磁控溅射制备VO_2薄膜及其红外相变特性

采用直流磁控溅射法与氧化法热处理相结合的工艺,在Si基底上制备VO2薄膜,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)透射率测试,分析了VO2薄膜截面结构、晶相成分、成分价态及红外透射率相变特性。实验分析表明,采用直流磁控溅射与氧化热处理相结合的方法,可获得主要成分为具有明显择优取向单斜金红石结构VO2(011)晶体的氧化钒薄膜,其红外透射率具有明显相变特性,相变中心温度为57.5℃,3~5μm、8~12μm波段的红外透射率对比值达到99.5%,适合应用于红外探测器的激光防护研究。     

直流反应磁控溅射制备锐钛矿型TiO2薄膜

采用直流反应磁控溅射的方法,在衬底温度为350℃的条件下溅射高纯钛靶,并在玻璃衬底上制备了TiO2薄膜。采用正交设计法探讨了溅射气压、溅射电流、氧氩比和溅射时间等实验条件对TiO2薄膜结构的影响。经过X射线衍射和拉曼光谱分析,制备结晶良好的锐钛矿结构TiO2薄膜的最佳实验条件为:溅射气压0.3Pa;溅射电流0.7A;氧氩比1∶3;溅射时间40min;退火温度650℃。     

直流反应磁控溅射制备二氧化钛薄膜的光催化性研究

在磁控溅器中用钛板作阴极,采用直流反应磁控溅射在玻璃基板上制备二氧化钛薄膜,溅射气体为氧、氩混合气体,Ｏ２与Ａｒ比例为１：２,溅总气压范围为０．５－６．６５Ｐａ,溅射时基板温度范围为１００－４００℃,薄膜厚度范围为１４０－１１００ｎｍ。     

磁控溅射制备VO2热致色薄膜的研究

研究了用磁控溅射制备了ＶＯ２热致变色薄膜。在不同的Ｏ２／Ａｒ＋Ｏ２流量比下，沉积了一系列ＶＯ２薄膜，给出了沉积速率以及高温／低温下电阻率变化的规律。得到了组分比较的ＶＯ２热致变色薄膜。了薄膜的光透谱和相变过程中电学性质的变化。     

工艺参数对直流反应磁控溅射ZnO:Al薄膜沉积速率的影响

实验以合金靶材在玻璃衬底上运用直流反应磁控溅射法制备了ZAO(ZnO:Al)透明导电薄膜样品.研究了O2气流量,衬底温度,以及反应气压和溅射功率等工艺参数对ZAO薄膜沉积速率的影响规律.结果表明:沉积速率随O2气流量的增加显著降低,靶面溅射模式由金属模式转变为氧化物模式,而且这种转变趋势在改变其他参数时依然明显;沉积速率随溅射功率的增大几乎成线性增加,但随衬底温度的变化并不大;在反应气压增大的情况下,沉积速率不断上升,达到最大值后,又随气压的增大不断下降.     

直流反应磁控溅射法制备氮化钛薄膜

研究了采用直流反应磁控溅射法制备TiN薄膜的工艺条件。研究发现：在保持其它工艺参数不变的条件下,溅射的TiN薄膜在不同温度区域存在的物相不同,薄膜的主要成分是多晶立方相TiN,240℃附近是薄膜择优取向由（111）向（200）转变的临界点。随着基底温度升高,薄膜表面粗糙度先变小后变大,沉积最佳基底温度值是330℃,该温度下薄膜的粗糙度最小,膜层致密均匀,没有大尺寸缺陷且光洁度好。     

直流反应磁控溅射法制备CdIn2O4薄膜的光电性能研究

利用直流反应磁控溅射法制备了CdIn2O4(CIO)薄膜,研究了氧浓度、基片温度、溅射时间和退火处理对薄膜光电性能的影响.结果表明电阻率随着氧浓度的增加和溅射时间的减小而增加,随着基片温度的升高先减小后增加;透光率随着氧浓度、基片温度的增加和溅射时间的减小而增加.退火处理后,薄膜的电阻率降低,光吸收边发生"蓝移".点缺陷对薄膜的光电性能产生重要影响,光吸收边的移动是"Burstein-Moss"效应和多体效应共同作用的结果.综合实验结果和理论研究,推荐了直流反应磁控溅射法制备CIO薄膜的最佳条件.此条件下制备薄膜的电阻率为2.95×10-4 Ω·cm,波长为628 nm时薄膜的透光率高达91.7%.     

