不同氮分压下磁控溅射ZrN对钛/瓷结合的影响

探讨不同氮分压下磁控溅射氮化锆(ZrN)涂层对纯钛与低熔瓷粉(Vita钛瓷粉系统)结合强度的影响。60个纯钛基片随机分为1个对照组和3个实验组。实验组分别在不同氮分压下(Ta组1.0×10-2Pa,Tb组5.0×10-2Pa和Tc组10.0×10-2Pa)溅射沉积ZrN涂层。纯钛试样经表面处理后在烤瓷炉中进行烧结。用XRD检测到ZrN立方新相。万能试验机测试钛瓷试样三点抗弯强度,对照组为(26.67±0.88)MPa,实验组分别为:Ta(49.41±0.55)MPa,Tb(54.55±0.69)MPa和Tc(46.24±0.53)MPa,四组间差别均有统计学意义(P<0.05)。SEM观察表明,实验组钛/瓷结合良好,钛基底残留的瓷断面数量较多,面积较大。不同氮分压下溅射沉积的ZrN涂层对钛/瓷结合的增强程度有所不同,5.0×10-2Pa下钛/瓷结合增强最为明显。     

退火温度对磁控溅射Mo薄膜结构和性能的影响

采用磁控溅射技术在石英基体上制备了厚度为600 nm的Mo薄膜,并在不同温度下(400～ 900℃)对其进行退火处理.通过XRD、SEM、四探针测试仪对Mo薄膜的结构和性能进行了分析.结果表明,随着退火温度的升高,(110)晶面择优取向特性增强.Mo薄膜在退火温度为800℃时电阻率达到最小值3.56×10-5 Ω·cm,在900℃退火时薄膜出现宽度约为50 nm的微裂纹且薄膜电阻率较大.     

氮分压对离子镀氮化钛涂层的影响

研究了氮分压对空心阴极离子镀氮化钛涂层性能的影响。结果表明：在１．３３×１０（－２）～２．２１×１０（－１）Ｐａ氮分庄范围内，显微硬度随氮分区增加而增加，在２×１０（－２）Ｐａ时显微硬度出现最大值，而后随氮分压的增加，显微硬度下降；随着氮分区增加，氨化钛涂层在Ｈ２ＳＯ４溶液中的抗腐蚀性能增加；氮分压强烈影响ＴｉＮ织构。     

中频磁控溅射钛酸锶钡薄膜的结构及性能

用中频磁控溅射制备了钛酸锶钡Ba0.6Sr0．4TiO3（简称MF-BST）薄膜，并对该薄膜进行原位晶化。XPS表明，MF-BST薄膜的表面成分Ba0.58Sr0.42Ti1.01P2.95和膜体成分Ba0.6Sr0.4TiO3接近，主要由钙钛矿结构的BST组成。AFM表明，MF-BST薄膜的表面光滑致密。XRD表明，MF-BST薄膜晶化完全，呈（111）择优。XTEM观察及XPS刻蚀表明MF-BST／Pt界面过渡层约2nm厚，含少量的TkPtyOz。MF-BST薄膜电容器具有高达1200的介电常数及低达10^-9A／cm^2的漏电流密度。同时，该薄膜的结构及介电性能与射频磁控溅射及非原位晶化的Ba0.6Sr0．4TiO3（简称RF-BST）薄膜进行了比较。     

氮分压对PEMSIP法高速钢基体TiN涂层的影响

用Ｘ射线衍射分析研究了氮分压对ＰＥＭＳＩＰ法ＴｉＮ涂层相组成的影响，结果表明，随着氮分压增加，涂层相组成朝着富氮相及其含量加的方向发展，变化趋势为：ａＴｉ－（ａＴｉ＋Ｔｉ＋Ｔｉ２Ｎ）－ＴｉＮ。氮分压对涂层硬度影响主要是由氮分压影响涂层相组成而引起的，其中，由Ｔｉ２Ｎ和ＴｉＮ两相组成的膜硬度最高。     

