磁控溅射法制备纳米晶钛薄膜工艺研究

利用直流磁控溅射法在硅基底上沉积出纳米晶钛薄膜,研究了背底真空度、溅射功率和基底温度对纳米晶钛薄膜结构的影响。实验证明,当背底真空度高于8.8×10-5 Pa时,可制备出致密的纳米晶钛薄膜,当背底真空度低于2.0×10-4 Pa时,钛薄膜被氧化成一氧化钛薄膜;随着溅射功率的增大,纳米晶钛膜的晶粒尺寸呈线性增大,同时钛薄膜的取向也发生改变,表现出明显的(002)织构;随着温度的升高,钛薄膜织构取向发生改变,当温度为500℃时,钛薄膜被氧化为一氧化钛薄膜。制成平整钛薄膜的工艺条件为:背底真空度8.8×10-5 Pa,溅射功率200 W,基底温度室温。     

硅纳米晶/SiO2多层薄膜的制备

采用射频磁控溅射结合后续热处理方法制备了镶嵌在SiO2基质中的Si纳米晶（nanocrystalline silicon,nc-Si）薄膜,实验结果表明,在单层nc-Si薄膜中,随着硅含量的增加,Si纳米晶的尺寸、分布密度也增加;在多层nc-Si/SiO2薄膜中,SiO2层会起到限制nc-Si层中Si纳米晶生长的作用,使多层结构中Si纳米晶的尺寸分布更加集中。     

纳米晶结构NiOx薄膜Li+致色性能研究

采用中频孪生非半衡磁控溅射方法制备了纳米晶结构NiOx电致变色薄膜.原子力显微镜(AFM)、掠入射X射线衍射(GID)、X射线反射(XRR)分析薄膜结构、形貌及薄膜厚度;利用电化学设备、紫外分光光度计等手段测试薄膜循环伏安及光谱特性.结果表明:沉积获得NiOx薄膜质地均匀,晶粒尺寸约为4.5 nm,薄膜表面粗糙度Ra=1.659 nm;以Li 离子为致色粒子,厚度60nm的NiOx薄膜在±3 V的高驱动电压下薄膜对可见光透过率凋制范围达30%以七,电致变色性能较好.     

纳米Zn1-xFexSe薄膜的制备和结构研究

采用双源热蒸发方法制备了纳米 Zn1-xFexSe稀释磁性半导体薄膜,根据 X 射线衍射谱和Raman散射谱研究了薄膜的晶体结构和声子谱特征。结果表明:Zn1-xFexSe薄膜中纳米晶粒的晶格常数随Fe含量增加而增大;通过 Raman 散射光谱观察到明显的声子限域效应,与 ZnSe体材料相比,Zn1-xFexSe薄膜同光学声子模对应的 Raman 散射峰表现出宽化和红移;纳米晶粒的晶格膨胀导致 Raman散射峰红移随Fe含量增多而相应加大。     

纤维素纳米晶结构色薄膜的制备及其性能研究

目的 研究3种不同原材料(桉木漂白硫酸盐浆、长绒棉和短绒棉)制备纤维素纳米晶体(Cellulose Nanocrystals, CNC)薄膜的适合工艺条件及其性能变化规律,为CNC结构色防伪薄膜的研究提供参考。方法 3种不同原材料在各自合适的水解条件下,通过硫酸水解制备CNC悬浮液,测定其粒径及Zeta电位、CNC颗粒的微观形貌。采用蒸发干燥自组装法形成CNC薄膜,测定薄膜的化学结构及晶型、微观结构、力学性能、偏光性能和最大反射波长。结果 3种不同原材料制备的CNC悬浮液稳定性均较好,均保留了纤维素特有的官能团和天然Iβ晶型。随着酸水解时间的增加,CNC粒径均逐渐减小,长径比均为15左右;桉木漂白硫酸盐浆制备的CNC的结晶度低于短绒棉、长绒棉所制的CNC,其制备的CNC薄膜的柔韧性和抗拉强度优于短绒棉、长绒棉所制的薄膜。3种原材料所制CNC薄膜截面均具有胆甾相液晶层状结构,在偏光显微镜下薄膜均具有双折射效应;酸水解时间的增加使得CNC薄膜的螺距逐渐减小,最大反射波长也逐渐减小,薄膜的颜色均发生蓝移;与短绒棉、长绒棉制备的CNC薄膜相比,桉木漂白硫酸盐浆制备的CNC薄膜双折射特性较弱。结论 原材料类型和水解时间对制备的CNC的粒径、结晶度、双折射等特性均产生影响。随着水解时间的增加,CNC薄膜螺距逐渐减小,可在一定范围内调控纤维素纳米晶薄膜的反射波长,从而达到了调节纤维素纳米晶薄膜结构色的目的。纤维素纳米晶材料后期有望应用于防伪包装领域。     

