束辅助沉积制备TaN薄膜的X射线衍射分析

利用离子束辅助沉积技术制备ＴａＮ薄膜，并对其进行Ｘ射线衍射分析，掠入射的Ｘ射线衍射分析得出：离子束辅助沉积制备的ＴａＮ薄膜胆面心立方结构，晶格常数α为０．４４０５ｎｍ。根据Ｘ射线衍射分析，用屈服强度表征有ＴａＮ薄膜的显微硬度为１６－２０ＧＰａ，与文献上报道的显微硬度值接近。     

离子束辅助沉积技术制备非晶合金薄膜

本阐述了用离子束辅助沉积（IBAD）技术制备非晶合金薄膜的基本思路，介绍了本研究组在二元合金系统里制备和非晶和亚稳晶相的研究结果，研究发现，在所选的几个系统里采用IBAD技术均实现了非晶化，还发现了某些新相形成和相溶化现象，表现出与多层膜离子束混合（IM）不同的相形成规律，二元系统的形成热、组元金属的晶体结构和辅助离子束的能量对相的形成的均有重要的影响，这些研究表明IBAD技术在二元合金系统中制备与研究非晶合金薄膜以及亚稳晶态薄膜方面具有很大的应用前景和理论意义。     

离子束辅助脉冲激光沉积硼碳氮薄膜

以烧结B4C为靶材料、在氮离子束辅助下用脉冲激光沉积方法制备了三元化合物硼碳氮（BCN）薄膜.用X光电子谱和傅立叶变换红外谱方法表征了制备的薄膜.结果表明,膜层中包含B-C、N-C、B-N键等复合结构,以B-C-N原子杂化的形式结合成键,而并非各种成分的简单混合.还探讨了成膜过程和相关机理,离子束中的活性氮有效地和脉冲激光对B4C靶烧蚀产生的硼和碳结合成键,氮离子束的辅助还能在一定程度上抑制氧杂质进入膜层,给衬底适当加温有利于提高氮的含量并影响薄膜的化学结构.     

Tc4钛合金上离子束辅助沉积TiCxNy膜的微结构与机械性质研究

利用离子束辅助沉积技术在Ｔｃ４钛合金基体上制备了ＴｉＣｘＮｙ膜，ＴＥＭ观察揭示膜呈多晶结构，具有（１１１），（２００）和（２２０）择优取向，ＡＥＳ和ＸＰＳ分析证实ＴｉＣｘＮｙ膜呈含氧配置。膜的硬度和摩擦特性与Ｎ含量有关，Ｎ的含量过高，其硬度与摩擦特性均会下降。     

离子束辅助沉积设备的研制

本文介绍了离子束辅助沉积设备的结构、工作原理、设备性能以及工艺试验初步。     

离子束辅助沉积制备多晶Al2O3薄膜

利用电子枪蒸镀Ａｌ２Ｏ３，同时辅以Ａｒ离子轰击的离子束辅助沉积方法（ＩＢＡＤ）制备Ａｌ２Ｏ３薄膜，并与单纯电子枪蒸镀方法（ＰＶＤ）制备的薄膜进行了结构和表面形貌的比较，ＩＢＡＤ法可以得到结构均匀致密的γ－Ａｌ２Ｏ３晶态薄膜，而ＰＶＤ９方法仅能得到非晶态疏松的结构，分析结果表明，薄膜沉积过程中，提高离子轰击能量和增加基片加热温度在一定程度上具有相同的效果。     

离子束辅助沉积改善铝薄膜的取向生长

高性能的铝薄膜因具有低的声阻抗而广泛应用于声表面波器件的制备.本文运用Ar离子束辅助沉积技术,在64°Y-X切向的铌酸锂基片上成功的制备出(111)高度取向的铝薄膜,并研究了Ar离子魄注入角度对薄膜的织构形成的影响.结果表明,薄膜织构度对辅助离子束入射角度非常敏感,在辅助离子束入射角为35°时,薄膜(111)织构最强,电阻率最小,附着力最好,适合于声表面波器件中的应用.     

离子束辅助沉积和真空退火对硫化锌薄膜应力的影响

在硅基底上用电子束蒸发方法制备了硫化锌薄膜.通过XRD和薄膜应力测试仪研究了离子束辅助沉积和真空退火对硫化锌薄膜应力的影响规律.结果表明,未采用离子辅助技术制备的硫化锌薄膜为压应力,平均应力值为110.6 MPa,当采用离子束辅助工艺时硫化锌薄膜的压应力增加了62.3MPa.真空退火使硫化锌薄膜的平均应力大约降低了二分之一.硫化锌薄膜的微观结构变化是影响薄膜应力的主要因素.