磁控溅射法制备CdS多晶薄膜工艺研究

采用磁控法制备了CdS薄膜,研究工艺参数对样品沉积质量、沉积速率及晶体结构的影响。实验发现,在不同衬底上制备CdS薄膜时需要采取不同的后续工艺措施以获得较好的沉积质量。同时,制备样品的沉积速率随衬底类型、衬底温度、溅射功率及溅射气压的变化而变化。讨论并给出了工艺参数对上述实验结果的影响机制。X射线衍射谱显示,制备样品是六方和立方两种晶型的混合,沿(002)和(111)晶面择优取向生长。随溅射功率的增大和衬底温度的升高,两种晶型互相竞争生长并分别略微占优势。当溅射功率增大到200 W,衬底温度升高到200℃时,占优势晶型消失,薄膜择优取向特性变得更好。此外,随着溅射气压的增大,样品结晶质量下降,在0.5 Pa时呈现明显非晶化现象。     

沉积时间对磁控反应溅射制备TiO2薄膜性能的影响

应用直流磁控反应溅射法,在玻璃基体上制备了具有光催化活性的TiO2薄膜.TiO2薄膜的厚度随沉积时间的增加而均匀增长.基体温度则在溅射的最初1h很快上升到110℃,溅射7h基体温度不超过130℃.溅射2h得到的是非晶态TiO2薄膜,而溅射3～7h制备的薄膜为锐钛矿型结构.非晶态和小晶粒TiO2薄膜的紫外一可见透射光谱谱带边沿与结晶较好的TiO2薄膜相比有明显的蓝移,薄膜的透射率随沉积时间的增加而下降.钛以四价钛的形式存在于TiO2薄膜中.TiO2薄膜的光催化活性随沉积时间争薄膜厚度的增加而有较大提高.     

使用PEM监控制备光致亲水性TiO2薄膜的研究

本文采用中频反应磁控溅射方法在玻璃表面制备了TiO2薄膜,为使反应溅射的工作点能够稳定在“过渡区”,得到较高的薄膜沉积速率,使用了等离子体发射光谱监控法（Plasma Emission Monitor,PEM）对溅射过程进行控制。利用台阶仪测膜厚,用X射线衍射（XRD）和透射率光谱扫描等测试方法对薄膜的特性进行表征。对制得的薄膜进行了光照试验,研究了温度、PEM工作点等不同工艺条件对薄膜亲水性的影响。薄膜经过1 h左右的紫外光照射,得到了很好的亲水性效果,其表面的水接触角达到了小于1°的水平。将薄膜经过光照后再置于黑暗中一段时间,如此循环了5次,仍具有很好的光致亲水效果,证明此过程是可以循环重复的。     

磁控溅射制备TiO2薄膜的抗凝血性能

用射频磁控溅射法在生物玻璃基片上沉积TiO2薄膜.通过研究基片温度和热处理对薄膜表面抗凝血性能的影响,比较了基片沉积薄膜前后抗凝血性能的变化,结果发现,在基片温度为500℃制得的TiO2薄膜的抗凝血性能较好,而导致薄膜表面抗凝血性能变化的主要原因在于薄膜表面能、表面结构和形貌的变化.     

磁控溅射TiO2膜的真空度对薄膜亲水性影响的实验研究

采用反应溅射技术可以制备出具有亲水作用的TiO2薄膜。这种TiO2薄膜断面呈现柱状晶体结构。薄膜表面出现不规则起伏。薄膜的晶相主体均为锐钛矿型。TiO2薄膜的光透射谱变化不大。这种TiO2薄膜经紫外光辐照后,可以降低水和TiO2薄膜表面之间的接触角。不同工艺条件下制备的TiO2薄膜接触角相差很大。在纯氧条件下,薄膜制备的真空度对薄膜的亲水性有着决定性的影响。     

