a-C:F:H薄膜的化学键结构

使用CF4和CH4为源气体,利用射频等离子体增强化学气相沉积法,制备了a-C:F:H薄膜样品.采用拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱仪(XPS)对薄膜的结构进行了测试和分析.研究发现:该膜呈空间网状结构,膜内碳与氟、氢的结合主要以sp3形式存在,而sp2形式的含量相对较少;在薄膜内主要含有C-Fx(x=1,2,3)、C-C、C-H2、C-H3等以及不饱和C=C化学键;同时,薄膜中C-C-F键的含量比C-C-F2键的含量要高.在不同功率下沉积的薄膜,其化学键结构明显不同.     

非晶含氢碳薄膜本征结构对退火行为的影响

目的 为在高温工况下服役的含氢碳(a–C:H)薄膜的制备提供新思路。方法 首先利用DP–PECVD和BiP–PECVD两种方法分别在Si基底上制备了两种本征结构不同的a–C:H薄膜,分别在350、450、550、650 ℃下进行退火处理。通过纳米硬度、X射线光电子能谱、傅里叶转变红外光谱、激光共聚焦拉曼光谱、场发射扫描电镜及CSM摩擦试验机等,分别评价了未退火和不同退火温度下两种不同结构a–C:H薄膜的结构、表面形貌、力学及摩擦学等性能。研究了不同本征结构a–C:H薄膜对退火行为的影响。结果 DP–PECVD方法在制备a–C:H薄膜(A薄膜)的过程中具有更高的沉积速率,是BiP–PECVD法(B薄膜)的1.52倍。随着退火温度的增加,两种方法制备的a–C:H薄膜均发生H脱附,但是A薄膜的脱H转变点为450 ℃,B薄膜的脱H转变点为350 ℃。DP–PECVD法制备的a–C:H薄膜在H脱附过程中更容易形成sp³–C,而BiP–PECVD法制备的a–C:H薄膜在此过程中形成sp³–C和sp²–C杂化键的概率基本相同。BiP–PECVD法制备的a–C:H薄膜在退火过程中更容易失去H,且在450 ℃以上出现大面积剥离,摩擦失效。而DP–PECVD法制备的碳薄膜则表现出更好的热和摩擦学稳定性,在350~650 ℃均可保持薄膜的完整性,并且在350~ 550 ℃退火后保持低至约0.06的摩擦因数。结论 DP–PECVD方法制备的a–C:H薄膜具有更好的热稳定性、力学稳定性及摩擦学稳定性。     

退火温度对ZnTe薄膜结构和性能的影响

采用脉冲激光沉积法(PLD)在玻璃衬底上通过室温溅射和原位退火制备了ZnTe薄膜。通过X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、紫外-可见分光光度计和荧光分光光度计等研究了退火温度对薄膜结构和性能的影响。结果表明:薄膜具有明显的<110>择优生长特征。随着退火温度的升高,薄膜结晶质量逐渐提高,晶粒长大,透过率增加;但过高的退火温度降低了晶体的结晶质量和透过率。当退火温度为280℃时,ZnTe薄膜具有最好的结晶质量,平均透过率达到90%左右。     

沉积温度和退火处理对BCN薄膜结构的影响

采用脉冲激光沉积技术,在Si(100)基片上制备了BCN薄膜,研究了沉积温度和退火处理对BCN薄膜组分和结构的影响。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对制备的BCN薄膜进行了表征。结果表明:沉积温度升高时,BCN薄膜的组分无明显改变。所制备的BCN薄膜包含B—N,C—B和C—N化学键,是由杂化的B—C—N键构成的化合物。真空退火温度为700℃时,BCN薄膜结构稳定;大气退火温度达到600℃时,BCN薄膜表面发生氧化分解,同时有C≡N键形成,表明C≡N键具有较好的高温热稳定性。     

第一性原理研究金红石相Ti0_2:F和Sn0_2:F的电学性能（英文）

采用第一性原理方法研究了金红石相TiO_2:F和SnO_2:F的电学性能。计算结果表明,TiO_2:F比SnO_2:F具有较低的形成能,说明F在金红石相TiO_2中掺杂更容易实现。然而,SnO_2:F的导带底主要由s和p电子态构成,而TiO_2:F的导带底主要由d电子态构成,这使得TiO_2:F的导带底更加平坦,使其具有更大的载流子有效质量。同时F在TiO2中的电离率更小,使得TiO_2:F中载流子浓度更少。从而在理论上预测金红石相TiO_2:F不适合做TCO材料。     

纯Ar气氛中退火对Al掺杂ZnO薄膜性能的影响

用射频磁控溅射技术制备了高度择优取向的Al掺杂ZnO(ZAO)薄膜,并对薄膜在纯氩气中进行了400～600℃的退火处理.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、光谱仪和四探针测试仪等对退火前后薄膜进行了表征和光学、电学性能研究.研究表明,纯氩气中退火处理对ZAO薄膜的晶体、光学和电学性能有影响.原位沉积的薄膜电阻率2.59Ωcm,可见光区透过率约70%.500℃纯Ar气氛中退火1h后,ZAO薄膜的平均晶粒有所长大,薄膜内应力达到最小,接近于松弛状态;薄膜可见光区平均透过率从70%提高到80%左右;而薄膜的电阻率变化不明显,从2.59Ωcm降低到1.13Ωcm.     

