氧化锌纳米薄膜材料的制备及AES,XPS研究

利用直流气体放电活化反应蒸发方法制备了ZnO纳米薄膜，运用多种分析手段（AES，XPS，SEM，XRD等）研究了ZnO纳米薄膜的表面形貌、组成、结构以及表面性质，讨论了ZnO纳米薄膜的AES和XPS谱线宽度与粒径之间的关系，解释谱线加宽的基本原因。     

Ti/ZrN2/Al薄膜界面扩散反应的研究

利用直流磁控反应溅射法在Al基底上制备了ZrN2及Ti多层薄层,利用扫描俄歇微探针的深度剖析和线形分析技术研究了真空热处理对Ti/ZrN2/Al样品膜层之间的界面化学状态和相互作用的影响,研究结果表明,真空热处理使Ti/ZrN2/Al薄膜界面上发生了明显的界面扩散和化学反应,生成了TiNx物种,并且薄膜内层发生了严重的氧化反应。     

Ti/Al_2O_3界面的光电子能谱研究

用X射线光电子谱（XPS）和俄歇电子能谱（AES）研究了Ti／Al_2O_3界面形成的过程。研究表明，活性金属Ti在室温下能与衬底Al2O3（1102）形成约20nm强结合的界面区。从Al，O，Ti的光电子谱形状变化以及它们随着Ti覆盖度的增加而出现结合能位移表明，在界面处形成的反应层中，最初几个单层的Ti很容易被Al2O3表面的活性氧所氧化，从而使Ti／Al2O3界面逐步由具有更强相互作用的TiOx／Al2O3界面所代替，并形成由多相混合体［Ti-O相，（Ti，Al）2O3相以及金属Al相］所组成的界面区。就是说，Ti通过Al—O键的O2-离子转移其电子给Al3 并使它还原成金属Al，从而形成Ti－O键所致。本文用AES强度剖面分析观察到了这种被还原的Al。     

氧化锌纳米薄膜材料的制备及AES,XPS研究

利用直流气体放电活化反应蒸发方法制备了ＺｎＯ纳米薄膜，运用多种分析手段研究了ＺｎＯ纳米薄膜的表面形貌、组成、结构以及表面性质，讨论了ＺｎＯ纳米薄膜的ＡＥＳ和ＸＰＳ普线宽度与粒径之间的关系，解释谱线加宽的基本原因。     

ITO薄膜的XPS和AES研究

分别用 ＸＰＳ和 ＡＥＳ分析了ＩＴＯ薄膜真空退火前后各元素化学状态的变化和深度分布情况．研究表明,退火前后Ｓｎ和Ｉｎ处于各自相同的化学状态中．Ｏ以氧充足和氧缺乏两种化合状态存在,其结合能值分别为（５２９．９０±０．３０）ｅＶ和（５３１．４０±０．２０）ｅＶ．氧缺位状态主要分布在薄膜表层各元素在薄膜体内分布均匀而在膜基界面存在金属富集     

CeO2/Nb2O5双层氧敏薄膜的制备及界面扩散研究

用射频 /直流磁控溅射法制备了CeO2 /Nb2 O5双层氧敏薄膜。利用X射线光电子能谱研究了真空原位加热对薄膜界面相互扩散的影响。结果表明 ,通过热扩散进入上层CeO2 薄膜的Nb2 O5,不仅达到了对上层薄膜进行微量掺杂的目的 ,而且能够促使CeO2 薄膜中的晶格氧大量脱附 ,使CeO2 更容易还原为Ce2 O3,而其自身的构型却未发生变化。     

BaTiO3/Si界面扩散与控制方法研究

利用激光分子束外延（LMBE）方法在Si（100）基片上直接生长BaTiO3（BTO）铁电薄膜。通过俄歇电子能谱（AES），X光电子能谱（XPS）等分析手段系统研究了在Si基片上直接生长BTO铁电薄膜过程中的界面扩散现象。根据研究得到的BTO／Si界面扩散规律，采用一种新型的“温度梯度调制生长方法”减小、抑制BTO／Si界面互扩散行为，实现了BTO铁电薄膜在Si基片上的选择性择优定向生长，为在Si基片上制备具有原子级平整度的择优单一取向的BTO铁电薄膜奠定了基础。     

