磁控溅射制备ZnO缓冲层薄膜的微观结构和光学性能

研究了衬底温度、溅射气压对磁控溅射沉积ZnO缓冲层薄膜的微观结构、表面形貌和光学性能的影响。结果表明,衬底温度、溅射气压对ZnO缓冲层薄膜表面形貌、晶粒尺寸、禁带宽度和光学透过率等有较大影响。综合分析得出最佳的制备ZnO缓冲层薄膜的工艺为250℃、0.6 Pa。在此工艺下制备的ZnO缓冲层薄膜具有很好的ZnO(002)面c轴择优取向,结构致密、尺寸均匀,禁带宽度为3.24 eV,可见光平均透过率为86.93%,符合作CIGS太阳能电池缓冲层的要求。     

NiCr-NiSi传感器薄膜附着力测试与分析

采用磁控溅射法制备NiCr-NiSi薄膜,以溅射功率、溅射时间、溅射气压及基片负偏压作为四因素进行正交试验,制备了9种性能不同的NiCr-NiSi薄膜热电偶测温刀头,对每片测温刀头上薄膜与刀体之间的附着力进行了测试,并对测试结果进行了极差分析。分析结果表明:在4个溅射因素当中,基片负偏压是影响薄膜附着力大小的最主要因素,在一定范围内,增大基片的负偏压值可提高薄膜的附着力。验证试验表明,NiCr薄膜溅射参数为溅射功率90W、溅射时间30min、溅射气压0.45Pa、基片偏压-110V,NiSi薄膜溅射参数为溅射功率100W、溅射时间40min、溅射气压0.4Pa、基片偏压-110V,可使NiCr和NiSi薄膜的附着力值分别约增大3.2N和1.5N。     

ZnO:Si透明导电薄膜厚度对其光电性能的影响

目的研究ZnO∶Si薄膜厚度对其生长速率、结晶度、光透率和电阻率的影响。方法用直流磁控溅射系统在玻璃基片上沉积不同的时间,获得5个厚度不同的ZnO∶Si薄膜样品,对比研究了其薄膜生长取向和结构特性、微观形貌、电学参数及透过率曲线。结果 5个ZnO∶Si薄膜样品都为多晶膜,具有单一的(002)衍射峰,沿垂直于基片的c轴方向择优生长。当薄膜厚度从207.6 nm增加到436.1 nm时,薄膜的晶粒尺寸增大,晶化程度提高,电阻率变小;膜厚增至497.8 nm时,薄膜的晶化程度反而降低,电阻率增加。在可见光范围内,5个薄膜样品的平均透过率都高于91.7%。结论膜厚对ZnO∶Si薄膜的电学性能有较大影响,对光学性能的影响则较小。     

Scratch Behavior, Microstructure, Resistivity and Optical Properties of Indium Tin Oxide Film Grown at Low Deposition Temperature

通过RF磁控溅射技术制备不同溅射气压下的ITO薄膜,对其电阻率、光学透过率、XRD图、AFM图和划擦行为进行了研究。薄膜和基板的附着力通过划擦测试进行表征,重点研究了薄膜划擦测试的不同阶段的特征。研究表明随着Ar溅射气压的下降,薄膜附着力下降。而且,ITO薄膜的表面形貌和电阻率强烈的依赖于Ar气压。低温沉积ITO薄膜均为非晶态,在溅射气压0.8 Pa时得到电阻率(1.25×10-3 Ω×cm)和高可见光透过率薄膜(90%)。研究结果表明该薄膜光学禁带约为3.85 eV,电阻率主要受载流子浓度控制,受溅射气压的变化影响有限。     

低温沉积ITO薄膜划擦行为、微结构、电学和光学性能的研究（英文）

通过RF磁控溅射技术制备不同溅射气压下的ITO薄膜,对其电阻率、光学透过率、XRD图、AFM图和划擦行为进行了研究。薄膜和基板的附着力通过划擦测试进行表征,重点研究了薄膜划擦测试的不同阶段的特征。研究表明随着Ar溅射气压的下降,薄膜附着力下降。而且,ITO薄膜的表面形貌和电阻率强烈的依赖于Ar气压。低温沉积ITO薄膜均为非晶态,在溅射气压0.8 Pa时得到电阻率(1.25×10~(-3)Ω·cm)和高可见光透过率薄膜(90%)。研究结果表明该薄膜光学禁带约为3.85 eV,电阻率主要受载流子浓度控制,受溅射气压的变化影响有限。     