Ti对磁控溅射不锈钢薄膜结构的影响

研究了磁控溅射321不锈钢薄膜内Ti对膜结构由晶态向非晶态转化的影响用X射线衍射分析了膜的结构,结果表明,膜的结构随含Ti量不同而有变化在Ti含量(wt-％)为0—3,3—10,10-18,18-30时,膜的结构分别为α-Fe,α-Fe+x相,非晶+微晶,非晶态     

射频磁控溅射方法制备掺氮TiO2薄膜及其结构和亲水性研究

本文采用磁控溅射方法制备掺氮TiO2薄膜。将TiO2作为靶材,通以N2/Ar混合气体来精确控制N的掺杂量。为改善掺氮TiO2薄膜的性能,首先将试样放于退火炉中退火,退火温度范围为300-600℃;再将试样放于黑暗处一段时间;最后用可见光（visible-light, VIS）照射。采用扫描电子显微镜（Scanning electron microscopy, SEM）观察薄膜的表面形貌,结果表明,颗粒尺寸随退火温度升高而增大。采用X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy, XPS）研究薄膜的化学成分,结果表明,薄膜中生成了N-Ti-O (β-N)和羟基,这可能是因为N掺杂入TiOx晶格引起的;且羟基含量随退火温度升高而增加,使得基片有更好的亲水性。采用X射线衍射（X-ray diffraction, XRD）研究薄膜的晶体结构,结果表明,退火后非晶薄膜转变为晶态。采用接触角仪测试薄膜的亲水性,结果表明,水接触角随退火温度升高而减小,这可能是由于颗粒尺寸和羟基含量的改变造成的。亲水性也受避光储存时间的影响,实验结果表明,随着储存时间的增加,水接触角增加。可见光照射实验表明,可见光照射后薄膜的亲水性增加。     

中频磁控溅射钛酸锶钡薄膜的结构及性能

用中频磁控溅射制备了钛酸锶钡Ba0.6Sr0.4TiO3(简称MF-BST)薄膜,并对该薄膜进行原位晶化.XPS表明,MF-BST薄膜的表面成分Ba0.58Sr0.42Ti1.01O2.95和膜体成分Ba0.6Sr0.4TiO3接近,主要由钙钛矿结构的BST组成.AFM表明,MF-BST薄膜的表面光滑致密.XRD表明,MF-BST薄膜晶化完全,呈(111)择优.XTEM观察及XPS刻蚀表明MF-BST/Pt界面过渡层约2nm厚,含少量的TixPtyOz.MF-BST薄膜电容器具有高达1200的介电常数及低达10-9A/cm2的漏电流密度.同时,该薄膜的结构及介电性能与射频磁控溅射及非原位晶化的Ba0.6Sr0.4TiO3(简称RF-BST)薄膜进行了比较.     

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。     

离子源对中频反应磁控溅射AlN薄膜结构和性能的影响

采用离子源辅助中频反应磁控溅射技术在单晶硅及硬质合金基体上沉积AlN薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计、薄膜结合强度划痕试验仪等对薄膜结构及性能进行表征,着重研究了离子源对中频反应磁控溅射AlN薄膜结构和性能的影响.结果表明:离子源的辅助沉积有利于AlN相的合成,当离子源功率大于0.7 kW时,AlN沿(100)晶面择优取向明显,当离子源功率为1.3 kW时,所沉积膜层有向非晶化转变的趋势.同时,随着离子源功率的增加,所沉积的AlN薄膜致密度和膜、基结合力均显著提高,而膜层沉积速率和硬度则呈先上升后降低的规律.     

硫分压对光吸收层CuInS2薄膜性能的影响

在不同硫分压r (r=Sn/[N2+Sn])下,采用Cu-In预制膜硫化法制备了CuInS2薄膜.用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、霍尔测试仪、紫外-可见光分光光度计对薄膜的表面形貌、结构、电学、光学性能进行了表征分析.结果表明:随着r增加,薄膜的结晶质量提高,当r＝1/2时,晶粒大小如一,粒度保持在1 μm左右,沿[112]晶向择优生长,载流子浓度为5.6×1016 cm-3,光学带隙在1.53 eV左右.     

