磁控溅射制备纳米厚度连续金膜

研究了磁控溅射工艺参数对Au膜生长速率、表面粗糙度和微观结构的影响。结果表明:当溅射功率低于200W时,溅射功率对薄膜表面粗糙度、微观结构的影响不明显。标定了溅射功率为20W条件下的Au膜生长速率,观察了Au的生长过程,在Si基底沉积的Au为岛状(Volver-Weber)生长模式,Au膜厚度为8nm时,薄膜开始连续。晶粒尺寸与薄膜厚度的关系研究结果表明:在生长初期,晶粒尺寸随厚度线性增大;随后,晶粒尺寸增速变缓,直至停滞;趋于70nm时,新晶粒形成取代晶粒长大。     

W/BDD薄膜电极制备及其电化学性能

<正>利用化学气相沉积法(CVD)研制了一种钨基硼掺杂金刚石(W/BDD)薄膜电极,通过扫描电镜(SEM)和拉曼(Raman)光谱考察了钨基硼掺杂金刚石薄膜电极的性质(图1、2),利用循环伏安法和方波伏安法测定了其在LiCl-KCl熔盐中的电化学窗口和电化学性能,并长时间进行了考验。结果表明,研制的W/BDD薄膜电极表面的硼掺杂金刚石膜表面的金刚石颗粒生长致密,且连续分布,晶粒的尺寸在μm级。电极表面薄膜主要以金     

直流磁控溅射钛及钛合金薄膜的性能研究

用直流磁控溅射的方法在Si及Mo基片上制取Ti及其Ti合金薄膜。研究了基片温度等镀膜工艺参数对薄膜性能的影响,并用XPS、XRD、SEM分析薄膜的化学组成和结构特征,对薄膜的生长模式进行分析。结果表明,合金的加入降低了晶粒尺寸;升高温度可增大薄膜晶粒尺寸,改善薄膜结合能力;合金膜的成分与靶材基本一致。     

纳米晶钛薄膜的制备及结构分析

采用磁控溅射和离子镀膜工艺在Mo基片上制备了具有不同晶粒尺寸的纯Ti薄膜,并利用X光衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)分析和观察了两类Ti膜的结构和形貌.实验结果显示:与溅射镀膜相比,离子镀膜的晶粒择优取向程度略低,Ti膜与基片结合较好;较高的基片温度有利于提高膜的致密程度,并降低膜的晶粒择优取向程序.     

高质量类金刚石薄膜的制备与性能分析

采用直流/射频耦合磁控溅射法在Si(100)衬底上成功制备出类金刚石(DLC)薄膜。利用Raman光谱仪、X射线光电子能谱仪表征不同射频功率下所制备薄膜的化学结构,讨论射频功率对薄膜化学结构的影响。采用X射线小角反射法表征薄膜的质量密度,利用曲率弯曲法表征薄膜的残余内应力,采用扫描电镜和原子力显微镜表征所制备薄膜的表面形貌与粗糙度。研究表明:薄膜中sp3键的含量随着射频功率的增加而呈现出先增大后减小的趋势,且在射频功率为40 W时达到最大值45.6%。随着射频功率的增加,薄膜的表面粗糙度呈现出先减小后增大的趋势,当射频功率为40 W时薄膜的表面粗糙度最小,为1.6 nm。直流/射频耦合磁控溅射法在不同射频功率下制备出的薄膜,其内应力均低于1.0 GPa,薄膜质量密度的变化范围为2.26~2.44 g/cm~3,有望成功制备出内应力低、密度高的高质量DLC薄膜。     

热处理过程对状态方程靶用纯铁薄膜微结构的影响

铁薄膜是目前激光状态方程实验研究中重要的目标材料,掌握其微观结构对于建立精密化制靶工艺及明确样品初始物理状态均具有基础性意义。将冷轧态纯铁薄膜进行不同温度下的真空热处理,采用X射线衍射仪、扫描电镜及金相显微镜等仪器对样品的微晶尺寸及微畸变、晶粒大小及取向、宏观残余应力等微观结构参数进行表征,研究了其微观结构的变化规律。结果显示,550℃以内样品结构变化以回复为主,表现为微晶长大、残余应力持续减小而晶粒形态及取向不变;550℃以上发生再结晶及晶粒长大,形成微米尺度的等轴晶,且结晶取向明显变化;各样品均未发生晶粒异常长大现象。     

