溅射功率对镓掺杂氧化锌薄膜光电性能的影响

本文利用射频磁控溅射的方法首次制备了厚度小于200 nm的低电阻率高透过率的镓掺杂ZnO(GZO)薄膜.研究了溅射功率的改变对GZO薄膜光电性能的影响.利用扫描电镜对薄膜的微观结构进行了观察,利用四探针测试仪、紫外-可见分光光度计对GZO薄膜的光电性能进行了测试.实验结果表明:薄膜电阻率随溅射功率增大而迅速下降,从46...     

溅射功率对TiO2薄膜结构与特性的影响

采用射频磁控溅射法,在室温和不同功率条件下,在soda-lime玻璃衬底上成功制备出TiO2薄膜。运用X射线衍射(XRD)仪、能谱仪、拉曼(Raman)光谱仪、PL光谱、紫外—可见(UV-VIS)分光光度计等对样品进行了表征分析。分析结果表明:当溅射功率小于100 W时,在soda-lime玻璃衬底上制备的TiO2薄膜为无定形结构。当溅射功率大于等于150 W时,所得TiO2薄膜中出现锐钛矿结构。在本实验中,随溅射功率的增加,TiO2薄膜的结晶越好,晶粒的粒径不断增大且沿(101)取向生长。当在氧气气氛中500℃退火2 h后,制备的TiO2薄膜中锐钛矿相晶粒尺寸增加了17%。在本实验条件下,随着溅射功率的增加,薄膜厚度明显增加,薄膜厚度与溅射功率基本成线性关系。通过光催化降解实验得出,所得到的纳米TiO2薄膜对亚甲基兰溶液具有较强的降解能力。     

直流磁控溅射功率对溅射生长GZO薄膜光电性能的影响

本文采用直流磁控溅射沉积系统在玻璃基底上沉积镓掺杂氧化锌(GZO)薄膜,将溅射功率从120W调整到240W,步长为30W,研究功率变化对GZO薄膜的晶体结构、表面形貌、光学性能和电学性能的影响。结果表明,溅射功率对GZO薄膜电阻率有显著的影响。溅射功率为210W时薄膜呈现最低电阻率为3.31×10~(-4)Ω·cm,可见光波段平均光学透光率接近84%。随着溅射功率的增加,薄膜表面形貌和生长形态发生较大变化,并直接得到具有一定凸凹不平的微结构,GZO薄膜的致密性先增加后降低。     

直流磁控溅射法低温制备GZO:Ti薄膜及其光电性能研究

用直流磁控溅射法在玻璃衬底上成功制备出了钛镓共掺杂氧化锌(GZO:Ti)透明导电薄膜,研究了溅射压强和功率对GZO:Ti薄膜的微观结构和光电性能的影响。研究结果表明,所制备的GZO:Ti薄膜为六角纤锌矿结构的多晶薄膜,且具有c轴择优取向。溅射压强和功率对薄膜的电阻率和微观结构均有显著影响。随功率增大,薄膜电阻率降低,生长率增大。所制备的薄膜的最小电阻率为1.81×10-4Ω·cm,可见光区平均透过率大于84%。     

功率和退火对磁控溅射生长ZnO∶Ga薄膜的影响

采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备了ZnO∶Ga透明导电薄膜(GZO)。通过X射线衍射(XRD)、四探针电导率测试、紫外可见分光光度等表征方法研究了溅射功率对薄膜结晶特性及光电性能的影响。结果表明:当溅射功率180W时制备的GZO薄膜光电性能最优,方块电阻为9.8Ω/sq,电阻率为8.6×10-4Ω·cm,霍尔迁移率为12.5cm2/V·s,载流子浓度为5.8×1020cm-3,可见光透过率超过92%。另外,研究了最优制备条件下的GZO薄膜的高温稳定性,在氩气、氧气和真空气氛下分别对薄膜进行退火处理。结果表明,氩气退火的薄膜电学性能显著提高,是显著改善GZO薄膜性能的有效方法之一;氧气退火不利于薄膜的导电性;真空退火介于两者之间。     

