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。     

非平衡磁控溅射氮化钛薄膜及其性能研究

采用非平衡磁控溅射技术,在钛合金(Ti6Al4V)表面沉积氮化钛薄膜。通过改变氮气和氩气分压比(PN/PAr)和基体偏压,制备出不同结构、性能的氮化钛薄膜。采用X射线衍射技术、原子力显微镜、PS-168型电化学测量系统、CSEM球盘摩擦磨损实验机、HXD-1000 knoop显微硬度仪等研究了薄膜的结构、表面形貌、耐腐蚀性能与机械性能。结果表明,采用非平衡磁控溅射技术制备出了致密的氮化钛薄膜。当PN/PAr较小时,氮化钛薄膜中存在Ti2N时,Ti2N相可以有效提高薄膜的硬度和耐磨损性能;当PN/PAr增加到0.1时,薄膜硬度达到最大,耐磨损性能最优;随着PN/PAr的继续增大,氮化钛薄膜中主要存在TiN相,氮化钛薄膜的复合硬度和耐磨损性能降低。在钛合金(Ti6Al4V)表面沉积氮化钛薄膜可以显著提高其在Hanks类体液中的耐腐蚀性能。     

钛合金表面非平衡磁控溅射制备氮化钛薄膜性能研究

本文利用非平衡磁控溅射技术，通过改变薄膜沉积时氮气和氩气分压比（PN／PAr）和靶基距，在Si（100）和钛合金（Ti6A14V）基体上制备了氮化钛薄膜。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、HXD-1000显微硬度仪和（CSEM）销盘摩擦磨损实验机对氮化钛薄膜的晶体结构、断面形貌、显微硬度和耐磨性进行了表征。研究发现，利用非平衡磁控溅射制备出致密的氮化钛薄膜，PN／PAr较小时，氮化钛薄膜中存在Ti2N相，Ti2N能够提高薄膜的硬度与耐磨性，随着N2／Ar的提高，薄膜硬度、耐磨性提高，当PN／PAr达到0．1时，随着N2／Ar的提高，薄膜硬度、耐磨性降低。结果表明，在钛合金表面制备氮化钛薄膜可以显著提高钛合金表面硬度与耐磨性，在改善用于人工心脏瓣膜的力学性能，提高人工心脏瓣膜的瓣架耐磨性，提高人工心脏瓣膜的寿命方面有较广阔的应用前景。     

低温等离子体辅助脉冲直流磁控溅射制备TiN薄膜

采用一种新型的等离子体辅助脉冲直流磁控溅射溅射沉积方法,在低温状态(100℃)下制备了氮化钛薄膜,利用X射线衍射仪、轮廓仪、分光光度计、原子力显微镜对氮化钛薄膜进行了表征,研究了等离子体源在薄膜制备过程中的作用。结果表明采用该方法可在低温环境下制备高温抗氧化性能良好的氮化钛薄膜。当离子源功率为500 W时,制备的氮化钛薄膜表现良好氮化钛(111)择优取向,薄膜表面粗糙度为1.43 nm,红外反射率可达到90%。     

离子源对磁控溅射制备TiNC膜基结合力的影响

由于膜基附着力不好,膜层脱落问题是工业生产中磁控溅射镀制黑膜最常见的问题.本实验采用 阳极线性离子源和霍尔点源辅助磁控溅射复合技术制备了TiNC薄膜,探讨解决TiNC膜基附着力不好的问题.初步实验结果表明,离子束辅助沉积对于改善膜基附着力的作用并不明显,本文还比较了脉冲偏压清洗对膜基附着力的影响,探讨了其可能影响因素.     

室温直流磁控溅射氮化钛薄膜研究

利用直流磁控溅射在室温下沉积出性能优良的氮化钛薄膜,研究了N2流量和偏压对氮化钛薄膜性能和结构的影响,并采用扫描隧道显微镜(STM)技术对其表面形貌进行了较为详细的研究.结果表明,随着N2流量的增加,薄膜的结构从四边型混合结构转变为面心立方 NaCl型结构,最后变为无定型结构,薄膜结构的变化也使薄膜的硬度随之发生变化;施加负偏压不仅能让薄膜中缺陷减少,使膜层变得更致密,而且还能优化氮化钛晶粒,从而获得性能优良的薄膜.从TiN薄膜的表面形貌图可知,薄膜表面平整,缺陷很少,晶粒排列非常致密,且空位及表面缺陷较少.     