气压对离子源增强磁控溅射制备氮化铝薄膜的影响

目的 制备性能优异的氮化铝薄膜.方法 采用射频感应耦合离子源辅助直流磁控溅射的方法 制备氮化铝薄膜,在不同的气压下,在Si(100)基片和普通玻璃上生长了不同晶面取向的氮化铝薄膜.使用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)分析氮化铝薄膜的结构、晶面取向、表面形貌及薄膜表面粗糙度,使用紫外可见分光光度计测定薄膜的透过率,并计算薄膜的禁带宽度.研究气压的大小对磁控溅射制备氮化铝薄膜微观结构的影响.结果 在各气压下,薄膜生长以(100)面取向为主.在0.7Pa前,(100)面的衍射峰强度逐渐增强,0.7 Pa之后减弱.(002)面衍射峰强度在0.6Pa之前较大,0.6Pa之后变小.各气压下薄膜表面均方根粗糙度均小于3nm,且随着气压的增大先增大后减小,0.7 Pa时最大达到2.678nm.各气压下所制备薄膜的透过率均大于60%,0.7Pa时薄膜的禁带宽度为5.4eV.结论 较高气压有利于(100)晶面的生长,较低气压有利于(002)晶面的生长;(100)面衍射峰强度在0.7 Pa时达到最大;随气压的增大,薄膜表面粗糙度先增大后减小;所制备的薄膜为直接带隙半导体薄膜.     

Mo电极上磁控反应溅射AlN薄膜

采用射频反应磁控溅射法在Mo电极上沉积了AlN薄膜.研究了溅射气压、靶基距、溅射功率、衬底温度及N_2含量等不同工艺条件对AlN薄膜择优取向生长的影响.用XRD分析了薄膜的择优取向,用原子力显微镜、高分辨场发射扫描电镜表征了薄膜的形貌.实验结果表明,靶基距和溅射气压的减小,衬底温度及溅射功率的升高有利于AlN(002)晶面的择优取向生长.氮氩比对AlN薄膜择优取向生长影响较小,N_2≥50%(体积分数)时均可制得高c轴择优取向的AlN薄膜.经优化工艺参数制备的AlN柱状晶薄膜适用于体声波谐振滤波器的制备.     

磁控溅射和退火制备ZnO/SiO2复合薄膜

采用射频磁控溅射和退火处理的方法在单晶硅衬底上制备了ZnO/SiO2复合薄膜,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和接触角测量等测试手段研究溅射气压、溅射功率、氧氩比和退火温度等对复合薄膜成分组成、组织结构及润湿性能的影响。研究表明,复合薄膜中主要有ZnO、SiO2、Zn2SiO4 3种物相,且分别以六方纤锌矿结构、无定形态和硅锌矿型等形式存在。随着溅射和退火工艺的改变,复合薄膜的接触角在41°～146°间变化,组织形态由颗粒状向纳米竹叶状变化。溅射气压0.5 Pa,溅射功率120 W,氧氩比(O2∶Ar)为0∶30,退火温度为700℃的条件下获得具有六方纤锌矿结构的ZnO纳米组织,该组织呈现出竹叶状,在薄膜表面交错排列形成了无序多空隙的微观形貌,使复合薄膜具有超疏水性,接触角为146°。     

退火处理对不同RF功率下制备ZnO薄膜的结晶性能的影响

采用RF磁控溅射法,在不同溅射功率下在玻璃衬底上制备了ZnO薄膜,并对所制备的ZnO薄膜在空气气氛中进行了不同温度（350-600℃）的退火处理.利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等研究了退火对不同溅射功率条件下制备的ZnO薄膜晶体性能和应力状态的影响.研究表明,在衬底没有预热的情况下,较低功率（190W）下制备的ZnO薄膜,当退火温度为500℃时,能获得单一c轴择优取向和最小半高宽,张应力在350℃退火时最小;较高功率（270W）下,薄膜最佳c轴取向和晶粒度在600℃退火温度获得,张应力最小的退火温度在350-500℃之间.当衬底预热至300℃时,退火处理对两种功率下制备的薄膜的结晶性能和应力的影响基本一致.     

