热等离子体雾态气化制备薄膜技术

热等离子体雾态气化制备薄膜技术(mist plasma evaporation, MPE)以液态源物质溶液为先体,采用超声雾化将先体溶液雾化为细小液滴,用载气将雾化液滴输运到射频感应热等离子体中,利用热等离子体的超高温,将液滴中的源物质彻底气化和分解为其组分粒子,通过气相输运,最终在基片上沉积薄膜.MPE制备薄膜技术采用单一先体溶液,源物质来源广泛,沉积速率快,不需后续热处理.本文介绍了MPE制备薄膜技术原理及工艺,综述了近年来在制备薄膜方面的研究进展.     

蓝宝石上射频溅射沉积CeO2外延缓冲层

研究了基片温度、溅射功率对采用射频溅射沉积在(1102)蓝宝石基片上的CeO2薄膜生长的影响.过低的沉积温度、溅射功率都会导致CeO2薄膜呈[111]取向生长.在基片温度为700～750 ℃,溅射功率为100～150 W,溅射气压为14 Pa下沉积了高质量[00l]取向的CeO2缓冲层.通过X射线衍射和原子力显微镜表征CeO2薄膜的结构和表面形貌.在最优化条件下制备的CeO2薄膜具有优良的面内面外取向性和平整的表面.在CeO2缓冲层上制得的YBa2Cu3O7-δ(YBCO)超导薄膜为完全[00l]取向,面内取向性良好,并具有优越的电学性能,其临界转变温度(Tc)为89.5 K,临界电流密度Jc(77 K,0T)约为1.8×106 A/cm2,微波表面电阻Rs(77 K,10 GHz)大约为 0.30 mΩ.     

LPCVD法制备TiO_2纳米薄膜的物效及能效研究

针对LPCVD法制备TiO_2纳米薄膜过程中物效和能效低的特点,主要考虑沉积压力、沉积温度和物料的流量3个因素。研究了不同的工艺参数在沉积一定时间后的物效、能效计算和分析方法。结果显示,在一定的范围内,压力的提高能够有效提高物效和能效;随着温度的升高,物效提高而能效先降低后提高;物料的流量越大物效越低,而能效先升高后降低。当工艺参数400Pa,723K,2.67×10~(-6)m~3/s时物效最高(6.395%);当工艺参数为600Pa,723K,3.33×10~(-6)m~3/s时能效达到最高(0.201 4%)。     

溶液雾化微波等离子体CVD法制备SrTiO3薄膜

研究了一种新型高效制备多组分陶瓷薄膜的方法，它采用可溶性无机盐溶液雾化为反应膜，利用微波等离子体化学气相沉积工艺在Al2O3基片上制备了SrTiO3基陶瓷薄膜，实验结果表明，薄膜沉积时衬底温度对成膜的相组成与结构产生重要影响，本实验中当沉积薄膜衬底温度在700℃时，可以制备出单一相组成，符合化学计量比，结晶性较好，晶粒度呈球形且均匀分布的SrTiO3薄膜，通过对不同氧分压下薄膜电阻测试，发现此SrTiO3薄膜在O2 N2气氛中氧浓度由1%变化到20%时，其电阻值由5.0MΩ变化到2.5MΩ，从而显示出一定氧敏性能。     

不锈钢表面真空蒸镀铜合金仿金薄膜

为了解决目前电镀技术制备铜合金仿金薄膜时"三废"对环境的污染,采用"真空蒸镀+退火"工艺,以黄铜和铝青铜为靶材,在304不锈钢基片上制备铜合金仿金薄膜。通过电子比色卡和比色软件对薄膜表面色泽进行分析,以正交试验研究了真空度、退火温度、两种铜合金的质量份数对所制薄膜色泽的影响。结果表明,退火温度对仿金薄膜成色影响显著。制备仿金铜合金薄膜的最佳工艺条件为:真空室气压7×10-3 Pa,黄铜与铝青铜的质量份数比10∶1,退火温度410°C。所得膜层的颜色可与16K-24K黄金相媲美。     

生长温度对激光分子束外延A1N薄膜的影响

采用激光分子束外延法在Al2O3基片上制备AlN薄膜。用反射高能电子衍射、X射线衍射和原子力显微镜研究沉积温度对薄膜微结构的影响,通过光致发光谱和透射光谱对六方AlN薄膜的光学性能进行研究。结果表明：沉积温度为450℃时,沉积的AlN薄膜为非晶态;沉积温度为650℃时,在Al2O3基片上得到c轴单一取向的的六方AlN薄...     