反应磁控溅射离子镀氮化钛薄膜质量与工艺参数的关系

本文总结了影响反应磁控溅射离子镀氮化钛膜层质量的主要工艺参数。测得了靶极电压与氮气流量、靶极电流与氮气流量、溅射室内压强与氮气流量、氮化钛膜的颜色与氮分压、氮化钛膜的颜色与基板温度、靶极功率与氩气分压的关系以及薄膜层中氮、钛含量沿薄膜表面的分布。上述结果对提高溅射速率和薄膜质量有很大的实际意义。     

离子束辅助磁控溅射低温沉积ITO透明导电薄膜的研究

本文对离子束辅助磁控溅射低温沉积的ITO薄膜进行了研究,重点考察了辅助离子束能量对ITO薄膜的光电性能和晶体结构的影响。结果表明:当A r/O2辅助离子束能量为900 eV左右时能够有效改善ITO薄膜的光电性能,在从非晶到多晶的转变过程中ITO薄膜具有较低的电阻率。在聚碳酸酯(PC)基片上制备了平均可见光透过率81.0%、电阻率为5.668×10-4ohm cm、结构致密且附着力良好的ITO薄膜,基片无变形。     

磁控溅射低温沉积ITO薄膜及其光电特性研究

采用直流反应磁控溅射法低温沉积ITO薄膜,用XRD、SEM和UV—Vis分别表征ITO薄膜的晶体结构、表面形貌及其紫外-可见光吸收谱,研究了氧分压、溅射功率及薄膜厚度等工艺参数对薄膜光电性能的影响,结果表明,氧分压过大时,ITO薄膜中有大量的位错和缺陷,使薄膜的电阻率变大,导电性变差;氧分压过小时,薄膜中将有大量氧空位产生,导致晶格变形,使电阻率增加。随着溅射功率增大,在相同时间内薄膜厚度增加,方块电阻减小,薄膜电阻率降低。随着薄膜厚度增加,制备的薄膜晶体结构相对完整,载流子浓度和迁移率逐渐增大,薄膜电阻率变小,进而对样品的光电性能产生明显影响。     

TiN薄膜的阳极氧化

对ＴｉＮ薄膜进行阳极氧化处理，在ＴｉＮ表面形成了一层氧化。氧化膜呈干涉色，其颜色随槽压变化；氧化膜色调均匀、耐磨性较好。ＸＰＳ及ＡＥＳ分析结果表明，氧化膜由ＴｉＯ２组成，在槽压为９Ｖ时膜厚为９０ｎｍ。     

等离子体源增强磁控溅射沉积Al2O3薄膜研究

采用电子回旋共振微波等离子体源增强磁控溅射沉积氧化铝薄膜.X射线光电子谱和X射线衍射分析表明,在600℃沉积温度下,Si（100）基片上获得了亚稳的具有化学计量配比成分、面心立方结构的γ-Al₂O₃薄膜.薄膜的折射率为1.7,与稳定的α-Al₂O₃体材料相当.     

多弧离子镀与磁控溅射共沉积TiN/TiCN多层膜的高温抗氧化性能

TiN/TiCN多层膜的高温抗氧化性研究对于扩大其应用领域具有重要作用,但目前鲜见相关报道。采用多弧离子镀与磁控溅射技术以不同调制周期在304不锈钢表面共沉积TiN/TiCN多层膜。采用XRD、XPS、倒置显微镜及高温氧化试验研究了多层膜的高温抗氧化行为。结果表明:TiN/TiCN多层膜表面光滑平整、均匀致密,薄膜主要为具有Ti-(C,N)键的fcc-TiN结构;随着调制周期的减小,TiN/TiCN多层膜生长取向发生转变,且具有(111)晶面生长织构;随着氧化温度的升高,多层膜的显微硬度逐渐降低,氧化增重速率不断增大,且在700℃之后变化速率较快,薄膜的开始氧化温度约为750℃;随着调制周期的减小,多层膜TiN与TiCN界面层数量增多,促使晶粒细化,提高了其致密性,还隔断了缺陷贯穿薄膜的连续性,显著降低了薄膜的孔隙率,致使O原子扩散困难,增强了薄膜的高温抗氧化性能。     

等离子体源增强磁控溅射沉积Al2O3薄膜研究

采用电子回旋共振微波等离子体源增强磁控溅射沉积氧化铝薄膜。X射线光电子谱和X射线衍射分析表明，在600℃沉积温度下，Si（100）基片上获得了亚稳的具有化学计量配比成分、面心立方结构的γ－Al2O3薄膜。薄膜的折射率为1．7，与稳定的α－Al2O3体材料相当。     

