磁控溅射镍膜及其性能的研究

采用磁控溅射法在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基材上制备了镍薄膜。用扫描电子显微镜(SEM)分析溅射功率、溅射真空室气压等工艺参数对镍薄膜表面形貌的影响;研究了溅射工艺参数与薄膜性能之间的关系。实验结果表明,在室温下,随着溅射气压的增加,沉积速率和粒径都是先增加后又逐渐变小,而薄膜的电阻则随着压强的增大先减小后逐步增大;薄膜的表面粗糙度随着溅射功率的增加而增大;膜层与基材的剥离强度较大且均匀,膜层结合较为牢固,薄膜的耐摩擦性能较为优良。     

溅射功率对M型钡铁氧体薄膜磁性能的影响

采用射频磁控溅射法制备了c轴垂直膜面取向的M型钡铁氧体(BaM)薄膜,研究了溅射功率对BaM薄膜取向及磁性能的影响。结果表明,在溅射功率为80W、110W、140W和170W时所制备的BaM薄膜均具有一定程度的c轴垂直膜面取向,但溅射功率的增高会造成薄膜内晶粒取向混乱,导致薄膜磁晶各向异性降低;当溅射功率为140W时,薄膜具有最高饱和磁化强度(Ms)303kA/m和最小面外方向矫顽力(Hc⊥)191kA/m;适当低的溅射功率更有利于制得磁晶各向异性强的薄膜。     

基于元胞自动机的磁性薄膜生长模拟

基于原子嵌入法,用元胞自动机方法模拟了Co(密排六方结构)薄膜的生长.仿真中引入了溅射原子的沉积、迁移扩散和再蒸发三个主要的过程.发现溅射功率和基底温度对薄膜表面所形成岛核的形态影响很大,定量计算了变化温度下岛的原子扩散速率以及当溅射功率和基底温度变化时岛的均匀度.给出了对于实验有指导意义的结论.     

磁控溅射制备V2O5薄膜及全固态薄膜锂电池研究

V_2O_5具有容量高、循环稳定、易于制备成薄膜等特点,是全固态薄膜锂电池理想的正极材料。采用磁控溅射法,以V_2O_5为靶材制备了薄膜,研究了溅射气体Ar/O_2对薄膜结构、形貌及电化学性能的影响,优化了薄膜制备工艺。最终采用磁控溅射法依次沉积集流体薄膜、钒氧化物薄膜、固态电解质薄膜,真空热蒸发金属锂薄膜,成功制备了Al/V_2O_5/Li P ON/Li/Cu全固态薄膜锂电池。薄膜电池在1.7～3.4 V电压范围内,以10μA/cm~2恒电流充放电测试,电池比容量达到25μAh/cm~2,稳定循环超过500次。     

SiO2溅射功率对Fe40Co40B20-SiO2软磁纳米颗粒膜磁性能的影响

用磁控溅射法沉积Fe₄₀Co₄₀B₂₀-SiO₂软磁纳米颗粒膜,对其微观结构和磁性能进行了分析。研究发现,随着SiO₂溅射功率的增高,Fe₄₀Co₄₀B₂₀-SiO₂薄膜粗糙度、截止频率、磁导率、饱和磁化强度均降低,薄膜电阻率增大。在SiO₂溅射功率为500 W时,Fe₄₀Co₄₀B₂₀-SiO₂薄膜电阻率高达1973μΩ·cm,且截止频率也高达3.67 GHz。相较于未添加SiO₂的薄膜,其电阻率有了显著提升,且同样拥有较高的截止频率。因此,通过该方法制备的Fe₄₀Co₄₀B₂₀-SiO₂薄膜可有效应用于GHz频段的软磁薄膜电感。     

退火温度对Co_2FeAl薄膜磁与结构特性的影响

用磁控溅射法制备了一系列Co_2FeAl合金薄膜,并进行了退火处理。利用振动样品磁强计(VSM)和X射线衍射(XRD)对样品进行表征,研究了溅射功率和退火温度对Co_2FeAl薄膜磁与结构特性的影响。高功率下制备的沉积态薄膜就具有强磁性,同时也具有单轴磁各向异性;而对应的低功率下制备的沉积态薄膜则呈现出弱磁性。300℃退火后出现单轴磁各向异性;700℃退火后,所有薄膜均表现为磁各向同性。随着退火温度的升高,薄膜的矫顽力变大。X射线衍射分析表明,随着热处理温度升高,薄膜的晶粒尺寸增大,从而导致晶粒间磁耦合作用增强,这与薄膜的磁特性结果相一致。     

B靶溅射功率对FeGaB薄膜磁性能的影响

采用磁控共溅射法制备FeGaB合金薄膜,FeGa靶的溅射功率为40 W,通过调整B靶的溅射功率来调控薄膜的成分.结果表明,制备出的FeGaB薄膜厚度均匀,呈非晶态,具有较小的矫顽力和较大的磁致伸缩系数.当B靶的射频溅射功率大于30 W时,薄膜的矫顽力Hc降低到2.1 Oe左右.B靶溅射功率增大时,B元素的含量增大,Fe...     