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。     

HfO2薄膜的制备与光学性能

采用射频磁控反应溅射法，以高纯热压HfO2陶瓷为靶材，在Si衬底上成功制备出HfO2薄膜。系统研究了工艺参数对薄膜沉积速率的影响规律，并对薄膜的光学性能进行了研究。结果表明，射频功率对薄膜沉积速率的影响最为明显，O2／Ar流量比和衬底温度对沉积速率的作用不明显，所制备薄膜的折射率较高在近红外波段趋于1．95，在500-1650nm波段范围内薄膜几乎无吸收，透过率较高。     

磁控溅射制备TiO2薄膜的亲水性能研究

用射频磁控溅射法在玻璃基片上制备TiO2薄膜,并分别在300℃、400℃、500℃下进行热处理.用紫外吸收光谱、原子力显微镜(AFM)、接触角测定等分析方法研究了制备工艺、热处理和紫外光照射时间对薄膜表面亲水性的影响.结果表明,经紫外光照射或热处理后的TiO2薄膜表面表现出明显的超亲水性,而制备工艺的变化对亲水性的影响不明显.光谱、AFM分析表明,导致薄膜表面亲水性的原因在于薄膜表面微结构的变化.     

用液相沉积法在青铜表面制备TiO2薄膜

采用低温液相沉积法,在青铜表面制备了TiO2薄膜.利用台阶式测厚仪、扫描电镜(SEM)、X光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)等测试手段对薄膜的厚度、表面形貌、表面元素的化学状态和晶型进行了表征;并在紫外光照射下,通过甲基橙的降解,评价了沉积薄膜的光催化活性.试验结果表明,37℃下沉积16 h制得的TiO2薄膜表面均匀平整,不经热处理即已部分晶化为锐钛矿相,且具有较好的光催化活性.     

LPCVD水解法制备TiO2薄膜

本文利用LPCVD法水解四异丙醇钛(TTIP)制备TiO2薄膜，研究了制备过程中水解TTIP的反应动力学。通过对沉积温度和沉积率关系的研究，计算出TTIP水解反应表观活化能为59．85kJ／mo1。沉积温度不仅影响反应速率，还对TO2薄膜结构、表面形貌有决定性的作用。XRD和Raman分析表明：TTIP水解法制备TiO2薄膜，薄膜结构主要依赖于沉积温度。180℃—220℃沉积TiO2薄膜为非晶态，240℃—300℃沉积为锐钛矿和非晶态混杂结构。在水分压对TTIP水解反应影响的研究中发现，水分压为零时，TTIP发生热解反应，TiO2沉积率不为零，热解反应240℃无锐钛矿特征峰出现。这说明水解反应制备TiO2有利于降低锐钛矿的生长温度。氧分子的加入可以消除TiO2薄膜表面的“针孔”。     

Properties of TiO2 Thin Films Prepared by Magnetron Sputtering

With rapid progressive application of TiO2 thin films,magnetron sputtering becomes a very interesting method to prepare such multi-functional thin films.This paper focuses on influences of various deposition processes and deposition rate on the structures and properties of TiO2 thin films.Anatase,rtile or amorphous TiO2 films with various crystalline structures and different photocatalytic,optical and electrical properties can be produced by varying sputtering gases,substrate temperature,annealing process,deposition rate and the characteristics of magnetron sputtering.This may in turn affect the function of TiO2 films in many applications.Furthermore,TiO2-based composites films can overcome many limitations and improve the properties of TiO2 films.     

