磁控溅射制备Fe／Ti多层膜的结构和磁性

用磁控溅射技术制备了系列Fe／Ti纳米多层膜，周期调制在2．2-24．0nm；用透射电镜和小角，高角X射线衍射分别研究了样品的结构；用振动样品磁强计和Mossbauer谱研究了样品的磁性，发现铁层厚度在2nm附近时存在铁磁性面心立方γ-Fe，样品的易磁化方向平行于膜面；随调制周期增大，样品的饱和磁化强度增加，矫顽力下降且与结晶状态有关。     

金属Fe/Pd成分调制膜的结构和磁性研究

用真空双源蒸镀法在玻璃衬底上制得了金属Fe/Pd成分调制膜。用X射线衍射分析了它们的调制特性和晶格结构;用振动样品磁强计进行磁性测量。结果表明:金属Fe/Pd成分调制膜中Pd层为fcc结构;随着Fe层厚度减小,Fe层结构由bcc转变为非晶态。研究了比饱和磁化强度随Fe层厚度的变化规律并探讨了它的机理。     

直流磁控溅射沉积（Ti,Al）N膜的研究

研究了用直流磁控反应性溅射法在Ａｒ＋Ｎ２气氛中沉积（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ膜的工艺。（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ膜具有比ＴｉＮ膜高的耐磨性，硬度和高温抗氧化性，ＡＥＳ深度分析表明，由Ａｌ的选择性氧化形成的Ａｌ２Ｏ３保护层，是（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ膜具有优良高温抗氧化性能的原因。     

磁控溅射制备Fe／Ti多层膜的结构和磁性

用磁控溅射技术制备了系列Ｆｅ／Ｔｉ纳米多层膜，周期调制在２．２－２４．０ｎｍ，用透射电镜和小角，高角Ｘ射线衍射分别研究了样品的结构；用振动样品磁强计和Ｍｏｅｓｓｂａｕｅｒ谱研究了样品的磁性。发现铁层厚度在２ｎｍ附近时在铁磁性面立方γ－Ｆｅ，样品的易磁化方向平行于膜面；随调制周期增大，样品的饱和磁化强度增加，矫顽力下降且与结晶状态有关。     

离子束溅射制备Co／Pt多层膜的磁性研究

室温下采用ＶＳＭ测定了离子束溅射（ＩＢＳＤ）技术制备的Ｃｏ／Ｐｔ多层膜垂直方向的Ｍ－Ｈ回线。研究结果表明：Ｃｏ／Ｐｔ多层膜中单位体积Ｃｏ的饱和磁化强度ＭｓＣｏ小于块状Ｃｏ的饱和磁化强度;Ｃｏ／Ｐｔ多层膜的饱和磁化强度（Ｍｓ）与厚度有关：随Ｃｏ层厚度ｔＰｔ和多层膜总厚度ｔｆ的增加而增大,随Ｐｔ层厚度ｔｐｔ的增加而减小;外推结果表明当ｔＣｏ小于一个原子层厚（≈０２５ｎｍ）时,室温下Ｃｏ／Ｐｔ多层膜的饱和磁化强度为零,呈顺磁性     

[Co／Ti],[Co／Cu（Ni）]多层膜的结构与磁性

用双对向靶溅射方法制备了具有非晶磁性的「Ｃｏ／Ｔｉ」３０，「Ｃｏ／Ｃｕ（Ｎｉ）３０」两组多层膜，分别用Ｘ射线衍射，透射电镜和振动样品磁强计做了结构和磁性测量，在以非晶Ｃｏ和Ｃｉｕ－Ｎｉ合金构成的「Ｃｏ／Ｃｕ（Ｎｉ）」多层膜中，发现饱和磁化强度Ｍｓ随非磁性层厚度ｄｓ的增国发生振荡变化；在以非晶Ｃｏ和Ｔｉ构成的「Ｃｏ／Ｔｉ」多层膜中，ＭＳ和则随ｄｓ的增加而减小。     

纳米晶软磁薄膜Fe-Ti-N的结构、磁学性能和热稳定性研究

在高溅射功率900W下用RF磁控溅射方法制备了厚为630－780nm的e-Ti-N薄膜。结果表明：当膜成分（原子分数，％，下同）在Fe-3.9Ti-8.8N和Fe-3.3Ti-13.5N范围内，薄膜由α′和Ti2N沉淀组成，磁化强度4πMs超过纯铁，最高可达2.38T；而矫顽力Hc下降为89A／m，可以满足针对1.55Gb/cm^2高存储密度的GMR／感应式复合读写磁头中写入磁头的需要，N原子进入α-Fe使α′具有高饱和磁化强度；Ti的加入，阻止α′→α γ′的分解，稳定了强铁磁性相α′，是Fe-Ti-N具有高饱和磁化强度的原因。由于由晶粒度引起的对Hc的影响程度Hc^D与晶粒度D有以下关系：Hc^D∝D^6，晶粒度控制非常重要。N原子进入α-Fe点阵的八面体间隙，引起极大的畸变，使晶粒碎化。提高溅射功率也使晶粒度下降。两者共同作用，能使晶粒度下降到约14nm，使Hc下降。晶界是择优沉淀地点，在α′晶界上沉淀Ti2N能起钉扎作用，阻止晶界迁移，使纳米晶α′不能长大。薄膜的结构和Hc的稳定温度不低于520℃。     