二元锰钒氧化物薄膜的制备及室温铁磁性研究

本工作采用磁控溅射技术在蓝宝石衬底上制备了钒氧化物(VO_x)磁性薄膜,研究了共沉积Mn元素对VO_x表面形貌及铁磁性的影响。结构与形貌表征结果表明:本文制备的VO_x薄膜是一种化学计量比在V₂O₃与VO₂之间的纯相钒氧化物薄膜,Mn元素的引入使VO_x晶格发生轻微畸变,并且导致VO_x的形貌由纳米棒状结构演化为球状;磁学性能结果表明:VO_x薄膜呈现出室温铁磁性,随着Mn元素含量的增加,薄膜的饱和磁矩先增大后减小,Mn元素与V元素比例为1∶1时,表面形貌最规则且具有最大饱和磁矩345 emu/cm³。     

非晶Co-Nb-Zr薄膜的纳米晶化及磁性

采用扫描式差热(DSC)分析、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、梯度样品磁强计(AGM)和磁力显微镜（MFM)，研究磁控溅射制备的Co0.8Nb14Zr5.2磁性薄膜，在485℃～550℃间的等温晶化行为以及快速纳米晶化30s后的薄膜结构和磁性。结果表明，非晶薄膜的晶化温度在420℃～450℃，Avrami指数在1．17～1．39，晶化行为以一维形核长大为主。纳米晶Co-Nb-Zr薄膜的磁性能受晶粒大小和晶粒对非晶基体形成应力以及磁晶各向异性的共同影响。     

不同衬底上ZnO薄膜的射频磁控溅射制备及结构

利用射频磁控溅射镀膜的方法,在c面蓝宝石、石英玻璃和载破片衬底上成功制备了ZnO薄膜。用x射线衍射和扫描电子显微镜进行了结构分析并观察了样品的表面形貌。结果表明：制备的ZnO薄膜具有良好的C轴择优取向结晶度,并在石英玻璃和载玻片衬底上的ZnO薄膜表面发现了[101]取向的“米粒状”晶粒。     

CdS纳米晶薄膜的制备及光电性能研究

利用化学浴沉积法,以N(CH2CH2OH)3为络合剂,Cd(CH3COO)2·2H2O和(NH2)2CS为前驱体溶液制备了CdS纳米晶薄膜,利用FESEM、XRD考察了前驱体浓度、络合剂浓度、前驱体溶液的pH值、反应温度等因素对CdS纳米晶薄膜的表面形貌、晶粒大小及晶体结构的影响,在最佳工艺条件下可以制得表面平整,结构致密的CdS纳米晶薄膜。UV-Vis光谱表明CdS在短波长区域有较强的吸收,符合作为窗口材料和过渡层的要求;光电性能测试表明CdS具有较好的光电响应,呈特征n型半导体特性。     

卤素原子在化学气相淀积金刚石薄膜过程中的作用

根据非平衡热力学耦合模型计算得到了碳氢氟和碳氢氯体低压金刚石生长的非平衡定态相图，计算与大量实验事实符合良好。     

Microstructure Control of Nanoporous Silica Thin Film Prepared by Sol-gel Process

Nanoporous silica films were prepared by sol-gel process with base, acid and base/acid two-step catalysis.Transmission electron microscope （TEM） and particle size analyzer were used to characterize the microstructure and the particle size distribution of the sols. Scanning electron microscopy （SEM）, atomic force microscopy （AFM） and spectroscopic ellipsometer were used to characterize the surface microstructure and the optical properties of the silica films. Stability of the sols during long-term storage was investigated. Moreover,the dispersion relation of the optical constants of the silica films, and the control of the microstructure and properties of the films by changing the catalysis conditions during sol-gel process were also discussed.     

离子束辅助薄膜沉积

离子束辅助沉积(IBAD)是在气相沉积的同时辅以离子束轰击的薄膜制备方法，可在低温下合成致密、均匀的薄膜。介绍了IBAD技术的概况，列举了具体应用领域，描述了射频ICP离子源辅助电子束蒸发，最后对IBAD的前景加以评论。     

物理气相沉积薄膜超级电容器

超级电容器作为一种可以快速充放电的储能器件,在电动汽车、微储能电子器件、航空航天等领域有广泛的应用前景。金属氮/氧化物薄膜电极具有优良的电化学性能以及稳定的机械性能,使其成为一种极具发展潜力的超级电容器电极材料。物理气相沉积(PVD)制备的薄膜具有成分结构易调控,膜层与基体结合力好,且可规模化生产等优点,可应用在超级电容器领域,特别是柔性薄膜超电电极的制备。本文论述了PVD在制备氮/氧化物薄膜电极方面的研究进展,并详细探讨了通过PVD制备的金属氮氧化物以及多元金属氮化物薄膜电极的可行性以及PVD柔性薄膜电极的发展前景。     

BaMoO4薄膜电化学制备适宜的工艺条件

为研究BaMoO4薄膜的电化学成膜机制,寻求适宜的制备工艺条件,采用恒电流沉积技术直接在高纯金属钼片上制备了白钨矿结构的BaMoO4薄膜.借助XRD、SEM、XPS等分析技术研究了温度和电流密度等工艺条件对制备的BaMoO4薄膜的影响.结果表明,制备的BaMoO4薄膜为四方单相结构,室温、相对较低的电流密度条件下制备的BaMoO4薄膜表面更均匀、致密.适宜的电化学制备BaMoO4薄膜的工艺条件为:室温,电流密度为0.3 mA/cm2,溶液pH值为13,反应时间为1 h.     

