超薄金属膜的电导特性

在Ｆ－Ｓ理论的基础上,考虑表面和晶界的散射,给出了超薄金属膜的电导率与厚度的关系式,与超薄铝膜的电导率随厚度变化的实验结果对比表明,计算曲线与实验曲线符合得较好。     

电化学外延生长亚稳态Co薄膜的结构和磁性表征

用循环伏安法在单晶Cu（110）上沉积了亚稳态fcc相的Co磁性薄膜，并用法拉第定律估算了薄膜的厚度约为17nm。X射线衍射结果表明薄膜具有（100）的单一取向结构，而用同样方法沉积在多晶Pt片上的Co薄膜则是六方多晶结构。用扫描电子显微镜、X射线以及同步辐射光电子能谱对薄膜的表面形貌、组成以及元素的化学态进行了表征，结果表明循环伏安法制备的薄膜平整连续，Co薄膜没有明显的氧化现象；磁性测量结果表明外延生长的薄膜具有典型的软磁特征，矫顽力约为100Oe，剩磁比约0．86。软X射线磁性圆二色实验结果计算得到Co薄膜的自旋磁矩和轨道磁矩非常接近于Co体相材料的数据。     

电化学外延生长亚稳态Co薄膜的结构和磁性表征

用循环伏安法在单晶Cu(110)上沉积了亚稳态fcc相的Co磁性薄膜,并用法拉第定律估算了薄膜的厚度约为17 nm.X射线衍射结果表明薄膜具有(100)的单一取向结构,而用同样方法沉积在多晶Pt片上的Co薄膜则是六方多晶结构.用扫描电子显微镜、X射线以及同步辐射光电子能谱对薄膜的表面形貌、组成以及元素的化学态进行了表征,结果表明循环伏安法制备的薄膜平整连续,Co薄膜没有明显的氧化现象;磁性测量结果表明外延生长的薄膜具有典型的软磁特征,矫顽力约为100 Oe,剩磁比约0.86.软X射线磁性圆二色实验结果计算得到Co薄膜的自旋磁矩和轨道磁矩非常接近于Co体相材料的数据.     

Cu/Co多层膜表面粗糙度及织构演化机制

薄膜材料中的微观结构和织构特征对其性能有重要的影响作用,但目前薄膜中微观结构和织构的关系尚未清楚。以Cu/Co多层膜为对象,研究薄膜中的表面粗糙度和织构。采用磁控溅射法在单晶Si基底上制备Cu/Co多层膜,通过扫描电子显微镜和原子力显微镜对多层膜的表面粗糙度进行逐层表征,结合薄膜外延生长模型分析薄膜表面自由能的层间差异对薄膜生长模式和表面粗糙度的影响。结果表明,在Si基底上沉积的Cu薄膜呈岛状模式生长,表面粗糙度较小;继续在Cu薄膜上沉积的Co薄膜亦呈岛状模式生长,表面粗糙度增加;最后在Co薄膜上沉积的Cu薄膜,趋向于层状模式生长,表面粗糙度下降。此外,利用XRD与EBSD分析Cu/Co多层膜的织构演变行为,发现在Cu和Co层交替沉积的过程中,织构类型由{111}变为{0001}再变为{111},织构强度逐渐变弱。分析表明,薄膜的织构强度与其表面粗糙度存在一定关系,Cu薄膜中{111}织构强度越高,薄膜的表面粗糙度越小。通过明确Cu/Co薄膜生长过程中的织构演化规律以及织构与微观结构的相互作用,可为薄膜制备技术和性能调控的研究提供一定启示及参考意义。     

直流磁控溅射制备Zr-B-O薄膜及其热稳定性

利用直流磁控溅射技术在Si(100)基底上制备了不同偏压的Zr-B-O和Cu/Zr-B-O薄膜体系,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)等对薄膜样品的微观组织形貌和热稳定性进行表征分析.结果 表明:不同偏压得到的Zr-B-O薄膜均为非晶结构,薄膜表面平整,膜厚均匀,膜基结合良好,薄膜方阻随偏压增加而减小;当退火温度低于750℃时,Cu膜表面完整连续,方阻较小,750℃退火后,由于Cu膜严重聚集并出现孔洞导致薄膜不连续而使电阻增加,但未发生Cu与Si的扩散,说明非晶Zr-B-O薄膜仍可以有效阻挡扩散.     