磁控共溅射Al-Cu-Fe薄膜表面形貌分析

利用磁控共溅射方法采用不同的溅射工艺在单晶硅基片沉积制备了Al-Cu-Fe薄膜.运用原子力显微镜镜(AFM)分析了Al-Cu-Fe薄膜的表面形貌、表面粗糙度和晶粒尺寸.结果表明:随着溅射气压的减小,薄膜表面粗糙度和晶粒尺寸均有所减小.当基底温度升高至450℃时,Al-Cu-Fe薄膜的粗糙度和晶粒尺寸明显增加.溅射时间的延长导致了薄膜的表面粗糙度下降和晶粒尺寸的长大.增加溅射功率会使薄膜表面粗糙度有所增加.     

磁控共溅射Al-Cu-Fe薄膜表面形貌分析EI

利用磁控共溅射方法采用不同的溅射工艺在单晶硅基片沉积制备了Al-Cu-Fe薄膜.运用原子力显微镜镜(AFM)分析了Al-Cu-Fe薄膜的表面形貌、表面粗糙度和晶粒尺寸.结果表明:随着溅射气压的减小,薄膜表面粗糙度和晶粒尺寸均有所减小.当基底温度升高至450℃时,Al-Cu-Fe薄膜的粗糙度和晶粒尺寸明显增加.溅射时间的延长导致了薄膜的表面粗糙度下降和晶粒尺寸的长大.增加溅射功率会使薄膜表面粗糙度有所增加.     

直流磁控溅射法制备GZO薄膜及其结构和光电性能的研究

为了提高GZO薄膜性能的稳定性,在溅射温度为室温、气压为0.2 Pa、靶基距为100 mm等工艺条件下,利用直流磁控溅射法在氧化铝基底上沉积超厚型的镓掺杂氧化锌(GZO)薄膜,并探究不同溅射功率对GZO薄膜的表面生长方式、内部晶体取向和光电性能的影响。利用X射线衍射仪、四探针、原子力显微镜等仪器对制备的薄膜进行表征,结果发现随着溅射功率的增大,GZO薄膜晶胞的生长方向由径向生长变为横向生长;薄膜内的晶体结构的衍射峰先增强后降低;薄膜在可见光范围内的平均透光率出现先增大后减小,最后再次增加的趋势。GZO薄膜样品的方块电阻随功率的增加逐渐呈现出下降的趋势,当溅射功率为250 W时,薄膜的方块电阻最低,最低值为18Ω/□。当溅射功率为180 W时,薄膜的择优取向衍射峰峰值达到最大,薄膜的晶胞生长饱满并且结晶性能良好,薄膜表面致密性平整;GZO薄膜的平均透光率在可见光波段范围内达到最高并且接近95%,薄膜的方块电阻为34Ω/□。     

溅射功率对ZnO:Al薄膜光电性能的影响

采用射频磁控溅射工艺,以Al掺杂ZnO(ZAO)陶瓷靶为靶材在石英玻璃基片上制备出具有优良光电性能的ZAO透明导电薄膜,研究了溅射功率对薄膜光电性能的影响。在不同溅射功率条件下制备的ZAO薄膜具有很好的c轴择优取向。较大功率溅射有利于薄膜晶粒尺寸的增大、电阻率降低。ZAO薄膜在可见光区的透过率平均值高达90%以上,受溅射功率影响不大。在340nm-420nm波长附近ZAO薄膜透过率急剧下降,呈现明显的紫外吸收边;高的溅射功率提高了ZAO薄膜的光学带隙宽度。     

GZO/Ag/GZO多层薄膜制备、结构与光电特性的研究

采用射频磁控溅射和离子束溅射联合设备在玻璃衬底上制备出了具有良好附着性、低电阻率和高透过率的GZO/Ag/GZO(ZnO掺杂Ga_2O_3简称GZO)多层薄膜.X射线衍射谱表明GZO/Ag/GZO多层薄膜是多晶膜,GZO层具有ZnO的六角纤锌矿结构,最佳取向为(002)方向;Ag层是立方结构,具有(111)取向.在GZO层厚度一定的情况下,研究了Ag层厚度的变化对多层膜结构以及光电特性的影响.研究发现,当Ag层厚度为10nm时,3层膜的电阻率为9×10~(-5)Ω·cm,在可见光范围内平均透过率达到89.7%,薄膜对应的品质因子数值为3.4×10~(-2)Ω~(-1).     

