新型磁控溅射法合成C_3N_4/TiN复合膜

本工作采用在封闭型非平衡磁场ｄｃ磁控溅射系统中增加对阴极的方法制备Ｃ３Ｎ４／ＴｉＮ复合交替膜，用获得的ＴｉＮ对进行Ｃ３Ｎ４强迫晶化，Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）和电子衍射（ＴＥＤ）分析表明生成了立方氮化碳（ｃ－Ｃ３Ｎ４）。交替膜的界面处有ＴｉＣ的生成。     

非平衡磁控溅射沉积TiN/Ti-O复合薄膜机械性能研究

本文利用非平衡磁控溅射设备,采用四种不同的TiN到Ti-O的过渡方式,在Si(100)和Ti6A14V基体上制备了TiN/Ti-O薄膜.采用X射线衍射(XRD)分析薄膜的结构;使用AMBIOSXP-2台阶仪检测薄膜应力;利用XDl000B knoop型显微硬度仪、瑞士CSEM销盘摩擦磨损实验机、WS-97系统划痕实验机对薄膜的力学性能进行检测.结果表明,在钛合金表面制备TiN薄膜后,逐渐降低N2流量至0 sccm,沉积一层Ti膜,再用逐渐通入O2制备Ti-O薄膜的工艺制备的TiN/Ti-N/Ti/Ti-O薄膜具有较好的力学性能.     

阳极线性离子源辅助磁控溅射沉积氮化钛薄膜的研究

采用阳极线性离子源辅助磁控溅射技术,通过改变氮气流量以及离子源功率,在低温(150℃)条件下以不锈钢为基体制备了氮化钛薄膜.采用X射线衍射技术、显微硬度计、球盘式摩擦磨损仪、压痕法研究了薄膜的结构、硬度、耐磨性和结合强度,结果表明,采用阳极线性离子源辅助磁控溅射法在150℃低温条件下能制备出具有良好特性的金黄色的氮化钛薄膜.当氮气流量为20sccm、离子源功率为300W时,制备的薄膜硬度达到2039HV,且薄膜的耐磨性与结合强度最佳.离子的轰击作用使薄膜的力学性能得到了较大改善.     

掠射角溅射沉积纳米结构氧化钨薄膜

采用掠射角反应磁控溅射法在室温下沉积了纳米结构氧化钨(WO₃)薄膜, 并对薄膜进行热处理。利用场发射扫描电镜(FE-SEM)和X射线衍射仪(XRD)对氧化钨薄膜的形貌和结构进行了表征。当掠射角度为80°时, 采用直流电源沉积的氧化钨薄膜具有纳米斜柱状结构, 而采用脉冲直流电源沉积的薄膜呈现纳米孔结构。纳米薄膜经450℃热处理3 h后, 纳米斜柱彼此连接, 失去规整结构, 而纳米孔结构的孔尺寸变大。XRD分析表明室温沉积的氧化钨薄膜具有无定形结构, 经450℃热处理1 h后, 转变为单斜晶相。具有纳米斜柱状或纳米孔结构氧化钨薄膜的光学调制幅度在波长600 nm时达到60%, 且电致变色性能可逆。     

磁控溅射Cu-W薄膜的组织与结构

采用双靶磁控溅射共沉积方法制备Cu-W薄膜,其微观结构及形貌通过XRD、TEM和SEM方法测试,结果表明,Cu-W薄膜是由Cu固溶于W或W固溶于Cu的亚稳态固溶体组成,且随着W含量的增加,Cu-W薄膜依次形成面心立方fee结构的Cu基亚稳固溶体、fee和bee结构固溶体的双相区以及体心立方bee结构的W基亚稳固溶体,晶粒尺寸随溶质原子含量的增加而减小.这些亚稳固溶体的形成是由于溅射出的原子动能足以克服Cu、W固溶所需的混合热.以及溅射过程中粒子的纳米化和成膜过程中引入的大量缺陷造成的.     