反应磁控溅射法制备氧化铟锡钽薄膜

利用掺锡氧化铟(ITO)靶和Ta2O5靶双靶共溅法制备了氧化铟锡钽(ITTO)薄膜,研究了在不同衬底温度和退火温度下ITTO薄膜的微结构和光电性能。ITTO薄膜具有更好的晶化程度和较低的表面粗糙度,不同的处理过程导致了晶面择优取向的转变。室温下制备的ITTO薄膜展示了较好的光电性能,提高衬底温度和合理的退火处理可以显著地提高薄膜的光电特性。载流子浓度对于近红外反射、近紫外吸收和光学禁带宽度具有重要的影响。ITTO薄膜具有较宽的光学禁带宽度。在优化制备条件下,可以获得方阻10～20Ω/□、可见光透过率大于85%以及光学禁带宽度大于4.0eV的ITTO薄膜。     

直流反应磁控溅射制备二氧化钛薄膜的光催化性研究

在磁控溅射器中用钛板作阴极 ,采用直流反应磁控溅射在玻璃基板上制备二氧化钛薄膜 ,溅射气体为氧、氩混合气体 ,O2 与Ar比例为 1∶2 ,溅射总气压范围为 0 5～ 6 65Pa ,溅射时基板温度范围为 1 0 0～ 40 0℃ ,薄膜厚度范围为 1 4 0～ 1 1 0 0nm。XRD结果显示薄膜具有纯锐钛矿结构或锐钛矿和金红石的混合结构。在高的基板温度和适宜的溅射总气压下制备的薄膜以及厚度较厚的薄膜在紫外光照射后 ,有较好的光催化性     

总气压对直流反应磁控溅射制备TiO2薄膜的光学性质的影响

用DC(直流)反应磁控溅射设备在硅基底上制备TiO2薄膜，在固定电源功率、氩气流量42．6sccm、氧流量15sccm、溅射时间30min的条件下，通过控制总气压改变TiO22薄膜的光学性质。应用n＆k Analyzer 1200测量，当总气压增加时薄膜的平均反射率降低，同时反射低谷向短波方向移动，总气压对消光系数k影响不大；随着总气压的增加薄膜的折射率出现了下降的趋势，但当总气压达到一定量值时折射率的变化趋于稳定。通过XRD和SEM表征发现，随着总气压的增加TiO2的晶体结构由金红石相向锐钛矿相转变，薄膜表面的颗粒度大小由粗大变得微小细密。     

ITO薄膜直流反应磁控溅射制备及性能研究

以90wt%In和10wt%Sn铟锡合金为靶材,采用直流磁控反应溅射法在玻璃基片制备ITO透明导电薄膜.用紫外-可见光分光光度计、四探针电阻仪、XRD和SEM分别测试了ITO薄膜的紫外-可见光透射光谱、方块电阻、薄膜的结构和表面形貌.研究了氧分压对ITO薄膜性能的影响.实验结果表明,ITO薄膜随着氧分压的增加,薄膜紫外透射光谱的吸收截止边带向短波长方向漂移.随着氧分压的增大,ITO薄膜的方块电阻增加,结晶程度变好,晶粒尺寸变大.     

直流反应磁控溅射生长p型ZnO薄膜及其特性的研究

本文报道了利用直流反应磁控技术生长p型ZnO薄膜。ZnO薄膜在不同的衬底温度沉积于α Al2 O3 (0 0 0 1)衬底上 ,生长气氛为NH3 O2 中。利用X射线衍射、Hall试验和透射光谱对其性能进行研究 ,结果表明 ,ZnO薄膜为高度c轴取向 ,在 5 0 0℃的衬底温度下具有很好的结晶性能 ,而且 ,该温度下ZnO还实现了p型转变 ,电阻率为 10 3 Ω·cm ,载流子浓度 10 15cm-3 ,Hall迁移率 3 4cm2 / (V·s)。这是利用溅射技术首次制备出p ZnO薄膜。实验还表明p ZnO薄膜在可见光区域具有 90 %的高透射率 ,室温下光学带宽约为 3 2 1eV。     

直流反应磁控溅射制备氧化铅薄膜

通过直流反应磁控溅射的方法制备了氧化铅薄膜，并通过XRD和紫外-可见光（UV-Vis）吸收谱对薄膜的晶体结构和光学性能进行了表征。我们发现，直流反应磁控溅射金属铅靶可以形成三种氧化铅薄膜，即非晶态PbO，正交晶系的β-PbO，以及四方晶系的Pb3O4。X射线衍射结果表明，衬底温度和氧气流量对薄膜的生长有很大的影响。当衬底温度小于300℃时，薄膜呈非晶状态，当衬底温度超过300℃时，薄膜开始结晶。另外，氧气流量的改变引起薄膜晶体结构的明显变化。当氧气流量较小时，薄膜为立方相结构的PbO；随着氧气流量的增加，薄膜的晶体结构发生改变，生成四方相结构的Pb3O4的薄膜。UV-Vis吸收谱测试结果表明，不同条件下制备的氧化铅薄膜的UV-Vis吸收谱明显不同。     

