Ba铁氧体溅射薄膜的研究

研究了射频溅射制备Ｂａ铁氧体薄膜的成膜条件对晶化、晶体结构及磁性能的影响。我们的工作表明，为了使射频溅射Ｂａ铁氧体薄膜形成磁铅石结构的晶体，基板温度需高于６００℃，更高的基板温度可获得好的Ｃ轴垂直取向。非晶膜经热处理晶化所需温度要比直接溅射温度高得多。过大、过小的氧气分压不利于垂直膜的生成。使用挡板对最小溅射角限制以后，可在小的基板－靶间距情况下定得Ｃ轴垂直取向的薄膜。     

溅射氧化镍薄膜的电致变色特性

本文采用直流反应溅射获得了具有良好电色特性的ＮｉＯｘ薄膜。薄膜的电色特性强烈地受到制备条件的影响，在低溅射电压和高溅射压力下制得的薄膜电色效果最佳。典型的ＮｉＯｘ电色薄膜厚２００ｎｍ，可见光透过率变化范围在６３２．８ｎｍ处可达４８％，着色及退色响应时间为５～１０ｓ。Ｘ射线衍射表明薄膜呈非晶态。ＸＰＳ显示Ｎｉ￣（３＋）在电色过程中起着色心作用。红外反射谱证实电色过程有ＯＨ基的参与。     

基体温度对中频脉冲非平衡磁控溅射技术沉积类金刚石薄膜结构与性能的影响

利用中频脉冲非平衡磁控溅射技术在不同的基体温度下制备了类金刚石(DLC)薄膜,采用Raman光谱、X射线光电子能谱(XPS)、纳米压痕测试仪、椭偏仪对所制备DLC薄膜的微观结构、机械性能、光学性能进行了分析。Raman光谱和XPS结果表明,当基体温度由50℃增加到100℃时,DLC薄膜中的sp3杂化键的含量随基体温度的升高而增加,当基体温度超过100℃时,DLC薄膜中的sp3杂化键的含量随基体温度的升高而减少。纳米压痕测试表明,DLC薄膜的纳米硬度随基体温度的增加先增加而后减小,基体温度为100℃时制备的薄膜的纳米硬度最大。椭偏仪测试表明,类金刚石薄膜的折射率同样随基体温度的增加先增加而后减小,基体温度为100℃时制备的薄膜的折射率最大。以上结果说明基体温度对DLC薄膜中的sp3杂化键的含量有很大的影响,DLC薄膜的纳米硬度、折射率随薄膜中的sp3杂化键的含量的变化而变化。     

离子束溅射沉积Co纳米薄膜表面特征AFM、XPS分析

采用离子束溅射沉积法，在单晶Si基片上制备了不同厚度（1nm-100nm）的Co纳米薄膜。利用原子力显微镜和X射线光电子能谱仪对不同厚度的Co纳米薄膜的表面进行了分析和研究。结果表明：当薄膜厚度为1nm～10nm时，沉积颗粒形态随着薄膜厚度的增加将由二维生长的细长胞状过渡到多个颗粒聚集成的球状；当膜厚继续增加，小颗粒球消失，集结成大颗粒球，颗粒球呈现三维生长状态；表面粗糙度随着膜厚（膜厚为1nm～10nm）的增大，呈现先增加后减小的趋势，在膜厚为3nm时出现极值。通过XPS全程宽扫描和窄扫描，薄膜表面的元素成分为Co：主要以金属Co和Co氧化物的形式存在。     

Sputtered Films of PdMn for Thermometry and Bolometry

Measurements of the magnetic sensitivity of thin sputtered films of PdMn alloy demonstrate the viability of this material for high resolution thermometry. The thinnest films (thickness 1.0 m) show significant domain scale noise below the Curie Temperature, T_c, while thicker films (thickness 10 m) show reliable non-hysteretic behavior throughout the temperature range of interest. The thin films show the effects of demagnetization with the field perpendicular to the surface, but a fine screen in this orientation shows good response with no evidence of saturation and a manageable degree of demagnetization.     