溅射功率对铒薄膜微观结构的影响

采用直流磁控溅射方法制备出铒(Er)薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了溅射功率对Er薄膜微观结构的影响。结果表明:在溅射功率20W～60W的范围内,Er薄膜均为hcp结构,且呈现明显的(110)晶面择优取向的微观织构。Er薄膜生长呈现柱状晶模式,随着溅射功率的增加,柱状晶组织相应长大,薄膜结构更加致密,表面更为平整,其平均晶粒尺寸7.7nm～9.6nm,表面粗糙度最低2.1nm。磁控溅射方法制备的Er薄膜与电子束蒸发等方法制备的Er薄膜相比具有不同的微观结构特征。     

氢气与Cu中间层对GZO薄膜光电性能的影响

采用磁控溅射方法, 在H₂/Ar混合气氛下制备了GZO薄膜和在Ar气氛下制备了GZO/Cu/GZO多层结构薄膜, 分别研究了H2流量和Cu层厚度对薄膜透明导电性能的影响。在此基础上, 在H₂/Ar混合气氛下制备了GZO/Cu/GZO多层结构薄膜, 对Cu层厚度对其性能的影响进行了研究。结果表明, 沉积气氛中引入H₂能有效降低GZO薄膜的电阻率而提高其透光率, 在H₂流量为20 sccm时GZO薄膜具有最佳性能。随着Cu厚度的增加, GZO/Cu/GZO多层结构薄膜的电阻率和平均透过率显著下降。在H₂/Ar混合气氛下制备的氢化GZO/Cu/GZO多层结构薄膜的电阻率普遍低于Ar气氛下制备的GZO/Cu/GZO多层结构薄膜, 但其透光率却随Cu层厚度的增加而显著降低。另外, 薄膜的禁带宽度随H₂流量的增加而增加, 随Cu层厚度的增加而减小。     

不同溅射功率下PEN/Ti纳米复合薄膜的制备及性能研究

采用直流磁控溅射法,在溅射气压为7.0×10~(-1) Pa和不同溅射功率(72～144W)下,制备出PEN/Ti纳米复合薄膜。研究了不同溅射功率对Ti膜微观组织、表面粗糙度、硬度及生长方式的影响规律。结果表明,直流磁控溅射法在PEN柔性衬底上沉积的钛膜是一种纳米多晶薄膜;随着溅射功率的增加,钛膜沉积速率及钛膜弹性模量皆升高,而钛膜表面粗糙度与钛膜晶粒尺寸均减小;溅射功率的增加将抑制钛膜柱状生长方式。在溅射气压为7.0×10~(-1) Pa,溅射功率为144 W时的工艺参数下,获得性能最佳的复合薄膜。     

溅射功率对硅基哈氏合金薄膜性能的影响

以硅片为基体,采用直流磁控溅射镀膜方法,制备了不同厚度的耐腐蚀的哈氏合金薄膜。采用SEM、XPS、显微硬度等方法,研究了室温条件下,不同溅射功率的哈氏合金薄膜的表面形貌、化学组成、膜厚以及硬度等性能,分析结果表明:低功率沉积的薄膜由纳米级均匀的球形颗粒构成,表面均匀平整,随着溅射功率的升高,晶粒尺度逐渐长大,表面应力随之增大;薄膜中大部分元素都以金属态存在;提高溅射功率,发现薄膜的硬度呈先升后降趋势。磁控溅射法制备的薄膜仍具有哈氏合金原有的特性。     

烧结NdFeB磁体表面沉积Ni膜及其耐腐蚀性

为改善烧结钕铁硼(NdFeB)磁体的耐腐蚀性能,在磁体表面用磁控溅射方法制备了Ni薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了Ni薄膜的组织形貌,利用电化学测试、中性盐雾试验(NSS)测试了镀膜样品的耐腐蚀性能,研究了溅射功率和负偏压对Ni薄膜组织结构、电化学性能和中性盐雾环境下耐腐蚀性能的影响。结果表明:Ni薄膜的厚度和致密性是影响其耐腐蚀性能的关键因素;随溅射功率增大,Ni薄膜厚度增大,但晶粒尺寸变大、致密性降低,耐腐蚀性能先升高后降低;加负偏压后,Ni薄膜厚度有所减小,但膜层表面更加光滑、组织更加致密均匀,因此镀膜样品耐腐蚀性能有所提高;在溅射功率为100~120 W、负偏压为150 V条件下制备的磁控溅射镀Ni样品具有最好的耐腐蚀性能。     