纳米二氧化钛薄膜的制备与结构表征

采用溶胶凝胶法制备均匀透明的TiO2薄膜,利用X衍射对TiO2薄膜进行了相分析,对测定数据使用Warren—Averbach方法计算了微晶尺寸分布,微观应变及由X衍射图谱中TiO2衍射强度得到点阵静畸变描述TiO2微结构特征。用扫描电镜对薄膜表面和断口进行形貌观察。用光电子能谱研究了TiO2薄膜表面的原子组成及结合状态。利用动态接触角研究制备的TiO2薄膜表面浸水行为,表明TiO2既具有较强的亲水性叉具有亲油性质,还具有较强的表面活性。     

碲镉汞阳极硫化膜界面的光电子能谱研究

用电子能谱方法研究了Hg_(1-x)Cd_xTe样品在0.1M的Na_2S·9H_2O+乙二醇溶液中形成的阳极硫化膜,结果表明界面上汞的含量较高,介质膜含氧;但在0.1M的Na_2S·9H_2O+NaOH+乙二醇溶液中形成的阳极硫化膜几乎不含氧,介质膜的主要成分是CdS,且含有较多的Hg和Te。结果表明,碲镉汞表面的含水硫化可以获得同无水硫化、无水多硫化和含水多硫化钝化表面基本一致的介质膜,从而实现了含水硫化钝化碲镉汞表面。     

铁电（Pb0.925La0.075）（Zr0.65Ti0.35）0.981O3薄膜的XPS分析

本文对射频控溅射制备的（Pb0.925La0.075)(Zr0.65Ti0.35)0.981O3薄膜作了XPS全扫描和窄有谱分析。结果表明，薄膜的表面缺Pb是形成TZO相的主要原因；随着退火温度的升高，薄膜中钙钛矿相的形成导致各元素的结合能发生位移。     

基片温度对射频磁控溅射碲化铋薄膜微结构和表面形貌的影响

碲化铋材料是目前已知的室温下性能优异的热电材料之一。本文利用射频磁控溅射在不同基片温度下制备了碲化铋薄膜。研究发现,基片温度对薄膜的微结构和表面形貌影响显著。随着温度的提高,薄膜内晶粒尺寸都不同程度地增加。基片温度100℃以上碲化铋薄膜为Bi2Te3相为主的多晶结构,并具有良好的c轴择优取向,形成了六角层状结构。基片温度250℃时薄膜转变为BiTe相,并在表面生成Te长条状颗粒。应力分析表明碲化铋薄膜与Si(100)基片之间的残余应力受温度影响明显。     

Study of (Zr,Ti)CN, (Zr,Hf)CN and (Zr,Nb)CN films prepared by reactive magnetron sputtering

(Zr,Ti)CN, (Zr,Hf)CN and (Zr,Nb)CN coatings, in which Ti, Hf and Nb were added to ZrCN base compound, have been prepared by reactive magnetron sputtering. The coatings, with two different non-metal/metal ratios, were comparatively investigated in terms of elemental and phase composition, texture, surface morphology, hardness and friction performance. It has been shown that the films exhibit nanocomposite structures, consisting of a mixture of crystalline metal carbonitride and amorphous carbon. As compared with ternary ZrCN coatings, the quaternary coatings were found to exhibit superior mechanical and friction characteristics. In general, the films with higher non-metal content revealed finer morphologies, higher hardness and lower friction coefficient. Depending on the coating type and non-metal/metal ratio, the hardness values ranged from about 21 to 29 GPa, being higher than those of ZrCN reference films. The coefficients of friction varied from 0.2 to 0.5, the lowest values being obtained for the coatings with the highest non-metal content.     

工作气压对室温磁控溅射CIGS膜的影响

研究了工作气压对磁控溅射法制备CIGS薄膜的影响,采用X射线衍射,扫描电镜,X射线萤光光谱和X射线能量色散谱分析了膜层的组织和成分.研究发现,工作气压升高,薄膜沉积速率降低.当工作气压低于0.2Pa时,薄膜致密均一;高于0.2Pa表面出现Cu2-xSe相,并随气压升高在膜表面的覆盖面积增大.对气压影响薄膜表面形貌的机理采用成膜动力学理论进行了讨论.     