溅射功率对Sn薄膜负极材料循环性能的影响

采用磁控溅射法分别在150、250、400 W功率下制备了3种锂离子电池用Sn薄膜负极材料.通过X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、恒电流充放电对3种薄膜材料的结构、形貌及循环性能进行了表征.实验结果表明,随着溅射功率增加,薄膜的非晶成分减少,晶化加剧,颗粒粗化.在相同溅射时间20 min的情况下.当溅射功率为250 W时,获得的Sn薄膜电极具有最好的循环性能,首次嵌锂容量为653.8 mAh/g,30次循环后容量维持在515mAh/g.容量保持率达79%.     

磁控溅射制备免退火钴酸锂正极薄膜的研究

采用射频磁控溅射法制备钴酸锂正极薄膜,通过对溅射功率的研究,制备出不需要进行退火处理仍具有60μAh/(cm2·μm)的比容量的正极薄膜.采用×射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对钴酸锂薄膜的结构和形貌进行了研究,并分析了其对钴酸锂薄膜正极性能的影响.结果表明不同功率制备的钴酸锂薄膜具有不同的结晶取向和结晶度,其对正极薄膜的性能有具有决定性的影响,适合的功率下制备的钴酸锂薄膜在不退火处理的情况下仍具有较高的容量和较好的循环性能.同时研究了采用磁控溅射的铝薄膜作为集流体,代替铂或金等贵金属薄膜集流体,大幅减低了薄膜电池正极的制备成本.     

制备条件对Fe-Ta-N薄膜的结构和软磁性能的影响

应用射频磁控溅射法制备了Fe-Ta-N薄膜,系统地研究了制备工艺地Fe-Ta-N薄膜结构和软磁性能的影响,首先,制备了不同钽含量的薄膜,发现（Fe89.5Ta10.5）-N薄膜具有很好的软磁性能,氮分压P（N2）=5%时,矫顽力获得最小值,Hc=14A/m。此时,样品呈现纳米晶结构,晶粒尺寸D≤10∧-8m,并且,钽掺杂能抑制铁氮化合物的生成,使薄膜在高氮分压范围内具有高的饱和磁化强度,Ms=1242kA/m。其次,考察了热处理对（F89.5Ta10.5）-N薄膜结构和磁性能的影响,P(N2）=5%时,沉积态薄膜为非晶结构,矫顽力很大;在热处理过程中,薄膜逐渐晶化,400℃热处理后,晶化度达到40%,形成纳米晶结构,矫顽力迅速减小,最后,比较了不同溅射功率和总气压对（Fe89.5Ta10.5）-N薄膜结构和磁性能的影响,发现薄膜可在较大的溅射功率和总气压范围内保持优异的软磁性能,是非常适于工业生产的薄膜磁头材料。     

氧含量与溅射气压对NiO薄膜形貌和结构的影响

利用直流反应磁控溅射在O2和Ar混合气氛下,在Si(111)衬底上沉积NiO薄膜,采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对薄膜晶体结构及形貌进行分析,研究了氧含量和溅射气压对NiO薄膜择优取向和表面形貌的影响。结果表明:低氧含量下,NiO(220)晶面择优生长,薄膜表面为典型的蠕状结构;较高氧含量下,薄膜择优(111)晶面生长,织构呈现有序状态;随着溅射气压的增高,择优取向先变差再变明显,薄膜晶粒先增大后减小。     

Ni65Co35薄膜各向异性磁电阻性能的研究

选用Ｎｉ６５Ｃｏ３５合金靶材，利用射频磁控溅射的方法成膜，采用四控针法测量磁电阻率，分别研究了溅射工艺参数（工艺气压、偏压、功率、基片温度等）对薄膜电阻性能的影响，并对影响的机理作了理论上的分析；另外还对Ｎｉ６５Ｃｏ３５薄膜的热处理动力学进行了研究，求取了激活能。研究结果表明，溅射工艺参数对Ｎｉ６５Ｃｏ３５薄膜的电阻力有较大的影响，适当的溅射参数能有效地提高磁电阻率；Ｎｉ６５Ｃｏ３５薄膜退火处理后     

溅射法在YBCO高温超导带材制备中的应用

高温超导电缆的开发正成为全球的研究热点。钇钡铜氧(YBCO)高温超导涂层导体作为高温超导电缆的载流层材料,各国正对其进行长带化研究。作为典型的真空沉积技术,溅射法在制备YBCO缓冲层材料中发挥了巨大的作用。本文介绍了溅射法的分类,重点介绍了射频溅射、磁控溅射和离子束辅助沉积技术。随着薄膜材料研究的深入,溅射法必将在包括超导在内的材料领域发挥更大的作用。     

