TiN薄膜的制备及其纳米力学性能研究

采用磁控溅射工艺制备了TiN薄膜,借助X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)和纳米压痕仪(nano-indentation)等,研究了薄膜的相结构、表面微观形貌、纳米硬度、弹性模量等,讨论了薄膜制备工艺参数,如基体温度、溅射功率、基体负偏压等的影响.结果表明,Ti N薄膜为多晶态,溅射功率、基体负偏压和基体温度等条件对薄膜的形貌、结构及纳米硬度、弹性模量等的影响比较复杂.     

退火处理对脉冲激光沉积制备ZnS薄膜的影响

利用射频辅助脉冲激光沉积技术,研究了退火处理对制备ZnS薄膜的影响.利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对制备样品的结构、形貌特性进行了表征.结果表明:退火处理更有利于ZnS薄膜的发光.     

电化学沉积法制备稀土掺杂氧化钇荧光薄膜的发光性能

通过改变氧化钇薄膜中掺杂稀土元素的种类,来控制发光薄膜的荧光发射波长.利用电化学沉积法制备稀土掺杂氧化钇荧光薄膜.电化学沉积法制备的薄膜结晶效果好,掺杂离子分布较均匀,且不需要高温高压或者真空条件,成本很低.所制备的Y2O3:Ln荧光发光薄膜经XRD分析具有立方晶体结构;不同稀土掺杂的氧化钇呈现出不同的表面形貌;掺杂的Ln离子均匀地分布在薄膜中,经测试所有的Y2O3:Ln荧光发光薄膜都显示出较强的发射强度,且发光波长随着掺杂离子的不同而不同:Y2O3:Er3+发绿光,Y2O3:Ce3+发黄绿光,Y2 O3:Sm3+发蓝光,Y2O3:Pr3+发橙光.因此,电化学沉积法可用于制备具有不同发光波长的氧化钇荧光薄膜.     

稀磁半导体CoTiO2薄膜结构和磁性研究

通过对靶磁控反应溅射法和原位退火工艺制备了系列CoTiO2薄膜样品.研究发现,掺杂量对薄膜的磁性和结构有很大的影响.通过X射线衍射仪和振动样品磁强计对样品的结构和磁性进行了分析,发现制备的样品中较少的掺杂显示明显的室温铁磁性并且没有Co金属存在,但是随着掺杂的增加,部分Co以微小的颗粒存在,而且在超顺磁极限之下,使薄膜的磁性受到超顺磁相的影响.     

磁控溅射Ti掺杂NbN薄膜的机械和摩擦学特性研究

为研究Ti掺杂的NbN薄膜的机械和摩擦学特性,采用射频和直流磁控共溅射技术制备了Ti掺杂的NbN(Ti:NbN)薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、能量色散X射线光谱仪(EDX)、扫描电子显微镜(SEM)、纳米压痕仪、高温摩擦磨损实验机分别对Ti掺杂的NbN薄膜的微观结构、组成成分、表面形貌、机械和摩擦学性能进行了研究.XRD测试结果显示,薄膜的结晶性随着Ti靶掺杂功率的增加(从0 W逐渐升高到40 W)而呈明显增强趋势,晶粒尺寸也由18.010 nm增加到21.227 nm.当Ti靶的掺杂功率为30 W时,NbN薄膜的硬度由4.5 GPa(未掺杂)增加到20.4 GPa,弹性模量由145.8 GPa(未掺杂)增加到224.5 GPa; 当Ti靶的掺杂功率为40 W时,NbN薄膜的摩擦系数由0.73(未掺杂)下降到0.51,磨损率由3.3×10^-6 mm³/(N·mm)(未掺杂)下降到2.1×10^-6 mm³/(N·mm).这表明,掺杂Ti可使NbN薄膜的机械性能和摩擦学性能得到很大的改善.     