多晶硅薄膜的工艺研究

研究了制备性能优良非晶硅薄膜的工艺参数，对薄膜进行高温退火得到多晶硅薄膜。用X射线衍射仪(xRD)和扫描电镜(SEM)，观察薄膜的结晶情况以及晶粒的大小。结果表明：退火温度越高，退火时间越长，得到多晶硅薄膜的比例越高，晶粒也相对较大；薄膜在(111)方向上优先结晶，晶粒大小可以达到1μm，与理论值做了比较。     

氮气对DC-PCVD法制备金刚石薄膜影响的研究

采用直流热阴极等离子体化学气相沉积方法,用甲烷、氢气、氮气的混合气体在Mo基底上成功制备了金刚石薄膜.分别采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)对不同流量氮气氛下生长金刚石薄膜的形貌、取向、质量进行了表征.结果表明:适量氮气的加入,不仅可以促进金刚石薄膜的生长速率,还可以促进金刚...     

退火对TiO2薄膜的结构及电学性能的影响

以硅为衬底,采用射频磁控溅射技术制备了TiO₂薄膜,利用扫描电镜及拉曼光谱对退火前后的TiO₂进行分析。退火后的TiO₂具有良好的结晶特性,且呈锐钛矿结构。在此薄膜工艺条件下,以TiO₂为半导体层在玻璃基底上制备了Al/TiO₂/Pt肖特基二极管,并在153⁴33K范围内对其进行I-V测试。结果表明:在所有温度下,Al/TiO₂/Pt肖特基二极管均表现出良好的整流效应;其理想因子随温度升高而降低,势垒高度随温度升高而升高;在433K下,理想因子为1.31,势垒高度0.73,表明此肖特基二极管已接近理想的肖特基二极管。     

退火工艺对二氧化钛薄膜光催化性能的影响

利用磁控溅射法制备得到二氧化钛薄膜,将薄膜在高温管式炉中分别进行退火,利用XRD、AFM和紫外-可见光谱仪研究了不同温度下退火前后薄膜的晶相结构、光学性能和光催化性能。结果表明,随着退火温度的升高二氧化钛的晶相由锐钛矿向金红石转变,600℃时为两相共存,表面颗粒大小也会有相应变化,锐钛矿相表现出了更好的光催化性能。     

退火温度对Ta掺杂ITO薄膜性能的影响

利用电子束蒸发技术在玻璃衬底上沉积了Ta掺杂ITO(ITO:Ta)薄膜,对比研究了在不同退火温度下ITO:Ta和ITO薄膜表面形貌、方阻、载流子浓度、霍尔迁移率和透光率的变化情况.结果表明,随着退火温度的上升,ITO:Ta薄膜的晶化程度不断提高,并获得较低的表面粗糙度.在合适的退火温度下,ITO:Ta薄膜的光电性能也有显著的改善.当在氮气氧气氛围下经过500℃退火时,ITO:Ta薄膜得到最佳的综合性能,表面均方根粗糙度为2.17 nm,方阻为10-20 Ω,在440 nm的透光率可达98.5%.     

退火处理对WC-DLC薄膜结构及性能的影响

为研究退火处理对WC-DLC薄膜结构与性能的影响,采用磁控溅射技术在高速钢表面沉积WC-DLC薄膜,并作不同温度下的退火处理,对不同温度退火处理后的WC-DLC薄膜的结构、摩擦学性能与耐腐蚀性能进行系统表征。结果表明:WC-DLC薄膜呈现出非晶态特征,随着退火温度的上升,薄膜中sp3-C相对含量下降;当退火温度在250℃时,WC-DLC薄膜在大气环境下与去离子水环境下分别表现出最优的摩擦学性能,磨损率分别为1.25×10~(-7)mm~3/Nm与1.02×10~(-7)mm~3/Nm。同时,当退火温度低于250℃时,WC-DLC薄膜的耐腐蚀性能无明显变化,但当退火温度高于250℃时,WC-DLC薄膜的耐腐蚀性明显下降。退火处理对WC-DLC薄膜的热稳定性、摩擦学性能及耐腐蚀性能有重要影响。     

退火温度对TiO2薄膜结构和光学性能的影响

为制备光学性能良好的TiO2薄膜.采用离子束溅射(IBS)的方法,改变退火温度,在Si基底上制备氧化钛(TiO2)薄膜.利用XRD、XPS、SEM测试薄膜的成分、结晶形式和表面形貌,椭圆偏振光谱仪分析薄膜折射率和消光系数.试验结果发现:随退火温度的增加,薄膜由锐钛矿相变为金红石相,400℃薄膜结晶为锐钛矿相TiO2,1 100℃退火后,薄膜结晶为金红石相TiO2;退火温度升高使薄膜折射率和消光系数随之升高.由此可得, 800℃退火时,TiO2薄膜具有最佳光学性能.     