Ti－N隔层厚度对Fe－N／Ti－N纳米多层膜磁性的影响

用磁控溅射技术成功的制备了Ｆｅ－Ｎ／Ｔｉ－Ｎ纳米多层膜．Ｆｅ－Ｎ层厚度固定为２．２ｎｍ，Ｔｉ－Ｎ层厚度在０．５ｎｍ和４．６ｎｍ之间依次变化．由Ｘ射线衍射结果发现样品中有Ｆｅ１６Ｎ２相存在，发现Ｔｉ－Ｎ层厚度的变化，对剩磁比、饱和外场、矫顽力、饱和磁化强度（ＭＳ）有很大影响，Ｆｅ－Ｎ层之间有铁磁耦合和反铁磁耦合变化．     

Co/Pt多层膜的结构和饱和磁化强度

采用离子束溅射技术制备Ｃｏ／Ｐｔ多层膜,用ＲＢＳ、小角ＸＲＤ和断面ＴＥＭ研究了多层膜的周期性调制结构,用ＶＳＭ研究了磁性层Ｃｏ和顺磁性层Ｐｔ的厚度变化对饱和磁化强度的影响。结果表明,多层膜具有良好的周期性层状结构,和设计值一致。样品的饱和磁化强度（Ｍｓ）随Ｃｏ层厚度增加而增大,随Ｐｔ层的厚度增大而减小。当Ｃｏ层和Ｐｔ层的厚度比一定时,样品的饱和磁化强度不受周期数的影响,符合Ｍｓ＝ＭｃｏｔＣｏ／Ｄ模     

Structure and magnetic properties of columnar Fe-N thin films deposited by direct current magnetron sputtering

Columnar Fe-N thin films with thickness ranging from 30 to 150 nm were deposited by direct current magnetron sputtering using an Ar/N2 gas mixture (V(N2)/V(N2+Ar)=5%) on corning glass substrates. The structure, surface morphology and magnetic properties were investigated using X-ray diffractometry(XRD), scanning electron microscopy, atomic force microscopy, transmission electron microscopy(TEM) and superconducting quantum interference magnetometry. XRD investigation shows that Fe-N films exhibit amorphous-like structures; however, TEM measurements indicate the synthesis of mixture phases of α-Fe+ζ-Fe2N+ε-Fe3N in these films. The magnetic anisotropy and coercivity of Fe-N thin films exhibit strong dependence on the film growth behavior and surface morphology. With increasing the height of Fe-N films with column structures, the coercivity increases from 7.96 kA/m to 22.28 kA/m in the direction parallel to the film surface. In perpendicular direction the coercivity only increases slightly from 39.79 kA/m to 43.77 kA/m. However, the values of anisotropy field increase from 0.79×106 to 1.44×106 A/m, which is mainly attributed to the shape anisotropy of elongated columns due to the fact that the difference of magneto-crystalline anisotropy among these Fe-N films is small. The saturation magnetizations of Fe-N films vary with increasing film thickness from 23.5 to 85.1 A-m2/kg.     

磁控溅射中溅射电流对Ti薄膜膜基结合性能的影响

研究在磁控溅射工艺中工作压强和溅射时间恒定的情况下,溅射电流的变化对钛膜与基底Gd结合能力的影响.通过拉伸法测量薄膜与基体间的附着强度,利用扫描电镜观察Ti膜表面形貌.结果表明:溅射电流达到3 A时,Ti膜表面平整,与基体的结合力最强.由此说明,溅射电流的变化对钛膜与基底Gd结合能力的影响较大.     

磁控溅射制备Mo薄膜的优化工艺和组织及性能研究

基于正交试验设计,采用射频磁控溅射技术在不同工艺条件下制备了一系列纯金属Mo薄膜。以薄膜的纳米硬度和结合强度为评价指标,考察分析了溅射靶功率、基片温度、氩气流量和真空度4个工艺参数对溅射Mo薄膜综合力学性能和组织结构的影响规律及机理。结果表明,所制备的多种Mo薄膜均为立方多晶结构,并在(110)和(220)晶面择优生长。薄膜由细小的"树枝"状颗粒随机堆叠而成,表面呈压应力状态。综合考虑薄膜的沉积质量和沉积效率,提出磁控溅射制备Mo薄膜的较佳工艺参数为Mo靶功率100 W,沉积温度120℃,氩气流量90 cm3/min,真空度0.2 Pa。采用优化工艺制备的Mo薄膜具有良好的结晶状态和均匀致密的组织结构,纳米硬度为7.269 GPa,结合强度高达33.8 N。     

磁控溅射沉积非晶碳膜微结构及电学性能

在单晶Si (100)基体上,采用闭合场非平衡磁控溅射方法沉积制备了导电非晶碳膜.X射线衍射(XRD)分析表明薄膜呈明显的非晶结构;用XPS分析了薄膜中的碳键结构,碳膜的C1s峰位于284～285 eV之间,Cls峰分峰拟舍得出sp2C的原子数分数为59％左右,碳键以sp2结构为主;四探针法测得薄膜的电阻率为1.32×...     

