沉积条件对MoS2薄膜生长特性的影响

利用非平衡磁控溅射技术、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和质谱仪等仪器研究了不同靶材、基体电流密度、靶电源特性和基体偏压等条件下二硫化钼薄膜的表面形貌、结构和生长特性。试验结果表明,在低密度冷压靶材、低电流密度、直流双脉冲电源和负偏压下,MoS2薄膜倾向按(002)平行于基体表面的层状方式生长;而在高密度热压靶材、高电流密度、单一直流脉冲电源和正偏压条件下,薄膜将以(002)基面与(100)、(110)棱面联合或以棱面为主的方式进行生长。沉积条件对MoS2薄膜生长特性的影响,是通过改变沉积速率和沉积粒子的能量而实现的。     

沉积电压对电化学合成纳米ZnO多孔薄膜的影响

采用电化学沉积法制备纳米ZnO多孔薄膜。并用XRD、SEM、XPS等方法研究了沉积电压对薄膜表面形貌及薄膜表面元素态的影响。结果表明:沉积电压越大,越有利于薄膜片状晶的长大,且形成多孔结构;随着沉积电压的增大,薄膜表面从缺氧到富氧,再到缺氧;沉积电压为-1.0V时,薄膜为层状结构,其2μm厚的薄膜在可见光范围内的光透射率为75%,光学带隙宽度为3.6eV。     

磁控溅射离子镀基体偏压对类石墨碳膜组织形貌及性能的影响

采用非平衡磁控溅射离子镀技术在单晶硅衬底上沉积类石墨碳膜(GLC),研究基体负偏压对GLC膜的组织形貌及性能的影响。结果表明:基体偏压影响镀层表面形貌,-30V下的镀层表面为较小颗粒状组织;-65V下的镀层表面均匀致密,无明显颗粒组织;-90V下的镀层颗粒边界趋于明显;-120V下的出现大小不均匀的颗粒。沉积速率在-65V前保持平稳,-90V时下降为0.25!m·h-1。随偏压的增加,Ar元素含量先增加后降低。     

电沉积方法对Ni-ZrO2复合镀层结构与性能的影响

分别采用机械搅拌-直流电沉积方法、机械搅拌-脉冲电沉积方法和超声波振荡-脉冲电沉积方法制备Ni-ZrO_2复合镀层,利用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪表征复合镀层的表面形貌和晶相结构,利用显微硬度计和摩擦磨损试验机检测复合镀层的显微硬度和耐磨性。结果表明:与机械搅拌-直流电沉积和机械搅拌-脉冲电沉积的复合镀层相比,超声波振荡-脉冲电沉积的复合镀层表面平整、致密,晶粒细小,平均晶粒尺寸为(50~100)nm;择优取向发生改变,在(220)晶面呈择优取向,而非(200)晶面;显微硬度明显提高,接近600HV;耐磨性改善,磨损形式为轻微磨粒磨损,磨损量降低,仅为2.29 mg。     

还原温度对FeCo/SiO_2薄膜结构和磁性的影响

采用溶胶-凝胶旋涂法并结合在氢气中的还原工艺,在Si(001)基片上制备FeCo/SiO2复合薄膜,利用X线衍射和振动样品磁强计研究了还原温度对薄膜样品微观结构和磁性的影响。结果表明:当还原温度为700℃,薄膜中FeCo具有强的(110)择优取向,样品矫顽力较大;随着还原温度的升高,FeCo出现(200)择优取向生长,样品矫顽力逐渐降低;当还原温度为1000℃,FeCo具有较强的(200)择优取向,晶面间距膨胀引致的相对形变最小,样品矫顽力较小;当还原温度为1200℃,样品中出现晶态SiO2,FeCo具有强的(110)择优取向,不利于复合薄膜软磁性能提高。     

掺杂方式对FeCo/SiO2复合薄膜择优取向的影响

采用溶胶-凝胶工艺将Al均匀掺入FeCo/SiO_2复合薄膜中,与Al作为籽层掺杂相比,研究不同的掺杂方式对FeCo(200)择优取向的影响。结果表明,不同的制备方式和Al掺入含量在薄膜中造成的晶格畸变不同引起择优取向变化趋势的不同。     

掺杂及溅射功率对ZnO:Al薄膜结构与电性能的影响

采用直流磁控溅射工艺,室温下在载玻片上制备ZnO∶Al透明导电薄膜。研究Al掺杂和溅射功率对薄膜生长取向、微观结构和电阻率的影响。研究表明:不同溅射功率下Al掺杂ZnO薄膜均为高度c-轴择优取向生长;在1%~3%(质量分数)的掺杂范围内,薄膜的电阻率随掺杂量的增加而减小,掺杂的质量分数超过3%后,薄膜的电阻率又有所增大。溅射功率通过改变晶粒尺寸和晶界所产生的散射作用而影响薄膜的导电性能,溅射功率低于100 W时,薄膜的电阻率随功率增加而明显降低,但超过100 W后,薄膜的电阻率下降趋缓,并最终趋于平稳。在Al掺杂的质量分数为3%、溅射功率为100 W的条件下,可获得2.3×10-3Ω.cm的最低电阻率。     

钛酸铋薄膜退火时间的研究

采用金属有机化学气相沉积工艺和快速退火工艺,在硅(100)基片上制备高度择优取向的Bi4Ti3O12铁电薄膜,运用X射线衍射术分析薄膜材料的结构,通过测量材料的电滞回线和漏电流密度,研究快速退火对Bi4Ti3O12薄膜电性能的影响.在优化的工艺条件下,Bi4Ti3O12铁电薄膜的剩余极化强度(Pr)为8μC/cm2,漏电流密度为10-11 A/cm2.     