TiSiN-Ag磁控溅射薄膜的微结构和性能

为了研究Ag元素对Ti Si N薄膜结构及性能的影响,通过磁控溅射法制备了不同Ag含量的Ti Si N-Ag薄膜,采用EDS,XRD,XPS,TEM,CSM纳米压痕仪,UMT-2摩擦磨损仪和BRUKER三维形貌仪对薄膜的成分、微结构、力学性能和摩擦磨损性能进行了研究。结果表明:Ti Si N-Ag薄膜是由面心立方Ti N相、非晶Si3N4相和面心立方单质Ag相组成,单质Ag相的存在阻碍Ti N晶粒的生长;随Ag原子分数的增加,单质Ag相增加,导致Ti Si NAg薄膜的硬度和弹性模量逐渐下降;单质Ag相具有润滑作用,使薄膜硬度降低,磨痕中的硬质颗粒减少,摩擦系数从0.70降至0.39,磨损率也逐渐降低。     

等离子体源增强磁控溅射沉积Al2O3薄膜研究

采用电子回旋共振微波等离子体源增强磁控溅射沉积氧化铝薄膜.X射线光电子谱和X射线衍射分析表明,在600℃沉积温度下,Si（100）基片上获得了亚稳的具有化学计量配比成分、面心立方结构的γ-Al₂O₃薄膜.薄膜的折射率为1.7,与稳定的α-Al₂O₃体材料相当.     

磁控溅射制备Al-Cu-Fe薄膜不同溅射时间的生长行为

采用磁控溅射法在硅基材上制备了Al-Cu-Fe薄膜,采用原子力显微镜(AFM)和X射线衍射仪(XRD)研究了不同溅射时间下Al-Cu-Fe薄膜的生长行为。结果表明,随着溅射时间的延长,Al-Cu-Fe薄膜的β晶相的衍射峰半峰宽逐渐减小,而λ晶相的衍射峰半峰宽则逐渐增大。Al-Cu-Fe薄膜的生长依次经历了小岛形核阶段、小岛结合阶段、连续薄膜阶段、晶粒长大阶段等4个阶段。另外,随着溅射时间的延长,Al-Cu-Fe薄膜的粗糙度呈现出先增大后减小的趋势。     

磁控溅射SiC薄膜及其电学特性研究

本文用磁控溅射法(RMS)制备了SiC非晶薄膜,并对其进行了退火处理。用AFM观察了薄膜的表面形貌,测量了薄膜的厚度、方块电阻和电阻-温度曲线,对其导电机理进行了分析。结果表明:薄膜表面平整、结构紧凑;退火处理前后电阻R和温度T均满足表达式lnR∝ΔW/kT,电子激活能ΔW的变化范围为0.0142 eV~0.0185 eV,分析推断确定在25℃至250℃其导电机理为定域态间近程跳跃电导;退火前后薄膜的电子激活能和电阻率有相同的变化趋势,均随退火温度的升高而增大,这为薄膜的导电机理和激活能随退火温度变化趋势的正确性提供了有力的证据。     

磁控溅射法制备的CdS:Al薄膜的性质研究

采用Al和CdS双靶共溅射的方法, 调控Al和CdS源的沉积速率, 制备出不同Al掺杂浓度的CdS:Al薄膜。通过XRD、SEM、AFM、紫外-可见透射光谱分析、常温霍尔测试对CdS: Al薄膜的结构、形貌、光学和电学性质进行表征。XRD结果表明, 不同Al掺杂浓度的CdS:Al薄膜均为六方纤锌矿结构的多晶薄膜, 并且在(002)方向择优生长。SEM和AFM结果表明, CdS:Al薄膜的表面均匀致密, 表面粗糙度随着Al掺杂浓度的增加略有增加。紫外-可见透射光谱分析表明, CdS:Al薄膜禁带宽度在2.42~2.46 eV 之间, 随着Al掺杂浓度的增加而略微减小。常温霍尔测试结果证明, 掺Al对CdS薄膜的电学性质影响显著, 掺Al原子浓度3.8%以上的CdS薄膜, 载流子浓度增加了3个数量级, 电阻率下降了3个数量级。掺Al后的CdS薄膜n型更强, 有利于与CdTe形成更强的内建场, 从而提高太阳电池效率。用溅射方法制备的CdS:Al薄膜的性质适合用作CdTe薄膜太阳电池的窗口层。