Ti（C,N）薄膜的复合硬度与本征硬度的研究

本文对不同性质的膜－基体系通过确定Ｃ的具体取值对Ｊｏｅｎｓｓｏｎ－Ｈｏｇｍａｒｋ模型予以修正，研究了等离子体增强化学气相沉积Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）薄膜的硬度及其随成分组织的变化，Ｔｉ（ｃ，Ｎ）薄膜具有较小的晶粒尺寸和较高的残余压应力，其硬度远高于一般的整体材料，在确定的工艺条件下，其值主要取决于膜的含碳量，大体成线性增加关系。     

低温下的氮化钛化学气相沉积（一）

文中介绍的是４００～７００℃之间在基体上生长ＴｉＮ膜的一种新方法，由ＴｉＣｌ４和ＮＨ３通过化学气相沉积形成膜，生长速度已达到０．１μｍ／ｓ。这种方法用途广泛，测量了膜的光学性质，并用Ｄｒｕｄｅ理论对得到膜的等离子频率进行了理论上的分析，根据ＭａｘｗｅｌｌＧａｒｎｅｔｔ改进的Ｄｒｕｄｅ理论解释了较薄的膜在ＩＲ区反射率的降低，对膜在热镜上和其它方面的应用进行了讨论。     

甲烷浓度对金刚石薄膜织构的影响

采用热丝化学气相沉积法,以甲烷和氢气为反应气体,在硬质合金YG6基体上沉积了金刚石薄膜。研究了不同的甲烷浓度对金刚石织构变化趋势的影响。分别采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对金刚石膜的表面形貌、织构形成进行了分析。结果表明:当基体温度为760℃,沉积气压为4×103Pa,甲烷浓度从1%到5%,都形成了(110)织构。但是,当甲烷浓度为3.3%时,有(100)织构。     

退火对TbCo薄膜结构和磁性能的影响

研究了真空退火对TbCo薄膜结构和磁性能的影响。结果表明：薄膜从溅射态的非晶薄膜转化为退火态的微晶薄膜，并以(100)面择优取向，其c轴平行于基片。在真空退火不改变TbCo薄膜的成分的条件下，发现TbCo薄膜从溅射态的垂直磁化膜转化为退火态的面内膜。     

微波退火时间对HfO2薄膜结构和光电性能的影响

采用原子层沉积(ALD)方法在硅衬底上沉积了氧化铪(HfO₂)薄膜,对其进行不同时间的微波退火(MWA)。采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、原子力显微镜(AFM)、紫外可见光谱(UV-Vis)、椭偏仪(SE)和阻抗分析仪对薄膜的物相结构、形貌和光电性能进行表征,研究了微波退火时间对薄膜结构、光学和电学性能的影响。结果表明：沉积态的HfO₂薄膜具有非晶态性质;当微波退火时间从5 min增至20 min时,HfO₂薄膜的折射率几乎不变,结晶性增强,表面粗糙度降低,但介电常数却减小。     

沉积参数及退火条件对AlN薄膜电学性能的影响

利用射频反应磁控溅射在Si（100）基底上沉积AlN介质薄膜,并在不同温度下对薄膜进行快速退火。通过抗电强度测试仪、电容电压测试C-V、X射线衍射仪、电子能谱仪、原子力显微镜和椭圆偏振仪等研究薄膜的击穿电压、介电常数、晶体结构、化学成分、表面形貌及薄膜的折射率。结果表明：溅射功率和溅射气压对薄膜的击穿电压有很大的影响,溅射功率为250 W,气压为0.3 Pa时薄膜的抗电性能较好;薄膜的成分随溅射气压发生变化,N与Al摩尔比最高达到0.845;随退火温度的增加,薄膜晶体结构发生非晶-闪锌矿-纤锌矿的转变;薄膜的折射率随退火温度的升高而增加。     

退火温度对钴铁氧体薄膜结构和性能的影响

采用溶胶-凝胶法结合匀胶旋涂工艺在复合基片(Pt/Ti/SiO2/Si)上制备了钴铁氧体(CoFe2O4)薄膜,利用XRD、SEM、VSM分析了薄膜的微结构以及磁性能,研究了不同退火温度对钴铁氧体薄膜的结构和磁性能的影响.结果表明,钴铁氧体在500℃时开始形成尖晶石相.随着退火温度的增高,钴铁氧体晶粒逐渐长大,饱和磁化...