Nb-Si-N 纳米复合薄膜中的界面力学性能研究

基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了Nb-Si-N纳米复合薄膜间隙型界面结构和置换型界面结构的力学性能。采用第一性原理方法计算了不同应变下的系统能量,通过分析得到其力学常数。计算出间隙型界面和置换型界面结构的体积模量分别为233.595 GPa和280.204 GPa,剪切模量分别为70.716 GPa和125.677 GPa,杨氏模量分别为192.702 GPa和327.994 GPa。这表明Nb-Si-N纳米复合薄膜置换型界面结构的抗剪切形变与抗压缩形变都优于间隙型界面结构。杨氏模量各向异性分析显示,两种界面结构各方向弹性较为一致,NbN各方向弹性差别较大。     

氧气分压和热处理温度对制备玻璃基二氧化钛薄膜的表面形貌和光学性能的影响

用直流反应磁控溅射法制备了玻璃基TiO2薄膜。溅射过程中，Ar气的分压保持在0．8SPa不变，而O2的分压在0．10Pa～0．6SPa之间变化：镀膜试样在400℃～550℃之间进行热处理。用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和紫外．可见光谱仪研究了薄膜的表面形貌、薄膜沉积速率和光学带隙宽度。结果表明，随着氧气分压从0．10Pa增加到0．6SPa，薄膜沉积速率从4．4nm／min下降到2．2nm／min，光学带隙从3．67eV下降到3．59eV，薄膜表面呈现出均匀的纳米晶粒和纳米孔：550℃热处理有助于较致密薄膜形成纳米晶粒和纳米孔，并降低带隙宽度。     

气压对磁控溅射硅钼薄膜结构及内应力的影响

文章研究了气压对射频磁控溅射法在硅基底上制备硅钼薄膜的影响,成功制备出单一的四方相二硅化钼薄膜,并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜及应力分布测试仪对退火前后的薄膜样品进行了结构和应力分析。结果表明:气压对薄膜的微结构和内应力有重大影响。随着气压的升高,薄膜的结构发生表化,内应力降低。经高温退火后,薄膜的晶化程度明显提高,内应力大幅降低。     

Effect of Air Pressure on the Microstructure and Stress Properties of Si/Mo Thin Films

因为金属硅化物具有低电阻以及高温稳定性,且可直接在多晶硅上沉积,当电阻减小时又能保持住基本的MOS电路多晶硅栅,所以在集成电路方面受到人们的高度重视[1].由于在大规模集成电路(LSI)制作过程中要经受1000℃以上的高温处理,从而要求金属硅化物耐高温,而MoSi2是难熔金属硅化物的典型代表,具有高熔点、抗高温氧化性、低热膨胀系数及良好的电热传导性,因此在各种工业领域中得到广泛应用.国内对MoSi2块体材料已经作了较为系统的研究,但对MoSi2薄膜的研究报道却较少.因此本文利用磁控溅射技术,研究了在不同的溅射气压下MoSi2薄膜表面形貌、结构及内应力的变化,探讨了气压影响表面形貌、结构及内应力的作用机制.     

气体压强对DLC薄膜微观结构及性能的影响

利用等离子体浸没离子注入与沉积设备,在7A04铝合金表面制备类金刚石薄膜,使其表面有较高的硬度和良好的耐磨损性能。分别采用拉曼光谱仪、显微硬度计、纳米划痕仪和摩擦磨损试验机对样品的微观结构、显微硬度、膜基结合力和摩擦磨损性能进行测试。研究了气体压强对薄膜微观结构、显微硬度及摩擦磨损性能的影响。结果表明:在气压为0.2Pa下制备的薄膜与基体结合力达到了26mN,具有良好的耐磨损性能;随着气压的升高,薄膜厚度增加,膜基结合力与耐磨损性能下降。     