溅射功率对射频磁控溅射Al掺杂ZnO（ZAO）薄膜性能的影响

用射频磁控溅射技术,在纯氩气氛中不同溅射功率（120 W~210 W）下于玻璃衬底上制备了Al掺杂ZnO（ZAO）薄膜。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、光谱仪和四探针测试仪等对所制备的薄膜进行了晶体结构、光学和电学性能分析。结果表明,纯氩气氛中不同溅射功率下玻璃衬底上原位沉积的ZAO薄膜具有明显的c轴择优取向性,它没有改变ZnO的六角纤锌矿结构;ZAO薄膜的可见光区平均透光率不强烈依赖于溅射功率,为75%左右;原位沉积ZAO薄膜的电阻率达到102Ω.cm数量级范围,随溅射功率由120 W增大到210 W时,薄膜电阻率从132.67Ω.cm降低到21.08Ω.cm。     

掺铝氧化锌薄膜的红外性能及机制

采用中频交流磁控溅射氧化锌铝(ZnO 2％Al2O3)陶瓷靶材的方法制备了掺铝氧化锌ZAO(ZnO：Al)薄膜．利用红外光谱仪测试了薄膜的红外反射性能,研究了薄膜厚度、基体温度和氩气压力对ZAO薄膜红外反射性能的影响规律,确定了制备具有高红外反射率的ZAO薄膜的工艺参数．     

溅射气压对AlN薄膜纳米结构和纳米力学性能的影响

研究在不同气压下,运用射频磁控溅射法在Si（100）上沉积氮化铝（AlN）薄膜,并使用XRD、SEM、AFM、XPS和纳米压痕等表征手段研究薄膜的性质。XRD结果表明,在低压下有利于沉积c轴取向的薄膜,而在高气压下有利于（100）面的生长。SEM和AFM结果表明,随着气压的升高,沉积速率和表面粗糙度均减小而表面粗糙度则增加。XPS结果表明,降低气压有利于减少薄膜中的氧含量,从而使制备的薄膜成分更接近其化学计量比。通过测试AlN薄膜的纳米力学性能表明,在0.30 Pa下制备的薄膜具有最大的硬度和弹性模量。     

反应磁控溅射沉积纳米多孔BiVO4薄膜光催化剂:总压力和基底的影响

使用脉冲直流电源、金属Bi和V靶材,在氩气和氧气气氛保护下,通过反应磁控溅射法在不同基板上沉积纳米多孔BiVO4薄膜,然后在空气中进行后退火处理,形成具有光敏性的单斜白钨矿晶体.研究总压力和基底对薄膜晶体结构、形貌、显微组织、光学和光催化性能的影响.结果表明,在石英玻璃基底上沉积的单斜白钨矿结构于250℃开始结晶,薄膜...     

大气等离子喷涂Al2O3-3%TiO2涂层的性能

利用两种中频交流磁控溅射电源,溅射Al2O3含量为2%的两块氧化锌铝陶瓷靶材,在不同衬底温度的条件下制备得到了ZAO薄膜。研究了不同衬底温度条件下不同靶材和溅射电源对ZAO薄膜结构、电学和光学性能的影响。结果表明,制备得到的ZAO薄膜均具有c轴择优取向生长的晶体结构,在衬底温度为240℃时,得到的ZAO薄膜的电阻率低至1.4×10-3Ω·cm,可见光平均透过率在82%以上。     

Influence of oxygen gas content on the structural and optical properties of ZnO thin films deposited by RF magnetron sputtering at room temperature

Zinc oxide (ZnO) thin films were deposited on sapphire (0001) substrates at room temperature by radiofrequency (RF) magnetron sputtering at oxygen gas contents of 0%,25%,50% and 75%,respectively.The influence of oxygen gas content on the structural and optical properties of ZnO thin films was studied by a surface profile measuring system,X-ray diffraction analysis,atomic force microscopy,and UV spectrophotometry.It is found that the size of ZnO crystalline grains increases first and then decreases with the increase of oxygen gas content,and the maximum grain size locates at the 25% oxygen gas content.The crystalline quality and average optical transmittance (>90%) in the visible-light region of the ZnO film prepared at an oxygen gas content of 25% are better than those of ZnO films at the other contents.The obtained results can be attributed to the resputtering by energetic oxygen anions in the growing process.     