纳米晶Al的快中子辐照效应研究

采用真空热压技术将自悬浮定向流法制得的纳米Al粉压制成平均晶粒尺寸约为120nm的块体,并对其进行了注量为1.9×1012~7.2×1014 cm-2的快中子(E1 MeV)辐照。通过X射线衍射(XRD)分析、扫描电子显微镜与能谱(SEM-EDS)分析和显微硬度测试研究了快中子辐照对纳米晶Al的微观结构和显微硬度的影响。研究结果表明:快中子辐照同时造成了纳米晶Al的平均晶粒尺寸增大和显微硬度提高。随快中子辐照注量的增大,纳米晶Al的平均晶粒尺寸和显微硬度分别增大了2.09%~9.09%和3.54%~4.37%。纳米晶Al的平均晶粒尺寸的增长率随快中子注量的增加而增大。     

分次硅离子注入再结晶多晶硅薄膜

本文提出了用分次硅离子注入再结晶法来处理多晶硅薄膜,并用透射电镜(TEM)和X射线衍射技术观察分析了处理后的多晶硅薄膜的晶粒尺寸和薄膜组成结构。结果表明:分次注入法确实有助于获得晶粒尺寸。大,同时晶粒晶向一致性好的多晶硅薄膜。     

用ECR多极场等离子体在室温基片上制备的具有C轴取向的ZnO薄膜

使用2.45GHz,TE_(10)模式的微波在由Nd-Fe-B永久磁钢形成的多极磁场中产生了ECRM等离子体。利用这种等离子体通过反应溅射法在室温基片上制备了具有C轴取向的ZnO薄膜。等离子体的轴向分布依赖于等离子体腔室中的磁场形态。XRD,TEM和SEM的分析表明,淀积的ZnO薄膜的晶粒尺寸为nm量级,致密而又平滑,具有良好的C轴取向度。     

用ECR多极场等离子体在室温基片上制备的具有C轴取向的ZnO薄膜

使用2.45GHz,TE_(10)模式的微波在由Nd-Fe-B永久磁钢形成的多极磁场中产生了E-CRM等离子体。利用这种等离子体通过反应溅射法在室温基片上制备了具有C轴取向的ZnO薄膜。等离子体的轴向分布依赖于等离子体腔室中的磁场形态。XRD,TEM和SEM的分析表明,淀积的ZnO薄膜的晶粒尺寸为nm量级,致密而又平滑,具有良好的C轴取向度。     

合金化对溅射Ti膜材结构和力学性能的影响

研究了直流磁控溅射Ti、TiMo、TiMoY及TiMoYAl薄膜的形貌、结构和力学性能,探讨了合金化对Ti膜的影响。结果表明,合金化使Ti膜由α相结构转变为α+β双相结构,改变了薄膜的择优取向,降低了薄膜表面粗糙度,并改善了薄膜的力学性能。     

退火对直流磁控溅射铬膜附着性的影响

为了利用铬膜改善锆的抗腐蚀性，研究了退火对Zr-2基体上制备的直流磁控溅射铬膜附着性的影响，使用扫描电镜（SEM）观察了界面形貌及锆，铬的界面的分布，用X－射线衍射仪（XRD）分析了膜层的组成，用划痕法测定了铬膜的附着，结果表明，锆／铬界面结合良好，边界可见；与现有文献比较，获得的铬膜附着性好――均超过20N；溅射后退火使Zr-Cr界面更像扩散界面，但X－射线衍射结果未发现有界面反应产物；退火提高铬膜与Zr-2基体的附着性约50％，扩散际着附着性增加的主要因素。     

Characterization of structure and distortion in the manganese ions implanted TiO2 thin films

TiO₂ thin films were prepared by direct current magnetron sputtering on glass substrates, and then implanted by manganese ions, and finally annealed at different temperatures. They are identified as an anatase structure by XRD, and crystallization of the films is better and better as the annealing temperature increases. SEM images are shown that the grain size of the films will grow big and big with annealing temperature increasing. The EDX measurement indicated that the concentration of manganese was about 4.68%. The HRTEM was used to analyze the fine anatase structure of the Mn-TiO₂ composite film, and edge dislocations were further found in the HRTEM image, which could be attributed to the manganese ions implantation effect.     