不同氮分压制备纳米复合Zr-Si-N薄膜的组织与性能研究

利用射频反应磁控溅射设备在不同N2分压下制备了Zr-Si-N 纳米复合薄膜.研究了N2分压对薄膜组织和性能的影响.结果表明:随着N2分压的增加,薄膜中Zr、Si元素含量比降低,且薄膜方电阻增加;Zr-Si-N薄膜的微观组织由纳米晶ZrN嵌入SiNx非晶基体构成,在低N2分压条件下,有少量Zr2Si 形成.Zr2Si 的形成与低N反应活性相关.在0.03 Pa N2分压条件下,Zr-Si-N薄膜硬度达到22.5 GPa的最大值.高N2分压制备薄膜硬度较低可能与Si原子造成的晶格畸变相关.     

氮化铜薄膜制备中氮气比例对其结构及微观力学性能的影响

采用射频磁控溅射方法在玻璃基底上制备氮化铜薄膜,研究了氮氩混合气体中的氮气比例对薄膜择优生长取向、表面晶粒尺寸和微观力学性能的影响。结果表明:低氮气比例时,薄膜的纳米力学性能比较差;随着氮气比例的增加,氮化铜薄膜的择优生长晶面从(111)晶面转变为(100)晶面,晶粒尺寸变小,显微硬度增加,弹性模量则是先增加,后减小。     

AlN添加对原WC-Ni-Co-Cr合金性能和组织结构的影响

采用粉末冶金制备技术,在原WC-Ni-Co-Cr合金材质的基础上,以Al N的形式加入少量Al,部分替代合金中的Cr。结果表明:添加Al的WC-Ni-Co-Al-Cr合金粘结相中,原位生成金属间化合物γ'相(Ni,Co)3Al,使合金抗弯强度和硬度明显提高,但Al以Al N的形式加入,使得烧结过程变得相当复杂,Al N在高温下,分解逸出N,造成合金中碳的损失,引起合金钴磁下降。脱N过程的失C,将成为WC-Ni-Co-Al-Cr合金需要解决的关键问题。     

工作气压对Y掺杂HfO2结构及电学性能的影响

目的 基于Y掺杂高纯铪靶和钛靶的反应磁控溅射方法,在Si(100)基底上沉积掺杂Y氧化铪薄膜,以及TiN/X-HfO2/TiN三层异质结构,探究Y掺杂对氧化铪基异质结构铁电性的影响。方法 针对反应磁控溅射制备的Y掺杂HfO2薄膜和异质结构,分别采用白光干涉仪、掠入射X射线衍射(GIXRD)、X 光电子能谱仪(XPS)和铁电分析仪,对薄膜的沉积速率、退火后薄膜的晶体结构、掺杂元素组分及含量,以及HfO2基异质结薄膜P-E电滞回线和I-V曲线进行测量。结果 在相同工艺条件下,薄膜的沉积速率随着工作气压的增大呈先增大后减小的趋势,在工作气压为1.1 Pa时沉积速率达到最高值。XRD结果表明,薄膜经过退火后存在正交相(o相)和单斜相(m相)。当工作气压为0.7 Pa时,所制备HYO薄膜在28°~30°内代表o(111)相的衍射峰最强,具有最佳的铁电性。随着工作气压的增大,代表m(111)相的衍射峰强度逐渐下降。采用XPS分析了薄膜中各元素的化学状态和含量,在工作气压为0.7 Pa时,Y的掺杂浓度(物质的量分数)为5.6%,铁电分析结果表明,在工作气压从0.7 Pa增至1.3 Pa的过程中,Y掺杂的HfO2基异质结的电滞回线逐渐收缩。在工作气压为0.7 Pa时,剩余极化强度Pr的最大值为14.11 µC/cm²,矫顽场Ec约为1 MV/cm。结论 利用Y掺杂高纯铪靶反应磁控溅射制备的掺杂铁电薄膜,在工作气压0.7 Pa下得到的薄膜经过700 ℃退火后具备良好的铁电性能。