去Co深度及薄膜厚度对金刚石薄膜-硬质合金附着力的影响

金刚石薄膜与基体的附着力是影响CVD金刚石薄膜涂层刀具使用寿命的关键因素,沉积金刚石薄膜的膜-基附着力主要受硬质合金基体表面Co含量的影响。本文通过控制酸碱两步法中的酸处理时间及薄膜沉积时间,利用扫描电子显微镜、能谱仪、拉曼光谱仪、划痕测试仪等对样品进行分析检测,研究基体去Co深度及薄膜沉积厚度对金刚石薄膜的膜-基附着力的影响。结果表明:随着去Co深度的增加,膜-基附着力先增后降,但薄膜表面和截面形貌无明显变化,表明薄膜形貌主要受沉积参数影响;随着薄膜厚度增加,薄膜晶粒变大,膜-基附着力先增高后降低。去Co深度为7.1μm,薄膜厚度为19.5μm时所得薄膜的膜-基附着力最高,达到88.82 N。     

The influence of size effect of conductivity on the microwave absorption properties of thin Al films

采用中频磁控溅射法制备不同厚度的Al膜。利用直线型四探针法测量不同厚度Al膜的电导率,研究薄膜直流电导率随厚度的变化关系（尺寸效应）;并利用网络矢量分析仪测量Al膜与FR4-epoxy环氧树脂玻璃板复合结构微波吸收率,研究电导率尺寸效应对Al膜微波吸收性能的影响。实验结果表明：薄膜厚度对金属Al膜的电导率产生主要影响;在Al膜和FR4-epoxy环氧树脂玻璃板复合结构中,Al膜电导率变化对复合结构的最大吸收峰值以及吸收峰值对应的Al膜厚度会产生显著影响。实验结果利用传输矩阵方法计算得到了验证。     

超薄铝膜电导特性的原位测量研究

在真空室内原位测量了磁控溅射超薄铝膜的电阻率和薄膜厚度之间的关系以及各种工艺参数对其影响，薄膜的不同厚度阶段，具有不同的导电特性分析表明：表面和晶界和对传导电子的散射是构成薄膜电阻率尺寸的效应的原因。     

用X射线应力仪无损检测薄膜材料厚度

基于X射线衍射与吸收理论,提出一种薄膜厚度测量方法即膜下基体衍射法。利用X射线应力仪测量高速钢表面的TiN薄膜厚度,发现利用膜下基体衍射可精确测量薄膜厚度。     

SmCo基多元合金薄膜的成分调控研究

基于溅射理论和分子热力学理论建立了SmCo基多元合金薄膜的成分调控模型,讨论了溅射参数对薄膜成分的影响规律。随后以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基片上制备了SmCo基多元合金薄膜,测试了不同溅射工艺制备薄膜的成分。结果表明:通过模型计算得到的薄膜成分对溅射参数的依赖关系与实验结果吻合,验证了模型的有效性。     

亚微米厚铜薄膜的微观结构及疲劳损伤行为

在具有高弹性和力学稳定性的柔性基底上,用磁控溅射系统制备了亚微米厚铜薄膜,利用透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）电子背散射成像及X射线衍射（XRD）对铜薄膜进行了微观结构表征．采用恒载荷幅控制研究了亚微米厚度铜薄膜的疲劳损伤行为．结果表明：退火后的铜薄膜呈现强烈的（111）织构,薄膜中存在大量的微米、纳米尺度孪晶．在恒载荷幅作用下,亚微米厚的薄膜不易产生疲劳挤出和微裂纹,疲劳裂纹容易在界面处萌生,孪晶附近的位错塞积及界面附近变形的不协调性导致了疲劳裂纹的产生．而亚微米厚铜薄膜疲劳强度的提高来源于薄膜厚度、晶粒尺寸和孪晶尺寸三个微尺度的约束．     