在大晶格失配的MgO衬底上生长SrNb_(0.2)Ti_(0.8)O_3薄膜

采用脉冲激光沉积技术(PLD),在MgO单晶平衬底上制备了SrNb0.2Ti0.8O3(SNTO)薄膜,两者的失配度约为5.7%。X射线衍射分析表明:在沉积温度为850℃,沉积氧压为50 Pa,沉积速度为2Hz/s的情况下,薄膜可以近外延的生长;实验还发现,随着退火氧压的减小,薄膜的电阻减小,(002)特征峰的强度也随之变弱,至1×10-3Pa时,薄膜的(002)特征峰消失。从而摸索出在MgO衬底上制备SNTO导电薄膜的最佳条件。     

真空蒸发法制备氧化钒薄膜的研究

以V2O5粉末为原料,采用真空蒸发结合真空热处理方法制备V O x薄膜,运用X R D(X射线衍射)和SE M(扫描电子显微镜)技术分析了基片材料、基片温度、真空热处理工艺对氧化钒薄膜结晶状态、物相组成和表面形貌的影响,在基片温度为200℃和400℃时所沉积的氧化钒薄膜在室温附近的电阻温度系数(TC R)分别达到-3%,并发现随着基片温度的升高,薄膜在室温附近的电阻率降低,TC R绝对值减小。     

脉冲激光沉积法制备ZrW_2O_8薄膜(英文)

采用纯ZrW2O8陶瓷靶材,以脉冲激光沉积法在石英基片上沉积并退火处理后制备了ZrW2O8薄膜.利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱 仪和扫描电子显微镜观察和确定r薄膜结构、化学组分和表面形貌,用划痕仪、表面粗糙轮廓仪测量了薄膜与基片之间的结合力和薄膜厚度.结果表明:脉冲激光沉积的薄膜为非晶态,膜层物质各元素之间的化学计量比与靶材成分一致;衬底未加热沉积的薄膜表而粗糙度较大,衬底温度为650℃ 时,薄膜表面平滑致密,粗糙度明显降低:非晶膜在1200℃密闭退火热处理3 min后淬火得到立方相ZrW2O8薄膜,退火后的薄膜品粒较大,同时 还出现一些沿晶界和晶内的裂纹缺陷.随着退火温度升高,薄膜与基片的结合力降低.     

非晶硅太阳能电池背反ZnO:Al薄膜制备

以ZnO:Al(2%Al2O3,质量分数)为靶材,用射频磁控溅射在玻璃衬底上制备ZnO:Al薄膜,分析了各沉积参数对薄膜光电性能的影响。结果表明:溅射功率对ZnO:Al的透过率影响最大,其次是反应腔室压力,而衬底温度对透过率几乎没有影响。ZnO:Al的电阻率主要取决于衬底温度和溅射功率。综合考虑透过率和电阻率,确定了背反ZnO:Al的最佳沉积参数(衬底温度为200℃,溅射功率为200W,反应腔室压力为0.6Pa),得到了透过率大于85%,电阻率最小为7.6×10-4Ωcm的ZnO:Al薄膜。制备了ZnO:Al/Ag/ss(stainless steel)背反电极,并将其用于非晶硅太阳能电池。与无背反的不锈钢衬底上的电池相比,非晶硅太阳能电池短路电流密度增加了16%。     

DEPOSITION IN FRACTURES

Fractures are relatively planar discontinuities in rocks induced by the huge internal stresses which are created by the slow but constant motions of the underground masses. Deposition of a single solute in a single fracture is addressed in the limit where the geometrical changes are very slow compared to the average fluid velocity. The deposition fluxes are calculated by means of a finite-difference scheme which is much more efficient than random walks. Examples of deterministic fractures, random but uncorreiated fractures, Gaussian and self-affine fractures are studied for four different values of the Peclet and the Peclet-Damkohler numbers. Some general trends are discussed.     