磁退火对FeAg薄膜结构和磁性的影响

磁场退火对直流溅射沉积得到的FeAg薄膜结构和磁性具有显著的影响。X射线衍射和磁滞回线测量的结果表明,随着磁退火温度和磁场强度的升高,颗粒生长,平行膜面和垂直膜面矫顽力增加,在400℃退火时达到最大值,并且垂直薄膜表面方向的矫顽力大于平行薄膜表面方向的矫顽力,FeAg薄膜在磁场下经过此温度退火表现为垂直磁各向异性。继续升高退火温度矫顽力则有减小的趋势。     

辅助超声振荡电沉积Cu-SiC复合镀层的结构与性能

依托电沉积技术为主要工艺平台,辅助超声振荡搅拌措施,制备Cu-SiC复合镀层,并研究复合镀层的表面状况、显微结构、硬度及耐腐蚀性。结果表明:与常规Cu-SiC复合镀层相比,辅助超声振荡电沉积的Cu-SiC镀层表面粗糙度降低,择优取向面从(220)面转变为(111)面,硬度提高且耐腐蚀性增强;但对超声复合镀层而言,提高阴极电流密度可增大其表面粗糙度,弱化组织结构,从而降低硬度并削弱耐腐蚀性。     

双离子束辅助沉积TiN薄膜的微观结构及力学性能

采用双离子束辅助沉积技术制备了ＴｉＮ 薄膜，并用ＸＰＳ、ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＴＥＭ 和努氏显微硬度计等对薄膜进行了分析测试，结果表明，在溅射沉积的同时，Ｎ＋ 离子的轰击使ＴｉＮ薄膜主要沿（２００）取向择优生长；离子的轰击也使ＴｉＮ 薄膜的表面形貌发生显著的变化，随着轰击Ｎ＋ 离子能量的增加，ＴｉＮ 薄膜的晶粒增大。在盘铣刀片上沉积ＴｉＮ 改性薄膜后，其使用寿命大大提高     

CuO-Zr复合膜的制备及其反应光声光谱研究

以CuO和Zr为靶材,利用磁控溅射技术,采用最佳工艺条件,在载玻片衬底上沉积了Zr/CuO和CuO/Zr复合膜.利用X射线衍射、扫描电镜和反应性光声光谱技术分别对薄膜样品的晶体结构、表面形貌和反应特性进行了分析和表征.结果表明:复合膜中的Zr和CuO均以晶相形式存在,复合膜由近似球状的纳米粒子构成,在激光能量的刺激下CuO-Zr复合薄膜发生了氧化-还原反应.     

Ar~+及沉积气压对离子溅射制备铜钨复合膜结构的影响

研究双离子束溅射组装铜钨复合膜Ar+能量及束流对膜影响。用XRD分析溅射沉积后的薄膜结构。实验结果表明,随靶Ar+能量和束流增加,铜钨膜向晶态化转变。铜钨复合膜的沉积速率主要由钨靶Ar+束流决定,并且增加气压会使复合膜晶粒尺寸变小,固溶进钨的铜原子也会相应减少。     

Ar~+混合Fe/Y多层膜的磁性变化

研究了 Ar+混合 Fe/ Y多层膜引起的磁性变化 ,结果表明 :短周期膜沉积态呈顺磁性 ,随注入剂量增加 ,膜由顺磁向铁磁转变 ,磁化强度 Ms和矫顽力 Hc也相应增大。长周期膜沉积态呈铁磁性 ,注入过程中铁磁性无明显变化 ,饱和磁化强度 Ms随注入剂量增加而减小 ,但矫顽力 Hc却不断增加     

用弯曲磁过滤提高弧离子镀TiN薄膜质量

采用弯曲磁过滤真空阴极放电弧离子镀法制备高质量TiN薄膜。用场致发射电子扫描显微镜观察薄膜表面与截面形貌。分析弯曲磁过滤对膜表面质量与晶粒尺寸、膜基结合形态的影响。磁过滤能有效减少大颗粒数量,减小大颗粒尺寸,形成光滑的TiN薄膜表面,细化TiN晶粒,形成结合紧密的膜基结构。     