溅射沉积CuO薄膜的光学和电学特性

以金属铜为靶材,氧气为反应气体,保持200℃的基底温度不变,通过调节氧氩比(OFR)和反应压强,利用直流反应磁控溅射方法在玻璃衬底上制备了一系列氧化铜薄膜。利用能谱对薄膜材料的元素含量进行测量和分析,结果显示:OFR=1∶1和2∶1时,铜元素和氧元素的含量比约在0.90~0.97的范围内变动。用四探针测试仪对薄膜的电阻率进行测量,用分光光度计测量薄膜的透过率,并用外推法推导出氧化铜薄膜的禁带宽度。利用霍尔效应测试仪对薄膜的电学参数进行测量和分析。     

Superconductivity in Sulfur-Doped Amorphous Carbon Films

Following our previous investigations on superconductivity in amorphous carbon (aC) based systems; we have prepared thin composite aC–W films using electron-beam induced deposition. The films did not show any sign for superconductivity above 5 K. However, local, nonpercolative, superconductivity emerged at T _c=34.4 K after treatment with sulfur at 250 °C for 24 hours. The superconducting features in the magnetization curves were by far sharper compared to our previous results, and the shielding fraction increased by about an order of magnitude. Our data suggest that pairing and localized superconductivity take place in the aC–S regions, whereas phase coherence, assisted by the W inclusions, was enhanced compared to our previous samples, yet still not to the degree of achieving global phase-coherence and percolating superconductivity.     

FeZrBCu射频溅射薄膜磁导率和巨磁阻抗效应的研究

采用射频溅射法在单晶硅衬底上制备了（Fe0.88Zr0.07B0.05）97Cu3薄膜样品。X射线衍射结果表明，未经任何后期处理的沉积态薄膜为非晶态结构。在5kHz～13MHz频率范围内，着重研究了沉积态样品的有效磁导率和巨磁阻抗（GMI）效应的变化特性。研究结果表明，样品具有极好的软磁性能和GMI效应，其矫顽力仅为58A／m，饱和磁化强度约为1．15×106A／m，在13MHz的频率下最大巨磁阻抗比达到17％。并发现有效磁导率比随外磁场的变化，在各向异性场仇。0．4kA／m处出现了峰值，GMI效应也在此磁场的位置处出现峰值。这表明GMI效应与磁场诱导的有效磁导率的变化紧密关联。     

非晶FeSiB薄膜中的巨磁阻抗效应

采用射频溅射法在三组不同溅射条件下制备了FeSiB薄膜。测量了溅射薄膜的磁滞回线 ,并利用HP 41 94A阻抗分析仪 ,在 1～ 40MHz频率范围内研究了样品的巨磁阻抗效应。结果表明 :溅射条件对薄膜磁性能和巨磁阻抗效应影响很大 ,其中氩气压强为 6 65Pa ,磁场感生横向单轴磁各向异性的薄膜具有较好的软磁性能和较大的阻抗变化比值。一定温度下退火能够消除部分应力 ,阻抗变化的灵敏度能提高一倍。另外 ,对巨磁阻抗效应与测量磁场和薄膜易轴的相对位置取向之间的关系也作了讨论     

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/□。     

射频溅射ZnO薄膜的晶体结构和电学性质

氧化锌 (ZnO)具有较宽的带隙 (3 1eV)和较低的亲合势 (3 0eV) ,有可能用作薄膜场发射阴极中的电子传输层材料。本文主要研究了用射频磁控溅射法制备ZnO薄膜时 ,衬底温度和溅射气氛对薄膜结晶状况和电学性质的影响。随着衬底温度的升高 ,薄膜结晶质量得以改善 ,晶粒择优取向 (0 0 2 )晶向 ,晶粒大小为 5 0～ 6 0nm。溅射时通入一定比例的氧气有助于提高薄膜的绝缘性和耐压性。当衬底温度为 180℃ ,溅射气氛为Ar O2 (2 5 % )时 ,ZnO击穿场强为 0 35V/ 10nm。     

偏压对磁控溅射沉积铌膜表面性能的影响

利用直流磁控溅射在钢基体上沉积了铌薄膜,分别采用扫描电镜、原子力显微镜、X射线衍射仪和电化学分析仪研究了不同偏压下铌膜表面形貌、相结构以及耐蚀性。实验结果表明：在低于300V偏压下,偏压的变化并没有使得铌膜的晶体结构发生改变,但对铌膜的表面形貌影响很大。随着偏压的提高,Nb膜表面先变得平坦,晶粒细小致密,孔隙减少;偏压升到300V时,晶粒粗大,膜层变得疏松。偏压的增大使得铌膜的显微硬度和结合力相应提高。150V偏压下沉积得到的铌膜耐蚀性最为出色,这主要缘于其较低的孔隙率和高的膜基结合力。     