用于CIGS太阳电池的AZO特性研究

采用射频磁控溅射方法制备掺铝氧化锌(AZO)薄膜,研究了气体流量对薄膜晶体质量及光电性能的影响。测试结果表明,当氩气流量为70 m L/min时制备的薄膜结晶较好,方块电阻为8.25Ω/□,电阻率为4.46×10-4Ω·cm,玻璃基底上可见光范围内的平均透过率为83.56%,综合性能最优,可用于CIGS薄膜太阳电池。采用光谱椭偏仪研究薄膜的光学特性,通过建模计算得到350~800 nm波段内AZO薄膜的光学常数,并通过作图法计算得到薄膜的光学禁带宽度为3.38 e V。     

射频磁控反应溅射氧化硅薄膜微结构和电击穿场强研究

采用射频磁控反应溅射法在单晶硅片上制备了氧化硅(SiOx)薄膜,分析了薄膜的主要成分,研究了制备工艺对薄膜表面形貌和电击穿场强的影响.结果表明:薄膜的主要成分为氧化硅(SiOx);退火前后,薄膜的表面粗糙度由原来的1.058nm下降至0.785nm,峰与谷之间的高度差由原来的7.414nm降低至5.046nm;薄膜的电击穿场强随溅射功率的增加先增大后减小,通过800℃/100 s的快速热退火,在各种射频功率下制备的薄膜电击穿场强都有明显升高.薄膜的绝缘性能显著增强.     

溅射功率对Sb薄膜负极材料循环性能的影响

采用射频磁控溅射法分别在100、200、300 W和400 W功率下制备了4种锂离子电池用Sb薄膜负极材料.通过X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、电感耦合等离子体光谱分析法(ICP)、恒电流充放电对4种薄膜材料的结构、形貌及循环性能等进行了表征.实验结果表明,随着溅射功率增加,Sb薄膜晶化程度加剧,结晶趋于完整,颗粒粗化.在相同溅射时间30 min的情况下,当功率为300 W时,获得的Sb薄膜电极具有最好的循环性能,首次嵌锂比容量达640 mAh/g,20次循环后比容量维持在323 mAh/g,容量保持率为51%.     

射频功率对氟化非晶碳薄膜微观性能的影响

以CH4和CF4的混合气体作源气体，利用等离子体增强型化学气相沉积法(PECVD)．改变射频功率，制备了一批氟化非晶碳薄膜样品。用原子力显微镜(AFM)观察了薄膜的表面形貌，发现随着射频功率增大，薄膜均匀性变差，掩蔽效应作用加剧。FITR光谱分析表明：薄膜中主要含有CFx和C=C键，较低功率下沉积的薄膜中主要含有CF2和CF3，较高功率下沉积的薄膜中主要含CF和CF2。Raman光谱分析发现在较高沉积功率下沉积的薄膜中出现了由sp^2和sp^3混合微品结构。     

大气压弥散放电辅助Cu表面类SiO_2薄膜沉积

大气条件下弥散放电能够产生大面积、高能量密度的低温等离子体,在导体表面薄膜沉积领域具有广阔的应用前景。该文研究了大气压下Cu片表面类SiO_2薄膜的沉积方法,以六甲基二硅氧烷为反应前驱物,使用正极性微秒脉冲电源激发针–板电极结构弥散放电,探讨了沉积过程中不同的放电气体对放电过程以及沉积薄膜化学成分的影响。实验结果表明,分别采用氩气和空气作为放电气体时,在相同电压下前者具有更大的放电功率、更强的发射光谱强度以及更高的沉积薄膜效率。傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)分析以及水接触角测量结果表明,空气放电沉积薄膜氧化程度较高,属于类SiO_2薄膜,其水接触角为85°;而氩气放电沉积薄膜是有机硅薄膜,其水接触角为100°。此外,通过优化空气/氩气混合气体的比例,在700sccm空气/500 sccm氩气条件下得到了氧化程度更高的薄膜,其水接触角也进一步降低到76°。以上实验结果表明,使用大气压弥散放电能够在Cu片表面有效沉积类SiO_2薄膜。     

永磁薄膜材料的研究进展

永磁薄膜是相关电子器件及系统小型化、集成化的关键材料。首先概括介绍了永磁薄膜的常用制备技术,包括电沉积、溅射、激光脉冲沉积等方法。在此基础上,总结了各种永磁薄膜(金属合金、铁氧体、稀土化合物等)的国内外研究进展,以及在相关器件上的应用。最后展望了永磁薄膜的发展趋势和前景。     

波导隔离器用Ce：YIG磁光薄膜的制备

波导隔离器用Ｃｅ：ＹＩＧ磁光薄膜可由溅射外延或溅射沉积后热处理结晶化两种方法制备。控计了制备过程中不同工艺条件对薄膜结晶性能及磁光特性的影响．