载荷对含Cr碳膜摩擦磨损性能影响研究

用闭合场非平衡磁控溅射技术制备了高硬度含Cr碳膜。分别用压入法和划痕法测定了薄膜的结合强度。薄膜厚度用球坑法表征。用显微硬度计测定了薄膜的努氏硬度。在不同载荷条件下,用Ball-on-disc球盘磨损试验机研究了薄膜的摩擦系数、比磨损率的变化规律。分析讨论了载荷对含Cr碳膜摩擦磨损性能的影响。结果发现：随着载荷的提高,对磨钢球时薄膜的摩擦系数呈下降趋势．对磨损轨迹和对磨球磨损表面的扫描电镜（SEM）观察发现存在转移膜现象。对磨球磨损表面的EDX分析结果进一步证明了转移膜的存在。文中还对含Cr碳膜磨损机理进行了分析和讨论。用闭合场非平衡磁控溅射技术制备了高硬度含Cr碳膜。分别用压入法和划痕法测定了薄膜的结合强度。薄膜厚度用球坑法表征。用显微硬度计测定了薄膜的努氏硬度。在不同载荷条件下,用Ball-on-disc球盘磨损试验机研究了薄膜的摩擦系数、比磨损率的变化规律。分析讨论了载荷对含Cr碳膜摩擦磨损性能的影响。结果发现：随着载荷的提高,对磨钢球时薄膜的摩擦系数呈下降趋势．对磨损轨迹和对磨球磨损表面的扫描电镜（SEM）观察发现存在转移膜现象。对磨球磨损表面的EDX分析结果进一步证明了转移膜的存在。文中还对含Cr碳膜磨损机理进行了分析和讨论。     

蒸镀Al和Al-Mn薄膜的组织与耐蚀性研究

利用真空蒸镀技术在碳钢基体上制备出纯Al和Al-Mn合金薄膜,并对不同厚度、蒸发速率下Al和Al-Mn薄膜的表面形貌、结构、结合力和耐蚀性进行了研究。结果表明:纯Al和Al-Mn合金薄膜表面光滑均匀;铝薄膜在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性随膜层厚度和蒸发速率的增加而升高;薄膜与基体的结合力随薄膜厚度的增加缓慢下降,但结合力均高于60N。退火处理使铝薄膜的粗糙度增大,但薄膜与基体的结合力基本保持不变。Al-Mn合金薄膜中的Mn以Al-Mn固溶体形式存在,其耐蚀性明显优于相同厚度下的纯铝薄膜。     

调制周期对Al/MoO3反应薄膜热性能和发火性能的影响

为了考察调制周期对反应薄膜性能的影响,采用磁控溅射技术制备了厚度为3μm,调制周期为50,150 nm和300 nm的Al/MoO3反应薄膜,采用差示扫描量热仪(DSC)探索了调制周期对Al/MoO3反应薄膜放热过程和反应活化能的影响;使用高速摄影和激光点火技术研究了三种调制周期反应薄膜的燃烧速率,通过与半导体桥和桥丝融合形成含能点火器件,考察了调制周期对电流和电压发火感度的影响。结果显示调制周期由50 nm增加到300 nm时,Al/MoO3反应薄膜燃烧速率由5.35 m·s^-1降低到1.75 m·s^-1。三种调制周期(50,150,300 nm)Al/MoO3反应薄膜半导体桥点火器件的50%电流发火电流分别为1.44,1.74 A和1.87 A;Al/MoO3反应薄膜桥丝点火器件的50%发火电流分别为0.08,0.65 A和1.02 A;将Al/MoO3反应薄膜与半导体桥和桥丝换能元结合形成点火器件,在点火间隙为1 mm的情况下,能够点燃钝感点火药硼-硝酸钾(B-KNO3)药片,提升点火系统的点火能力和可靠性。     

PTFE/Al反应多层膜的制备及力学性能

以铝(Al)为可燃物质,聚四氟乙烯(PTFE)为氧化剂,利用射频磁控溅射法制备了不同厚度,交替沉积的PTFE/Al反应多层膜。采用原子力显微镜(AFM)、X-射线衍射仪(XRD)研究了溅射功率对薄膜表面形貌的影响规律,得到了PTFE/Al反应多层膜适宜的制备工艺,利用纳米压痕仪研究了PTFE/Al反应多层膜的力学性能。结果表明,当射频溅射功率分别为50 W和150 W时,制得的PTFE薄膜和Al薄膜的平均粗糙度与均方根粗糙度均较低。当PTFE/Al反应多层膜总厚度约为300 nm时,与相同厚度的纯PTFE膜和纯Al膜相比,PTFE/Al反应多层膜具有较高的硬度和弹性模量,分别为5.8 GPa和120.0 GPa。     

铝-氧化铜可反应性桥膜的制备及表征

采用磁控溅射技术在衬底基片上制备了Al-CuO复合桥膜。利用扫描电镜、X射线衍射对复合桥膜的微观形貌和晶相结构进行了表征。采用恒压电源对复合桥膜进行了通电点火实验,通过对比Al桥膜和Al-CuO复合桥膜的电流变化曲线、对桥膜点火后的晶相结构进行XRD分析、利用高速摄影仪观察复合桥膜的点火过程,从而对复合桥膜的化学反应性能进行了表征。结果表明,复合桥膜具有分层结构,Al膜和CuO膜皆由均匀、近似球状的纳米晶粒构成,Al-CuO复合桥膜在通电后发生了氧化还原反应。