射频反应磁控溅射制备低辐射薄膜

采用射频反应磁控溅射法制备了低辐射薄膜.对低辐射膜的薄膜结构的设计和测试结果表明：较合适的膜层结构是空气/二氧化钛/钛/银/二氧化钛/玻璃基片的多层结构.用扫描电镜分析了保护层钛层的作用,研究表明：银膜很容易氧化失效,失去反射红外紫外光作用,在表面镀覆钛保护层可以很好地保护银,避免银氧化,从而提高使用寿命.用分光光度计测试样品的透射率,当保护层钛层厚度为1 nm时,相应的膜系在可见光区（380 nm～780 nm）,最高透射率可达82.4%,平均透射率是75%;在近红外区（780 nm～2500 nm）的平均透射率为16.2%,可以满足建筑物幕墙玻璃等低辐射膜的要求.     

磁控溅射WO3电致变色薄膜的太阳吸收率

采用直流磁控反应溅射工艺制备了WO3薄膜.WO3薄膜在原始状态和注入Li离子后的平均透射率分别为83%和6%,变化接近77%,表明该WO3薄膜具有很好的电致变色性能.根据薄膜的透射率和反射率计算了WO3薄膜的太阳吸收率:WO3薄膜在着色态和褪色态的太阳吸收率分别为0.780和0.123.     

工艺参数对直流溅射沉积CrAlN涂层结构和性能的影响

采用直流反应磁控溅射的方式,用AlCr合金靶,在高速钢(M2)上沉积CrAlN涂层。采用扫描电镜、X射线衍射、能谱和纳米压痕仪等分析和测量手段,系统研究了Ar/N2气流比、气压和基片温度等工艺参数对CrAlN涂层结构和性能的影响。研究表明,Ar/N2气流比、气压和基片温度对涂层均有较大的影响,当Ar/N2气流比为1、总气压为0.2 Pa、基片温度为300℃时所得涂层性能最好,最高硬度和弹性模量分别为34.8,434.3 GPa。     

反应磁控溅射碳化钒薄膜的微结构与力学性能

在Ar、C2H2混合气氛中通过反应磁控溅射法制备了一系列不同碳含量的碳化钒薄膜,利用EDX、XRD、SEM、AFM和微力学探针表征了薄膜的微结构和力学性能.研究了C2H2分压对薄膜成分、相组成、微结构以及硬度和弹性模量的影响.结果表明,采用在At-C2H2混合气体中的射频反应磁控溅射技术可以方便地合成碳化钒薄膜.但是,只有在C2H2分压为混合气体总压约4%附近很窄的范围内才可获得力学性能优异的碳化钒薄膜.其硬度和弹性模量分别达到35.5GPa和358GPa,此时,薄膜为NaCI结构的VC,且具有柱状生长的特征.随着C2H2分压的提高,薄膜形成六方结构的7-VC,并逐渐产生非晶碳相,硬度和弹性模量随之降低.     

衬底温度对直流磁控溅射法沉积ZnO∶Ti薄膜性能的影响

利用直流磁控溅射工艺,在石英玻璃衬底上沉积出了具有高度C轴择优取向的掺Ti氧化锌(ZnO∶Ti,TZO)透明导电薄膜。研究了衬底温度对TZO薄膜应力、结构和光电性能的影响。结果表明,衬底温度对TZO薄膜的结构、应力和电阻率有重要影响。TZO薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜。在衬底温度为100℃时,实验获得的TZO薄膜电阻率具有最小值2.95×10-4Ω.cm,400℃时薄膜出现孪晶,随着温度的升高,薄膜应力具有减小的趋势。实验制备的TZO薄膜附着性能良好,可见光区平均透过率都超过91%。     

直流磁控溅射ZnO薄膜的结构和室温PL谱研究

ZnO是一种新型的宽带化合化半导体材料 ,对短波长的光电子器件如UV探测器 ,LED和LD有着巨大的潜在应用。本实验研究采用直流反应磁控溅射法在硅衬底上沉积C轴择优取向的ZnO晶体薄膜 ,薄膜呈柱状结构 ,晶粒大小约为 10 0nm ,晶粒内为结晶性能完整的单晶 ,但晶粒在C轴方向存在较大的张应力。ZnO薄膜在He Cd激光器激发下有较强的紫外荧光发射 ,应力引起ZnO禁带宽度向长波方向移动 ,提高衬底温度有利于降低应力和抑制深能级的绿光发射