SiC沉积的机理研究

在石墨基底上采用低压化学气相沉积法沉积SiC,沉积室是热壁.H2载气通过鼓泡法将三氯甲基硅烷(methyltrichlorosilane,MTS)送入沉积室,沉积基底的面积和沉积室的体积比为1×10-2mm-1.沉积参数为:压力5kPa,温度1 100℃,H2的流量为150mL/min,气相成分中H2和MTS的流量比为10.结果表明:较大的液态聚基体表面能低,小液滴在大液滴表面沉积.H2流量小时,小液滴沿大液滴的生长锥顶部环状沉积,各生长锥问有间隙.H2流量增加时,小液滴无序的分散在大液滴的表面上.据此提出了一种可能的SiC的沉积和生长机理.     

常压化学气相沉积法制备二氧化钛薄膜的沉积工艺及薄膜均匀性

利用常压化学气相沉积法在浮法玻璃表面制备了二氧化钛薄膜。研究了水蒸气、氧气含量和衬底温度以及反应器与衬底的距离对薄膜制备过程中沉积速率的影响。结果表明:当水蒸气质量浓度为50mg/L。氧气含量为总气体流量的8%时,薄膜的沉积速率可达30nm/s,随着衬底温度从300℃升到600℃,薄膜的沉积速率从15nm/s增加到30nm/s;然而随着反应器与衬底的距离从2mm增加到12mm,薄膜的沉积速率从30nm/s降到10nm/s,但大面积薄膜层的厚度差从10nm降低到2nm,薄膜比较均匀。     

电泳漆液沉淀处理

介绍了电泳漆液沉淀产生的主要原因及处理方法。     

METAL DEPOSITION PROFILES IN HYDRO-DEMETALLATION

Four types of metal deposition profiles have been observed in spent catalysts after the hydro-demetallation of residual oils. They are: (1) Uniform deposition profile, characterized by an absence of diffusion limitations. (2) Edge maximum profile, characterized by a U-shaped distribution. (3) Shell maximum profile, characterized by a M-shaped distribution where the maximum is at a shell that is neither at the edge nor at the center. (4) Center maximum profile. These four patterns can be explained by a consecutive mechanism involving an intermediate B, which is not originally in the residual oil: A - B → C. The shell maximum and the center maximum can only occur near the reactor inlet, before the build-up of intermediate B in the oil.     

A STOCHASTIC ANALYSIS OF COKE DEPOSITION

The phenomenon of coke deposition on catalyst surface is analyzed stochastically. In contrast to a conventional deterministic approach, derivation of the governing equations of the phenomenon is based on probability laws. The resulting representation provides the information on both the mean or macroscopic and the fluctuating characteristics about the system under consideration. The deposition of coke is assumed to be reversible, i.e., deposited coke has a certain probability of escaping the surface. The applicability of the model developed is justified through analyzing available experimental data appeared in the literature.     

载料气体对化学气相沉积合成石英玻璃沉积速率的影响

采用化学气相沉积工艺合成了石英玻璃,研究了沉积速率与载料气体之间的关系.利用扫描电子显微镜观察火焰中SiO2粒子微观形态和尺寸.通过对SiCl4水解、氧化反应速率的计算表明:在一定温度下,当同时存在充足的H2O和O2时,SiCl4氧化反应速率远高于水解反应速率.当载料气体为H2,Sicl4流量为25g/min时,观察火焰中SiO2粒子的微观形态发现存在大量非球状无定形聚集体,表明SiCl4未反应完全,沉积速率较低,约为220～240 g/h.同样SiCl4流量下.采用O2作为载料气体时火焰中颗粒均为球状,SiCl4全部反应,沉积速率较高,达到300～350 g/h.当SiCl4流量为15 g/min时,载料气体的改变对SiO2粒子形态和尺寸没有影响,SiCl4可以全部反应,沉积速率基本相同.当SiCl4流量较高(25 g/min)时,载料气体对反应机理和沉积速率有显著影响,若要SiCl4在极短时间内完全反应生成球状SiO2粒子,需选择O2作为载料气体,充足的O2保证SiCl4可以通过氧化反应全部反应完毕,沉积速率相应提高.     

LIAPUNOV-STABILITY OF METAL DEPOSITION IN A CSTER

An algebraic method of establishing stability conditions in the case of single-metal deposition and the co-deposition of two metals in an electrolytic reactor is presented. The total energy method and Krasovskii's theorem are employed for the construction of appropriate Liapunov functions.     

金刚石膜的制备和高取向生长

金刚石膜是最近世界上研究最广泛的材料之一。在本文中，简要介绍了低压化学气相沉积金刚石薄膜的合成技术及高取向生长，并对存在的一些问题进行了分析和讨论。