金属铀表面非平衡磁控溅射CrNx薄膜的XPS分析与腐蚀性能

金属铀的化学性质十分活泼,极易发生氧化腐蚀。为改善基体的抗腐蚀性能,采用非平衡磁控溅射离子镀技术在金属铀表面制备CrN_x薄膜。采用X射线衍射和X射线光电子能谱研究薄膜表面的物相结构和元素成分分布,采用极化曲线研究薄膜的抗腐蚀性能。结果表明,CrN_x薄膜具有较好的致密性和抗腐蚀性能。当氮分压较小时,生成的薄膜为Cr+CrN+Cr₂N混合相。在金属铀表面制备1层CrN_x薄膜后,其腐蚀电位增大约465 mV,腐蚀电流密度明显降低,有效改善了贫铀表面的抗腐蚀性能。     

Reactive DC Magnetron Sputter Deposited Titanium-Copper-Nitrogen Nano-Composite Thin Films with an Argon/Nitrogen Gas Mixture

A sintered Ti13Cu87 target was sputtered by reactive direct current (DC) magnetron sputtering with a gas mixture of argon/nitrogen for different sputtering powers. Titanium-copper-nitrogen thin films were deposited on Si (111), glass slide and potassium bromide (KBr) substrates. Phase analysis and structural properties of titanium-copper-nitrogen thin films were studied by X-ray diffraction (XRD). The chemical bonding was characterized by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. The results from XRD show that the observed phases are nano-crystallite cubic anti rhenium oxide (anti ReO3) structures of titanium doped Cu3N (Ti:Cu3N) and nano-crystallite face centered cubic (fcc) structures of copper. Scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM/EDX) were used to determine the film morphology and atomic titanium/copper ratio, respectively. The films possess continuous and agglomerated structure with an atomic titanium/copper ratio ( 0.07) below that of the original target ( 0.15). The transmittance spectra of the composite films were measured in the range of 360 to 1100 nm. Film thickness, refractive index and extinction coefficient were extracted from the measured transmittance using a reverse engineering method. In the visible range, the higher absorption coefficient of the films prepared at lower sputtering power indicates more nitrification in comparison to those prepared at higher sputtering power. This is consistent with the formation of larger Ti:Cu3N crystallites at lower sputtering power. The deposition rate vs. sputtering power shows an abrupt transition from metallic mode to poisoned mode. A complicated behavior of the films’ resistivity upon sputtering power is shown.     

磁控溅射制备金属铀膜

研究了通过磁控溅射方法制备高纯金属铀膜的可行性。采用X射线衍射（XRD）、俄歇电子能谱（AES）、扫描电镜（SEM）、表面轮廓仪分析了沉积在单晶硅或金基材上铀薄膜的微观结构、成分、界面结构及厚度、表面形貌和表面粗糙度。分析结果表明：磁控溅射制备的铀薄膜为纯金属态,氧含量和其它杂质含量均低于俄歇电子能谱仪的探测下限;溅射沉积的铀镀层与铝镀层之间存在界面作用,两者相互扩散并形成合金相,扩散层厚度约为10nm。铀薄膜厚度可达微米级,表面光洁,均方根（RMS）粗糙度优于15nm。     

硼缓冲注入层对氮化硼薄膜生长的影响

采用射频磁控溅射法在注硼的硅和高速钢基体上沉积制备c-BN薄膜,采用红外光谱(Infrared spectra,IR)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectrum,XPS)和原子力显微镜(Atomicforce microscopy, AFM)等分析方法对沉积的薄膜进行了表征分析.实验结果表明:硅基体上离子注硼有利于c-BN薄膜内应力的降低;合适的注硼量注入高速钢基体有利于c-BN的生成和薄膜内应力的降低.AFM分析表明,注硼处理的高速钢基体上沉积的薄膜表面形貌平整,结晶性较好.此外也采用XPS方法对硅和高速钢基体硼过渡层进行了成分与组织结构分析,探索研究了硼缓冲层对c-BN薄膜生长的影响.