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．     

脉冲供氧反应磁控溅射TiO2薄膜的结构和形貌研究

利用脉冲供氧反应磁控溅射制备了TiO2薄膜。分别用XRD和SEM研究了晶体结构和表面形貌。结果表明,当氧浓度高或Toff小,样品为锐钛矿结构,晶粒大小20～30nm;而当氧浓度低或Toff大,样品为金红石结构,晶粒大小10～15nm。应变分析表明,锐钛矿结构只存在压应变,大小0．044～0．211;而金红石存在压应变（大小0．021-0．398）或张应变（大小0．182～0．438）。氧浓度低（或Toff大）样品具有更平整的表面和更均一的晶粒大小。     

掠射角溅射沉积纳米结构氧化钨薄膜

采用掠射角反应磁控溅射法在室温下沉积了纳米结构氧化钨(WO₃)薄膜, 并对薄膜进行热处理。利用场发射扫描电镜(FE-SEM)和X射线衍射仪(XRD)对氧化钨薄膜的形貌和结构进行了表征。当掠射角度为80°时, 采用直流电源沉积的氧化钨薄膜具有纳米斜柱状结构, 而采用脉冲直流电源沉积的薄膜呈现纳米孔结构。纳米薄膜经450℃热处理3 h后, 纳米斜柱彼此连接, 失去规整结构, 而纳米孔结构的孔尺寸变大。XRD分析表明室温沉积的氧化钨薄膜具有无定形结构, 经450℃热处理1 h后, 转变为单斜晶相。具有纳米斜柱状或纳米孔结构氧化钨薄膜的光学调制幅度在波长600 nm时达到60%, 且电致变色性能可逆。     

直流磁控反应溅射制备IrO2薄膜

为研究氧化铱（ＩｒＯ２）对ＰＺＴ铁电薄膜疲性能的影响。利用直流（ＤＣ）磁控反应溅射（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）工艺成功地在ＳｉＯ２／Ｓｉ（１００）衬底上制得了高度取向的ＩｒＯ２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／Ｏ２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。     

Photocatalytic Property of TiO2 Films Deposited by Pulsed DC Magnetron Sputtering

TiO2 thin films were prepared by DC magnetron sputtering with the oxygen flow rate higher than the threshold. The film deposited for 5 h was of anatase phase with a preferred orientation along the <220> direction, but the films deposited for 2 and 3 h were amorphous. The transmittance and photocatalytic activity of the TiO2 films increased constantly with increasing film thickness. When the annealing temperature was lower than 700℃, only anatase grew in the TiO2 film. TiO2 phase changed from anatase to rutile when the annealing temperature was above 800℃. The photocatalytic activity decreased with increasing annealing temperature.     

中频反应磁控溅射TiO2薄膜对敌敌畏的光催化降解性能

作者利用中频反应磁控溅射技术制备了厚度低于 4 0 0nm的TiO2 薄膜 ,并对其在紫外线作用下对敌敌畏 (DDVP)的光催化降解性能进行了系统的研究。实验结果显示 :敌敌畏的降解速率与光照时间和紫外辐照强度成正比 ,在TiO2 薄膜催化下 ,12 5W紫外灯辐照 4h后降解率可达 97%。 30 0℃下退火处理有利于提高薄膜的催化能力。薄膜厚度的增加亦可提高其催化能力     

直流反应磁控溅射沉积CuInS2薄膜的结构与电学性质

采用直流反应磁控溅射技术在玻璃基底上制备了太阳电池用CuInS2薄膜.以X射线能量色散谱仪、扫描电镜、X射线衍射仪、冷热探针和霍尔效应测试系统对薄膜进行了表征.结果表明,薄膜成分可通过调整Cu靶和In靶的功率比PCu/PIn来进行调控;而薄膜形貌则取决于靶功率比和薄膜的成分.随着PCu/PIn的增大,薄膜物相由富铟相向CuInS2转变.对于CuInS2薄膜,提高铜铟原子比[Cu]/[In]可改善薄膜的结晶质量.但当薄膜富铜时,过高的[Cu]/[In]又会导致薄膜结晶质量的下降.当CuInS2薄膜为富铜与略微贫铜时,其导电类型为P型;且载流子浓度随[Cu]/[In]增加而增大,并远高于其它贫铜薄膜.CuInS2薄膜的载流子迁移率明显高于富铟相薄膜;且随着[Cu]/[In]的提高,CuInS2薄膜的载流子迁移率呈上升趋势,而电阻率则迅速下降.