沉积条件和表面改性对磁控溅射法制备TiO2薄膜性能的影响

TiO2薄膜具有许多独特的性能，作为一种令人满意的材料被应用于诸多领域。磁控溅射作为制备这种多功能薄膜的一种主要方法，也越来越引起人们的关注。TiO2薄膜的结构和性能是由沉积条件决定的。通过改变沉积速度、溅射气体、靶温度、退火过程以及采用其它溅射技术，可以得到金红石、锐钛矿或是非晶的TiO2膜，同时具有不同的光催化、光学及电学性能，能够满足不同应用领域的需要。同时，表面改性可以克服TiO2薄膜的应用局限性，使之具有更佳的使用性能。     

公-自转磁控溅射镀膜系统薄膜沉积均匀性的研究

研究了公-自转磁控溅射镀膜系统的机理。通过物理建模,使用交点采集和时间步长划分两种模型,分别计算模拟了矩形靶沉积时间的三维分布图,并讨论自转与公转转速比对沉积时间均匀性的影响。模拟结果表明:两种模型仿真结果一致,验证了理论模型的正确性。同时得到结论:此公-自转系统可以通过调节转速比的方法来改善薄膜厚度的均匀性,采用文中指定工艺参数,当转速比等于0.5的时候,薄膜厚度最均匀。仿真得到的偏差结果与实验较好的吻合。     

Preparation and characterization of sputtered Cu films containing insoluble Nb

Copper films containing various amounts of insoluble Nb (up to 24.7 at.%) were prepared by r.f. magnetron sputtering. The crystallography and microstructure of the films were investigated for as-deposited and annealed Cu(Nb) thin films. Cu(Nb) thin films are found to consist of non-equilibrium supersaturated solid solution of Nb in Cu with a nanocrystalline microstructure. X-ray diffraction and scanning electron microscope analyses revealed a reduction in the grain sizes of the films with increasing Nb content in the films leading to a grain refinement. The electrical resistivity of as-deposited and annealed Cu(Nb) thin films is found to be low for an Nb content 2.7 at.%. Significant drops in the resistivity were observed for the high Nb contents after annealing at 530 °C which may be due to grain growth and formation of Nb-bearing phase in the film. Microhardness of the films was found to increase with the Nb concentration due to the combined effects of grain refinement and the solute strengthening of Nb.     

基底材料对沉积氮化钛薄膜及其性能的影响

研究了利用直流反应磁控溅射法,以Si—P（111）和Si—P（100）两种不同Si片做基底,对制备TiNx薄膜性能的影响。结果表明,以Si--p（111）为基底制备的TiNx薄膜性能优于Si--p（100）基底,表现在颗粒更细润,XRD衍射峰峰形更明锐且与TiNx的衍射峰不会重叠。因而,选用p--Si（111）做基底沉积氮化钛薄膜,可满足制备光学薄膜质量方面的要求。     

磁控溅射法制备CdS多晶薄膜工艺研究

采用磁控法制备了CdS薄膜,研究工艺参数对样品沉积质量、沉积速率及晶体结构的影响。实验发现,在不同衬底上制备CdS薄膜时需要采取不同的后续工艺措施以获得较好的沉积质量。同时,制备样品的沉积速率随衬底类型、衬底温度、溅射功率及溅射气压的变化而变化。讨论并给出了工艺参数对上述实验结果的影响机制。X射线衍射谱显示,制备样品是六方和立方两种晶型的混合,沿(002)和(111)晶面择优取向生长。随溅射功率的增大和衬底温度的升高,两种晶型互相竞争生长并分别略微占优势。当溅射功率增大到200 W,衬底温度升高到200℃时,占优势晶型消失,薄膜择优取向特性变得更好。此外,随着溅射气压的增大,样品结晶质量下降,在0.5 Pa时呈现明显非晶化现象。     

基体温度对中频磁控溅射制备的氧化锌镓薄膜性能的影响

利用中频磁控溅射方法,溅射Ga2O3含量为5.7 wt.%的氧化锌镓陶瓷靶材,在不同的基体温度下制备了ZGO薄膜。研究了基体温度对ZGO薄膜的晶体结构、电学和光学性能的影响。结果表明:基体温度对薄膜的晶体结构、近红外反射率和透射率曲线以及薄膜的导电性能有较大影响。当基体温度为400℃,溅射功率密度为2.93 W/cm2,氩气压力为0.5 Pa时,薄膜的电阻率低达4.5×10-4Ω.cm,方块电阻为13Ω,平均可见光(λ=400 nm~800 nm)透射率高于90%。     

玻璃衬底和Si衬底制备的Zn0.96Nd0.04O薄膜的结构研究

通过射频磁控溅射技术在玻璃衬底和Si（111）村底上制备了Zn0.96Nd0.04O薄膜。XRD分析表明,Zn0.96Nd0.04O薄膜是具有C轴择优生长的纳米多晶薄膜,Nd以替位原子的形式存在于ZnO晶格,Nd掺杂没有改变ZnO晶格结构。从AFM图中看出,薄膜表面形貌较为粗糙,Si衬底薄膜的晶粒具有规律且晶粒尺寸大于玻璃衬底。