Principle and Process Window of Cerium Dioxide Thin Film Fabrication with Dual Plasma Deposition

［1］T.Inoue and T.Ohsuna: Appl. Phys. Lett., 1991,59(27), 3604. ［2］Y.Yamamoto: Jpn. J. Appl. Phys., 1993, 32, L620. ［3］T.Chikyow and S.M.Bedair: Appl. Phys. Lett., 1994,65(8), 1030. ［4］Y.Roh, K.Kim and D.Jung: Jpn. J. Appl. Phys.,1997, 36, L1681. ［5］M.Yoshmoto, K.Shmozono, T.Maedo, T.Ohnishi, M.Kumagai, T.Chikyow, O.Ishiyama, M.Shinohara and H.Koinuma: Jpn. J. Appl. Phys., 1995, 34, L688. ［6］A.H.Morshed, M.E.Moussa, N.Ei-Masg and S.M.Bedair: Mater. Sci. Forum, 1997, 239, 291. ［7］S.N.Jacobsen, U.Helmersson, R. Erlandsson, B.Skarman and L.R.Wallenbery: Surf. Sci., 1999,429, 22. ［8］S.H.Jang and D.Jung: J. Vac. Sci. Technol. B., 1998,16(3), 1098. ［9］Dading HUANG, Fuguang QIN, Zhenyu YAO, Zhikai LIU, Zhizhang REN and Lanying LIN:: Chinese J. Semiconductors, 1995, 16(2), 153. (in Chinese) ［10］J.R.Conrad: J. Appl. Phys., 1987, 62, 777. ［11］P.K.Chu, S.Qin, C.Chan, N.W.Cheung and L.A.Larson: Mater. Sci. Eng. Reports, 1996, R17(6-7), 207. ［12］B.Y.Tang: Physics, 1994, 23(1), 41.     

薄膜沉积机理的计算机模拟应用和发展

薄膜技术作为材料制备的一种新技术,在现代科技领域中有着广泛应用.人们对薄膜的沉积机理通过理论和实验进行了比较深入的研究,其中计算机模拟变得日趋重要.主要阐述目前薄膜沉积机理的计算机模型:LG模型、Eden模型、DLA模型及RLA模型,相应计算机模拟技术的发展以及面临的问题和发展方向.     

化学沉积法多晶硫化锌薄膜研究

本文报道在一定浓度范围的ＮＨ３－ＮＨ４ＡＣ－ＣｄＡＣ２－（ＮＨ２）２ＣＳ水溶液体系中５０～１００ｎｍ厚的器件质量硫化镉多晶薄膜的生长条件研究．透明高密度的ＣｄＳ薄膜沉积的最佳条件已经获得．ＳＥＭ分析表明硫化镉膜晶粒大小为５０～１００ｎｍ二在玻璃上和ＳｎＯ２：Ｆ／玻璃上的ＣｄＳ膜具有强的定向选择晶面．８０ｕｍ厚的硫化镉膜暗电阻率是１０３～１０４Ω·ｃｍ数量级，光电导比是１００～２００范围，光禁带宽度是２．４４ｅＶ．同时对水溶液中硫化镉成膜条件作了研究．     

用电泳沉积方法制备LiCoO2薄膜

将LiCoO2粉末分散在异丙醇溶剂中电泳沉积,在铝箔阴极上制备出了LiCoO2薄膜.研究了pH值、悬浮液浓度、外加电压和时间等工艺参数对单位面积膜层质量的影响,初步探讨了Li-CoO2的电泳沉积机理.研究发现:悬浮液中不加HCl时,LiCoO2不能从异丙醇悬浮液中电泳沉积出来;LiCoO2的沉积量随悬浮液的pH值减小而增加,随悬浮液浓度、外加电压的增大和时间的延长呈线性增加.通过SEM分析发现,电泳沉积得到的LiCoO2薄膜不很致密,但作为锂离子电池正极材料使用是完全可以满足要求的.     

Inorganic Thin Film Deposition and Application on Organic Polymer Substrates

This review details the emerging area of inorganic thin film coatings on polymer substrates, from examples of applications through to the fabrication processes and the underlying growth mechanism(s). Of particular focus is the use of physical vapor deposition to deposit thin metal and/or metal oxide films onto polymeric materials. This primary focus highlights an area of research, that is, gaining in popularity, as researchers attempt to provide insight into the adaption of a well‐established manufacturing process to be compatible with the ever expanding range of polymer substrates. The motivation for doing so comes from the evolution of existing industry (i.e., the semi‐conductor sector) to fabricate new devices (i.e., flexible electronics). In addition, the research challenges faced in achieving evaporated and sputtered thin film coatings on polymeric substrates, such as mechanical and thermal considerations will be discussed.