工艺参数对磁控溅射TiN膜成分影响的研究

在不同的工艺参数条件下 ,采用磁控溅射技术制备了大量的TiN膜样品。通过对实验结果的仔细分析 ,得出了膜层颜色与氩气分压无关 ,而与溅射功率和氮气分压的比值有关的结论 ,并得到了微观结构分析的证实。对磁控溅射法制备TiN膜技术具有一定的参考价值     

钛阳极磁控溅射钽的工艺研究

涂层钛阳极在使用中会因氧化而失效.为了开发新型的涂层钛阳极,进行了磁控溅射钽作钛阳极底层的研究.通过改变溅射功率、氩气压力及溅射时间,对不同工艺条件下沉积的钽膜进行了分析.用XRD分析了溅射层的成分及相结构;通过SEM,AFM观察了钽膜的微观形貌和颗粒尺寸;用拉开法测定了钽膜的附着力.综合分析了影响钽膜质量的因素,推荐磁控溅射3～4靘钽膜的优化工艺为:功率100～130 W,氩气压力0.1～0.3 Pa,溅射时间45～50 min.钽膜作为底层可提高二氧化铅阳极的使用寿命40倍以上.     

直流磁控反应溅射制备IrO2薄膜

为研究氧化依（ＩｒＯ_２）对ＰＺＴ铁电薄膜疲劳性能的影响,利用直流（ＤＣ）磁控反应溅射（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）工艺成功地在ＳｉＯ_２／Ｓｉ（１００）衬底上制得了高度取向的ＩｒＯ_２薄膜．并在其上制成ＰＺＴ铁电薄膜．讨论了溅射参数（溅射功率、 Ａｒ／Ｏ_２比、衬底温度）以及退火条件对氧化铱薄膜的结晶、取向和形态的影响．     

磁控溅射法制备的CdS:Al薄膜的性质研究

采用Al和CdS双靶共溅射的方法, 调控Al和CdS源的沉积速率, 制备出不同Al掺杂浓度的CdS:Al薄膜。通过XRD、SEM、AFM、紫外-可见透射光谱分析、常温霍尔测试对CdS: Al薄膜的结构、形貌、光学和电学性质进行表征。XRD结果表明, 不同Al掺杂浓度的CdS:Al薄膜均为六方纤锌矿结构的多晶薄膜, 并且在(002)方向择优生长。SEM和AFM结果表明, CdS:Al薄膜的表面均匀致密, 表面粗糙度随着Al掺杂浓度的增加略有增加。紫外-可见透射光谱分析表明, CdS:Al薄膜禁带宽度在2.42~2.46 eV 之间, 随着Al掺杂浓度的增加而略微减小。常温霍尔测试结果证明, 掺Al对CdS薄膜的电学性质影响显著, 掺Al原子浓度3.8%以上的CdS薄膜, 载流子浓度增加了3个数量级, 电阻率下降了3个数量级。掺Al后的CdS薄膜n型更强, 有利于与CdTe形成更强的内建场, 从而提高太阳电池效率。用溅射方法制备的CdS:Al薄膜的性质适合用作CdTe薄膜太阳电池的窗口层。     

离子束辅助磁控溅射制备类石墨碳膜的结构与性能研究

采用离子束辅助磁控溅射技术(IBMSD)制备了高硬度、低电阻率的类石墨碳膜(GLC), 用TEM和XRD考察其组成相, 用XPS、FTIR和电阻率间接确定其碳键结构, 并测定了不同气体和离子能 量辅助轰击下制备的几组薄膜的沉积速率、成分、硬度和粗糙度等. 结果表明: 采用IBMSD制备的GLC是一种以sp²键为主的非晶硬质碳膜. CH₄辅助轰击较Ar有利于提高沉积速率. 辅助轰击能量的增大使薄膜表面粗糙度先减小后增大, 硬度的变化一定程度上与粗糙度相关.     

中频磁控溅射NiO_x电致变色薄膜(英文)

采用中频孪生非平衡磁控溅射技术,制备了纳米晶结构NiOx电致变色薄膜。利用原子力显微镜、掠射X射线衍射、电化学设备、紫外分光光度计等测试手段分析薄膜结构及电致变色特性。结果表明:室温沉积获得表面质地均匀的NiOx薄膜;在±3V致色电压下,薄膜电致变色性能优异,对可见光透过率调制范围达30%以上,但薄膜寿命低。获得的薄膜为结构疏松的纳米晶结构,易于离子的注入和抽取,变色性能优异,但易发生Li+不可逆注入,薄膜寿命低。