热处理效应对Sn-Al与Sn-Ca纳米薄膜的电磁屏蔽机制

利用溅镀Sn-Al纳米薄膜和Sn-Cu纳米薄膜讨论结晶机制与膜厚对电磁波屏蔽特性的影响,比较了Sn-Al和Sn-Cu薄膜的高温显微组织、导电性与电磁波屏蔽性能。结果表明,高温处理提高了Sn-Al纳米薄膜的电磁波屏蔽性。在低频条件下,高Cu摩尔浓度的Sn-Cu纳米薄膜不能有效改善电磁波屏蔽性;高温处理后,低Cu摩浓度的Sn-Cu纳米薄膜能提高低频的电磁波屏蔽性,而高频下的电磁波屏蔽性则呈相反趋势。     

Study of microstructure and magnetic properties of electrodeposited nanocrystalline CoFeNiCu thin films

In this study the nanocrystalline CoFeNiCu thin films were electrodeposited from baths containing sodium citrate as a complexing agent and pH of around 5. Electrodeposition conditions were changed in order to achieve optimum soft magnetic properties which are required for new generation magnetic head core. SEM, EDS, XRD and VSM were used for characterization of the deposited films. The SEM micrographs of the deposited films exhibited no micro-voids and more uniform surface morphology compared with films electroplated from conventional baths (with low pH and no additives). According to X-ray diffraction patterns, the films electroplated at current densities lower than 4 mA/cm² showed FCC (Cu) phase structure, and other films exhibited BCC (Fe) and/or FCC (Co) phases. Calculating grain size of the films by using Scherrer equation showed that all the coatings were nanocrystalline and double phase films had lower average grain size in comparison with single phase films. The VSM results demonstrated that the coercivity of the nanocrystalline films dramatically reduced with decreasing grain size and followed D⁶ law. However, grain size had no effect on the saturation magnetization, whereas the chemical composition significantly affected saturation magnetization of the films. The results also indicated that in order to obtain films with low coercivity and high saturation magnetization, the nickel and copper contents of the deposits must not exceed 12 and 5 at.%, respectively.     

梁三点弯曲法测量薄膜弹性模量

用电刷技术在不锈钢基体一侧表面上刷镀了Cu膜，用电镀技术在不锈钢基体一侧表面或双侧表面上制备Ni膜。用梁三点弯曲法在自制的设备上测量不锈钢基体以及不锈钢基体上不同厚度Cu膜和Ni膜的弹性模量E。研究表明：在测量的膜厚范围内(7μm-15μm)，Cu膜和Ni膜的弹性模量E不随膜厚变化，并且接近各自块材的弹性模量。     

热处理对PI基板铜薄膜金属化TiN阻挡层的影响

聚酰业胺(PI)材料具有介电常数低，分解温度高及化学稳定性好等优点，是很有前途的电子封装材料。Cu具有低的电阻和高的抗电迁移能力，足PI基板金属化的首选材料。采用物理气相沉积(PVD)方法在PI基板上沉积Cu薄膜，利用TiN陶瓷薄膜阻挡Cu向PI基板内部扩散。研究热处理条件下TiN陶瓷薄膜阻挡层的阻挡效果、Cu膜电阻变化以及Cu膜的结合强度，俄歇谱图分析表明TiN可以有效地阻挡Cu向PI内的扩散。300℃热处理消除了Cu膜内应力，提高了Cu膜的结合强度。     