工艺参数对磁控溅射制备 TiO2 薄膜结晶性的影响

目的探究TiO2薄膜结晶性与工艺参数之间的规律。方法采用直流反应磁控溅射法,改变工艺条件(样品位置、溅射功率、氧气分压、是否开转架、沉积温度以及是否退火),在普通载玻片基底上制备TiO2薄膜,并利用XRD和SEM对不同工艺参数下获得的TiO2薄膜进行分析。结果在靶基距固定的情况下,仅改变样品悬挂的上下位置时,薄膜的结晶性差别不大。随着溅射功率在一定范围内增大,薄膜的结晶性越来越好(趋于锐钛矿晶型)。与氧气分压为5%时相比,10%时的薄膜结晶性更优;与开转架时相比,不开转架时薄膜的结晶性更优。沉积温度在300,350℃两者之间变化时,对薄膜的结晶性影响不大。退火后薄膜的结晶性优于未退火薄膜。结论样品位置、沉积温度对于TiO2薄膜的结晶性影响不大;氧气分压、是否开转架对TiO2薄膜的结晶性有一定影响;溅射功率、退火与否对TiO2薄膜的结晶性影响较大,并且退火后出现金红石相。     

Preparation and properties of tungsten-doped indium oxide thin films

Tungsten-doped indium oxide (IWO) thin films were deposited on glass substrate by DC reactive magnetron sputtering. The effects of sputtering power and growth temperature on the structure, surface morphology, optical and electrical properties of IWO thin films were investigated. The thickness and surface morphology of the films are both closely dependent on the sputtering power and the substrate temperature. The transparency of the films decreases with the increase of the sputtering power but is not seriously influenced by substrate temperature. All the IWO thin film samples have high transmittance in near-infrared spectral range. With either the sputtering power or the growth temperature increases, the resistivity of the film decreases at the beginning and increases after the optimum parameters. The as-deposited IWO films with minimum resistivity of 6. 4× 10-4 Ω·cm were obtained at a growth temperature of 225 ℃ and sputtering power of 40 W, with carrier mobility of 33. 0 cm2· V-1·s-1 and carrier concentration of 2. 8× 1020 cm-3 and the average transmittance of about 81％ in near-infrared region and about 87％ in visible region.     

Growth of HT-LiCoO2 thin films on Pt-metalized silicon substrates

Layered LiCoO2 (HT-LiCoO2) films were grown on Pt-metalized silicon (PMS) substrates and polished bulk nickel (PBN) substrates by pulsed laser deposition. The effects of substrate temperature, oxygen pressure, and substrate surface roughness on the microstructure of LiCoO2 films were investigated. It has been found that a higher substrate temperature and a higher oxygen pressure favor the formation of better crystallized and less lithium-deficient HT-LiCoO2 films. The HT-LiCoO2 film deposited on PBN substrates consists of large randomly orientated equiaxial grains, whereas on PMS substrate, it is made up of loosely packed highly [001] preferential orientated triangular shaped grains with the average grain size less than 100nm. Electrochemical measurements show that the highly [001] preferentially orientated nanostructured HT-LiCoO2 thin film grown on PMS substrate has good structural stability upon lithium insertion/extraction and can deliver an initial discharge capacity of approximately 45 μA·h·cm-2μm-1 with a cycling efficiency of above 99% at the charge/discharge rate of 0.5C.     

泡沫镍网负载La3+/ZnO薄膜的制备及光催化性能研究

以乙酸锌为锌源,采用溶胶-凝胶法制备了金属泡沫镍网负载稀土元素镧掺杂氧化锌薄膜光催化剂。采用XRD、SEM、XPS、UV-vis对样品进行表征分析。并以废水中含量较大的抗生素磺胺二甲嘧啶为目标分解物,考察了薄膜催化剂在紫外灯下的光催化性能。结果表明：镧元素以三价正离子存在于薄膜中,镧成功掺入到氧化锌晶格中;镧掺杂降低了催化剂的禁带宽度,晶体颗粒变小,比表面积增大;薄膜催化剂表面分布均匀;镧掺杂氧化锌薄膜对抗生素有更高的催化效率。为光催化降解抗生素研究提供了新的思路。