磁控溅射制备Ru-B薄膜的研究

采用射频磁控溅射技术制备了Ru-B薄膜,利用掠入射X射线衍射(GIXRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、原子力显微镜(AFM)等分析技术对薄膜的相结构、沉积速率以及表面形貌进行了研究分析。结果表明：在室温下制备的 Ru-B 薄膜均为非晶态。薄膜的沉积速率不随溅射时间变化,但随溅射功率的增加而增大。薄膜表面光滑致密质量良好,随着溅射时间的延长,薄膜表面晶粒大小和粗糙度增大。溅射功率影响着基片表面粒子的形核长大和迁移扩散速率,进而影响薄膜的表面形貌。     

功率对磁控溅射TbDyFe薄膜磁致伸缩性能的影响

采用直流磁控溅射工艺制备TbDyFe磁致伸缩薄膜，通过考察薄膜成分及其微结构，分析研究了溅射功率对薄膜磁致伸缩性能的影响。结果表明，同一薄膜内部成分相当均一，但不同溅射功率条件下的薄膜成分相异。溅射功率较低，薄膜内部微柱状体结构导致了磁各向异性的产生，磁致伸缩性能下降；溅射功率提高到120W，微柱状体结构消失，薄膜内部趋于均一连续，磁致伸缩性能较好。     

氮气流量对反应磁控溅射TiN薄膜微结构与力学性能的影响

利用磁控溅射镀膜技术分别在硬质合金YG6X和单晶Si片表面制备TiN薄膜,分析N2流量对薄膜相组成、表面形貌、显微硬度和膜基结合力的影响。结果表明,N2流量对薄膜的微结构以及力学性能具有重要影响。随着N2流量的降低,TiN薄膜表面孔洞和台阶明显减少,表面平整度得到明显改善;薄膜的物相组成在N2流量为0.2sccm时为TiN和TiN0.61两相;N2流量的变化改变了薄膜表面的能量状态,因此,降低N2流量导致TiN薄膜的生长取向由(200)面向(111)面转变。同时,N2流量为2.4 sccm时TiN薄膜的膜基结合力最高,此时TiN薄膜也具有最高的显微硬度。     

Mo电极上磁控反应溅射AlN薄膜

采用射频反应磁控溅射法在Mo电极上沉积了AlN薄膜.研究了溅射气压、靶基距、溅射功率、衬底温度及N_2含量等不同工艺条件对AlN薄膜择优取向生长的影响.用XRD分析了薄膜的择优取向,用原子力显微镜、高分辨场发射扫描电镜表征了薄膜的形貌.实验结果表明,靶基距和溅射气压的减小,衬底温度及溅射功率的升高有利于AlN(002)晶面的择优取向生长.氮氩比对AlN薄膜择优取向生长影响较小,N_2≥50%(体积分数)时均可制得高c轴择优取向的AlN薄膜.经优化工艺参数制备的AlN柱状晶薄膜适用于体声波谐振滤波器的制备.     

Zr含量对磁控溅射Mg-Zr-O薄膜微观结构和放电性能的影响

采用磁控溅射在玻璃基底上沉积Mg-Zr-O 复合介质保护膜,研究Zr掺杂含量对薄膜微观结构和放电性能（着火电压,最小维持电压）的影响。结果发现,沉积的Mg-Zr-O薄膜晶粒细小,微观结构仍然保持MgO的面心立方NaCl型结构,所掺杂的Zr以Zr4+形式置换固溶于MgO晶格中。当掺杂Zr浓度为2.03at%时,薄膜具有最强的（200）择优取向和最小的表面粗糙度。适当Zr掺杂的Mg-Zr-O薄膜和纯MgO薄膜相比,其着火电压和最小维持电压分别降低了25和15 V。     

磁控溅射沉积钌薄膜的微观结构及生长过程

采用射频磁控溅射,通过改变基底温度、溅射时间、基底形貌,制备不同参数的钌薄膜。结果表明,该工艺制备的钌薄膜均没有明显的择优取向。随着溅射温度的升高,薄膜的致密性不断提高,表面由平整向起伏型结构转变,晶粒尺寸出现先增大后减小的趋势。随着溅射时间的增加,晶粒尺寸小幅增加,晶粒由圆形状演变为致密的长条状。在表面形貌较平坦的基底上更易获得光滑而致密的钌薄膜。在此基础上,研究并讨论了不同基底形貌上钌薄膜的生长方式。