Cu/Ni多层膜对Ti811合金微动磨损和微动疲劳抗力的影响

在Ti811钛合金表面利用离子辅助磁控溅射沉积技术制备20～1200nm不同调制周期的Cu/Ni金属多层膜,分析多层膜的结构,测试膜基结合强度、膜层显微硬度和韧性,对比研究不同调制周期的Cu/Ni多层膜对钛合金基材常温下微动磨损性能和微动疲劳(FF)抗力的影响。结果表明:利用离子辅助磁控溅射技术可以获得致密度高、晶粒细化、膜基结合强度高的Cu/Ni多层膜,该类多层膜具有良好的减摩润滑作用,因而改善了Ti811钛合金常温下抗微动磨损和微动疲劳性能;Cu/Ni多层膜对钛合金FF抗力的改善程度随膜层调制周期呈现非单调变化趋势,调制周期为200nm的Cu/Ni多层膜对钛合金FF抗力的提高程度最大,原因归于该膜层具有良好的强韧和润滑综合性能。     

Characterization of CuInS2 thin films prepared by sulfurization of Cu-In precursor

CuInS2 thin films were prepared by sulfurization of Cu-In precursors. The influences of the deposition sequence of Cu and In layers, such as Cu/In, Cu/In/In, and In/Cu/In, on structure, topography, and optical properties of CuInS2 thin films were investigated. X-ray diffraction results show that the deposition sequence of Cu and In layers affects the crystalline quality of CuInS2 films. Atomic force microstructure images reveal that the grain size and surface roughness are related to the deposition sequence used. When the deposition sequence of precursor is In/Cu/In, the CuInS2 thin films show a single-phase chalcopyrite structure with （112） preferred orientation. The surface morphology of CIS films is uniform and compacted. The absorption coefficient is larger than 10^4 cm^-1 with optical band gap Egclose to 1.4 eV.     

薄膜厚度对HfO2薄膜残余应力的影响

HfO2薄膜是用电子束蒸发方法制备的，利用ZYGO干涉仪测量了基片镀膜前后曲率半径的变化，计算了薄膜应力。对样品进行了XRD测试，讨论了膜厚对薄膜残余应力的影响。结果发现不同厚度HfO2薄膜的残余应力均为张应力，应力值随薄膜厚度的增加而减小，当薄膜厚度达到一定值后，应力值趋于稳定。从微观结构变化对实验结果进行了分析，发现微结构演变引起的本征应力变化是引起薄膜残余应力改变的主要因素。     

PREPARATION OF NANO-CRYSTALLINE Fe-Cu THIN FILMS AND THEIR MAGNETIC PROPERTIES

Fe-Cu thin films of 0.2μm in thickness with different Cu contents were prepared by using r.f. magnetron sputtering onto glass substrate. The effect of sputtering param-eters, including Ar gas pressure and input rf power, on the structure and magnetic properties was investigated. It was found that when the power is lower than 70 W, the structure of the films remained single bcc-Fe phase with Cu solubility of up to 50at.%. TEM observations for the bcc-Fe phase showed that the grain size was in the nanometer range of less than 20nm. The coercivity of Fe-Cu films was largely affected by not only Ar gas pressure but also rf power, and reached about 2.5Oe in the pressure of 0.67-6.67Pa and in the power of less than WOW. In addition, saturation magnetization, with Cu content less than 60at. %, was about proportional to the con-tent of bcc-Fe. When Cu content was at 60at.%, however, saturation magnetization was much smaller than its calculation value.     

Co/C与Co-Pt/C膜的微结构研究

利用磁控溅射方法制备Co/C和Co-Pt/C薄膜.用X射线衍射谱(XRD)和透射电子显微镜(TEM)测量样品结构和微观形貌.对Co/C和Co-Pt/C晶粒的大小进行计算,表明Co/C颗粒膜Co是以团簇的形式镶嵌在C层中的,面心立方(fcc)COPt3和面心四方(fct)Copt两个稳定有序相在Co-Pt/C薄膜中很好地...