晶体AlCrTaTiNi高熵合金薄膜

用多靶射频磁控溅射技术,在纯氩气氛中不同溅射功率(40～100W)下在Si(100)基底上制备晶体AlCrTaTiNi高熵合金薄膜。同时用四点探针(FPP)X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)及其附带的能谱分析仪对薄膜的电性能和微结构进行表征。分析结果表明AlCrTaTiNi高熵合金薄膜在溅射功率为80W时的晶粒尺寸最大,电阻率最低,为160μΩ.cm左右。同时截面SEM形貌显示形成的晶体并非柱状晶体。     

磁控溅射铜薄膜微观结构对其电爆性能的影响

采用直流磁控溅射法在不同溅射功率和工作气压条件下沉积Cu薄膜,对其进行X射线衍射、原子力显微镜、电阻率测试,分析了工艺参数对Cu薄膜的沉积速率、微观结构和电阻率的影响。通过紫外光刻技术将Cu薄膜制成桥箔,采用电爆测试平台获得Cu桥箔的电爆参数,研究了Cu薄膜的晶粒尺寸、择优取向对其电爆性能的影响。结果表明:随溅射功率的增大,Cu薄膜的沉积速率增加、晶粒尺寸增大、Cu(111)晶面择优取向特性变差,且电阻率降低;随溅射工作气压增大,Cu薄膜的沉积速率降低、晶粒尺寸减小、Cu(111)晶面择优取向越明显,且电阻率增加。对于相同桥区参数的Cu桥箔,晶粒尺寸越小,其爆发时刻就越早;Cu(111)晶面择优取向越明显,其爆发电流和峰值功率就会越大。     

基于射频磁控溅射法制备ZnO薄膜研究

研究射频磁控溅射法制备ZnO薄膜,采用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(SEM)研究溅射功率、溅射时间和退火温度对薄膜微结构特性的影响,并分析ZnO薄膜阻变特性。实验结果表明,沉积态薄膜择优取向为〈002〉晶向,随溅射功率和退火温度增加,择优取向显著增强,溅射功率120 W时薄膜生长速率可达4.8 nm/min,薄膜厚度92 nm的ZnO薄膜具有阻变特性且开关比可达104。     

磁控溅射法制备NiZnCo铁氧体磁性薄膜的工艺研究

采用磁控溅射在硅晶基体上制备NiZnCo铁氧体磁性薄膜,研究了溅射功率对溅射(沉积)速率和微观形貌的影响规律:随着溅射功率由80W增大到150W,薄膜的沉积速率增大;薄膜却由整齐均匀分布的小颗粒状向片状结构变化,分布也不均匀,晶粒明显长大.由此确定最佳溅射功率为120 W,薄膜的微观形貌最理想,溅射(沉积)速率也很快.     

磁控溅射法制备纳米晶钛薄膜工艺研究

利用直流磁控溅射法在硅基底上沉积出纳米晶钛薄膜,研究了背底真空度、溅射功率和基底温度对纳米晶钛薄膜结构的影响。实验证明,当背底真空度高于8.8×10-5 Pa时,可制备出致密的纳米晶钛薄膜,当背底真空度低于2.0×10-4 Pa时,钛薄膜被氧化成一氧化钛薄膜;随着溅射功率的增大,纳米晶钛膜的晶粒尺寸呈线性增大,同时钛薄膜的取向也发生改变,表现出明显的(002)织构;随着温度的升高,钛薄膜织构取向发生改变,当温度为500℃时,钛薄膜被氧化为一氧化钛薄膜。制成平整钛薄膜的工艺条件为:背底真空度8.8×10-5 Pa,溅射功率200 W,基底温度室温。