锗 -二氧化硅复合薄膜的光电特性(英文)

采用射频共溅射技术在石英玻璃和硅片衬底上制备出Ge SiO2 复合薄膜 ,然后在真空气氛中进行热处理。利拉曼散射、X射线衍射、UV/VIS/NIR透射和反射谱、变温电导测试等手段对薄膜的光、电特性进行了研究。实验结果表明 ,用热处理的方法可以在薄膜中形成Ge纳米颗粒 ,Ge纳米颗粒的平均尺度约 5 .0nm时 ,薄膜的光学带宽约 1.42ev ,电导激活能的最小值约 0 .43ev。     

稀土掺杂对TiO_2薄膜光催化性能的影响

用溶胶-凝胶法于玻璃表面分别制备了镧、铈掺杂纳米TiO2薄膜,采用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)对其结构和形貌进行了表征,并通过对紫外光照射下亚甲基蓝溶液的光催化降解率评价其光催化性能,研究了不同掺杂量、热处理温度对镧、铈掺杂纳米TiO2薄膜光催化性能的影响,探讨了其光催化影响机制.研究发现:镧掺杂可以抑制由锐钛矿相向金红石相的转变,并且镧、铈掺杂纳米TiO2薄膜都存在最佳热处理温度和最佳掺杂浓度.     

低氮掺杂对含氢类金刚石结构和力学性能的影响

为探讨低氮掺杂对含氢类金刚石组织结构和力学性能的影响.采用非平衡磁控溅射和等离子增强化学气相沉积(PECVD)复合技术,在316不锈钢和硅片上制备碳化钨过渡层和不同掺氮量的含氢类金刚石薄膜(a-C:H(N)).通过拉曼光谱、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)对薄膜组织结构进行表征,薄膜的硬度和残余应力采用微纳米力学综合测量系统和薄膜应力测量仪进行表征.结果表明随着氮掺杂,薄膜形成碳氮键(CN)且其主要以C=N键形式存在,C=N/CN的比值随着薄膜氮含量增加逐渐下降.同时当掺氮量从0增至0.12 at%时,薄膜I_D/I_G比值迅速下降,sp~2C=C/sp~3C-C比值由0.65降至0.563,而薄膜硬度基本不变,约为20.4 GPa,残余应力则由3.35 Gpa降至1.31 GPa;随着掺氮量进一步增加,sp~2C=C/sp~3C-C比值增加,薄膜硬度迅速下降,残余应力则缓慢降低.可知氮的掺杂对DLC薄膜结构的影响有临界值0.12 at%,当掺氮量低于该值时,氮掺杂促进sp~3杂化的形成,薄膜具有较高的sp~3杂化含量.而随着薄膜含氮量进一步增加,sp~3杂化含量下降.同时当低氮掺杂时,可获得具有较高硬度以及较低残余应力的薄膜.     

氧氩比和退火温度对AZO薄膜结构与性能的影响

在通氩气和不同比率氧氩混合气体的条件下,利用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备铝(Al)掺杂氧化锌(AZO)薄膜(溅射功率为180W,衬底温度为300℃),并对部分薄膜样品进行400℃或500℃退火处理.采用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和分光光度计对薄膜的结构、表面形貌和光学性能进行测试研究.结果表明,制备的所有薄膜均呈现(002)晶面择优生长;与氩气溅射相比,当采用氧氩混合气体溅射时,生长的AZO薄膜晶粒尺寸显著增大;退火处理使2类薄膜的表面粗糙度都明显减小,晶粒也有所增大(7%~13%).其中,在氧氩比为1∶2的混合气体中制备的薄膜,经过500℃退火后,晶粒尺寸最大(39.4nm),薄膜表面更平整致密,在可见光区平均透过率接近最大(89.3%).     

锗－二氧化硅复合薄膜的光电特性

采用射频共溅射技术在石英玻璃和硅片衬底上制备出Ge-SiO2复合薄膜,然后在真空气氛中进行热处理.利拉曼散射、X射线衍射、UV/VIS/NIR透射和反射谱、变温电导测试等手段对薄膜的光、电特性进行了研究.实验结果表明,用热处理的方法可以在薄膜中形成Ge纳米颗粒,Ge纳米颗粒的平均尺度约5.0 nm时,薄膜的光学带宽约1.42 ev,电导激活能的最小值约0.43 ev.