非晶金刚石薄膜的拉曼光谱研究

碳离子的能量是影响非晶金刚石薄膜结构和性质最关键的工艺参数．采用磁过滤真空溅射离子技术,研究不同衬底偏压Ｖ_ｂ（即不同碳离子能量）下制备的非晶金刚石薄膜的拉曼光谱和表面形貌．结果表明：－５０Ｖ≤Ｖ_ｂ≤－１０Ｖ时,样品表面均匀、光滑,拉曼谱是对称且很宽的散射带;Ｖ_ｂ＞－１０Ｖ或Ｖ_ｂ＜－５０Ｖ时,已有晶团出现,表面粗糙度明显增加,拉曼谱明显地分裂为１５８０ｃｍ^－１的Ｇ带和１３５０ｃｍ^－１的Ｄ带．     

溅射FeSiAl合金薄膜的结构及软磁性能

Ｓｅｎｄｕｓｔ合金是制做薄膜磁头和ＭＩＧ磁头的理想材料，本工作用射频溅射法了备了Ｓｅｎｄｕｓｔ成分的ＦｅＳｉＡｌｗ合金薄膜，研究了制备对膜结构和软磁性能的影响，并对其机理进行了讨论。     

基底温度对NiOx薄膜性质的影响及其电致变色机理研究

摘要采用磁控溅射法在不同基底温度的条件下制备NiOx薄膜。对制备的薄膜采用XRD、SEM、Raman、XPS、可见光分光光度计及循环伏安曲线等测试手段进行对比分析。结果表明,在低温条件下制备的NiOx薄膜比常温沉积的薄膜会提供更多的Ni^2＋离子参与变色反应,同时薄膜中疏松的孔洞有利于离子进出。SEM图中可以看出液氮流量越大,温度越低则晶粒越小,会造成沉积组织明显疏松,这些孔隙非常有利于H^＋的拉入抽出。通过Raman测试发现,低温沉积的薄膜可以提供更多的Ni^2＋空位。XPS测试发现NiOx薄膜在KOH溶液中的变色是由H^＋引起的,反应机理为：Ni（OH）2←→＋NiOOH＋H^＋＋e^-。循环伏安测试发现173K条件下制备的NiOx薄膜（η=38．2cm^2／C,λ=550nm）比室温制备的NiOx薄膜（η=16．3cm^2／c,λ=550m）有更高的着色系数,表现出更好的变色效率。     

沉积条件和表面改性对磁控溅射法制备TiO2薄膜性能的影响

TiO2薄膜具有许多独特的性能，作为一种令人满意的材料被应用于诸多领域。磁控溅射作为制备这种多功能薄膜的一种主要方法，也越来越引起人们的关注。TiO2薄膜的结构和性能是由沉积条件决定的。通过改变沉积速度、溅射气体、靶温度、退火过程以及采用其它溅射技术，可以得到金红石、锐钛矿或是非晶的TiO2膜，同时具有不同的光催化、光学及电学性能，能够满足不同应用领域的需要。同时，表面改性可以克服TiO2薄膜的应用局限性，使之具有更佳的使用性能。     

溅射SmCo基永磁薄膜的结构和磁性能研究

以Sm(Co0.62Fe0.25Cu0.1Zr0.03)7.5合金为靶材,采用磁控溅射工艺在单晶Si基片上沉积了SmCo基永磁薄膜。研究了溅射工艺参数对薄膜的晶体结构、微观结构和磁性能的影响。结果表明:溅射气压和溅射功率的改变引起了永磁相变,这主要依赖于溅射工艺条件对薄膜Sm含量的影响。高的溅射压强和溅射功率都会引起薄膜晶粒的粗大化和薄膜表面的粗糙化。薄膜的晶体结构和微观结构随溅射参数的变化决定了薄膜的面内磁学行为。当溅射压强为0.3 Pa和溅射功率为5.1 W/cm2时,制备的退火态SmCo基薄膜为TbCu7单相晶体结构,其面内永磁性能良好。     

氮化钛硬质薄膜的制备方法

随着新工艺和新技术的不断出现,涂层方法越来越多,膜的种类也层出不穷.氮化钛薄膜因具有许多优良的性能而得到了广泛的应用.介绍了几种制备氮化钛硬质薄膜的新方法、形成机理以及其优缺点,并展望了今后的涂层方法的发展.