溅射功率对Ca2Si薄膜性质的影响

采用射频磁控溅射技术在Si（100）衬底上沉积了si-ca-si薄膜，并在高真空条件下对样品进行退火处理，直接生成立方相Ca2Si薄膜。研究了不同溅射功率对薄膜的晶体结构、表面（断面）形貌的影响，并对其光学性质进行了测试分析。结果表明：Ca2Si薄膜为立方结构且具有沿（111）向择优生长的特性，当溅射功率为120W时，Ca2Si薄膜变的均匀、致密，在400-800nm波长范围内，溅射功率对折射率n和吸收系数k的影响较小。     

制备参数对磁控溅射CoSi2薄膜织构的影响

采用射频磁控溅射法溅射CoSi2合金靶材制备CoSi2薄膜,研究了制备参数对薄膜织构的影响。结果表明,CoSi2薄膜中存在(111)或(220)织构。织构的形成受溅射参数的影响。溅射功率越大,溅射气压越低,(111)织构越强烈。当基底温度增加时,织构经历了先增强后减弱的过程。     

溅射功率对LiCoO2薄膜结构及性能的影响研究

采用射频磁控溅射技术,在不锈钢衬底上沉积制备了(003)取向的LiCoO₂薄膜。通过X射线衍射仪、扫描电镜、拉曼及电化学测试探究了溅射功率对LiCoO₂薄膜结构及电化学性能的影响。结果表明在80-160 W功率范围内,适当增加功率有助于Co与O的键合,提高薄膜的结晶度。功率为120 W时,首次放电比容量为40.9μAh cm^-2μm^-1,循环100圈后容量保持率为61.2%;但当功率提高到160 W时,由于过快的沉积速率难以与粒子在衬底表面的扩散速率相匹配反而会造成LiCoO₂结晶度下降,晶格产生畸变,阻碍了Li+在材料内部的扩散,循环100圈后容量保持率只有54.2%。     

溅射气压对ZrO2薄膜微结构与光学性能的影响

利用射频反应磁控溅射在显微玻璃、单晶硅片、NaCl和石英上沉积ZrO2薄膜.膜厚60～80nm.研究发现,溅射气压升高,薄膜结晶程度降低,同时存在单斜相和四方相;晶粒尺寸增大;折射率上升;透射率在700～1000nm波段上升.这些结果表明溅射气压影响ZrO2薄膜生长机制、微观结构和成份,进而影响其光学性能.     

基片温度对反应射频磁控溅射法制备掺杂CeO2电解质薄膜的影响

利用Gd/Ce镶嵌复合靶、采用反应射频磁控溅射技术制备了Gd2O3掺杂CeO2(GDC)氧离子导体电解质薄膜,重点探讨了基片温度对薄膜物相结构、沉积速率及生长形貌的影响.分析结果表明,不同温度下制备的薄膜中,立方面心结构GDC固溶体相占主导,同时存在少量体心立方结构Gd2O3中间相;GDC薄膜的生长取向随基片温度而变化,200℃时,无择优取向,500℃时薄膜呈现(220)织构,700℃则为(111)择优取向;薄膜沉积速率随基片温度呈阶段性规律变化,(220)方向择优生长越显著,沉积速率越高,薄膜粗糙度越大;AFM分析表明,薄膜为岛状生长,随温度升高,表面生长岛尺寸增大,岛密度变小.     

沉积工艺对高 k栅介质 ZrO2薄膜生长行为的影响

采用反应射频磁控溅射法在Si（100）基片上制备了ZrO2薄膜，通过高分辨电子显微镜、原子力显微镜，研究了沉积工艺参数（主要包括氧分压和沉积温度）对ZrO2薄膜的表面形貌和微结构的影响．研究结果显示；氧分压和沉积温度是影响ZrO2薄膜生长行为的重要因素．随氧分压的增大，ZrO2薄膜的表面粗糙度近乎呈线形增加的趋势，ZrO2薄膜微结构演化过程是a-ZrO2（非晶）→a-ZrO2和少量m-ZrO2（单斜）→m-ZrO2和少量t-ZrO2（四方）→m-ZrO2；随沉积温度从室温升高到550℃，ZrO2薄膜微结构演化过程是a-ZrO2（〈250℃）→m-zrO2和少量a-ZrO2（450℃）→m-ZrO2和少量t-ZrO2（550℃）；此外，根据薄膜微结构和表面形貌的研究结果，探讨了沉积温度对薄膜生长行为的影响及其物理机制．     

衬底温度对低功率直流磁控溅射ZnO薄膜特性的影响

采用低功率直流反应磁控溅射法,在Si衬底上成功制备出了具有高c轴择优取向的ZnO薄膜,利用X射线衍射仪、荧光分光光度计研究了沉积温度对ZnO薄膜微观结构及光致发光特性的影响.结果表明,合适的衬底温度有利于提高ZnO薄膜结晶质量;在室温下测量样品的光致发光谱(PL),观察到波长位于440nm左右和485nm左右的蓝色发光峰及527nm左右微弱的绿光峰,随衬底温度升高,样品的PL谱中蓝光强度都明显增大,低功率溅射对其蓝光发射具有很重要的影响.综合分析得出440nm左右的蓝光发射应与Zni有关,485nm附近的蓝光发射是由于氧空位形成的深施主能级上电子跃迁到价带顶的结果,而527nm左右的较弱的绿光发射主要来源于导带底到氧错位缺陷能级的跃迁.生长温度主要是通过改变薄膜中缺陷种类及浓度而影响着ZnO薄膜的发光特性的.     

溅射气压对碳化钒薄膜微结构与力学性能的影响

采用碳化钒靶的磁控溅射方法在不同的Ar气压下制备了一系列碳化钒薄膜,利用能量分析光谱仪,X射线衍射,扫描电子显微镜,原子力显微镜和微力学探针研究了气压对薄膜成分、相组成、微结构以及力学性能的影响。结果表明磁控溅射VC陶瓷靶可以方便地制备晶体态的单相碳化钒薄膜,并且溅射气压对薄膜的化学成分、相组成、微结构以及相应的力学性有较大的影响。在溅射气压为2.4~3.2 Pa的范围内,可获得结晶程度好和硬度与弹性模量较高的碳化钒薄膜,其最高硬度和弹性模量分别为28,269 GPa。低的溅射气压(0.32~0.9 Pa)下,所得薄膜结晶较差且硬度较低;过高的溅射气压(>4.0 Pa),薄膜的溅射速率降低,结晶变差,其硬度和弹性模量亦随之降低。低气压下薄膜碳含量较高和高气压下溅射原子能量降低可能是薄膜结晶程度降低的主要原因。     

射频磁控反应溅射制备Al2O3薄膜的工艺研究

采用射频磁控反应溅射法,以高纯Al为靶材,高纯O2为反应气体,在不锈钢和单晶Si基片上成功地制备了氧化铝(Al2O3)薄膜,并对氧化铝薄膜的沉积速率、结构和表面形貌进行了研究.结果表明,沉积速率随着射频功率的增大先几乎呈线性增大而后缓慢增大;随着溅射气压的增加,沉积速率先增大,在一定气压时达到峰值后继续随气压增大而减小,同时随着靶基距的增大而减小;随着氧气流量的不断增加,靶面溅射的物质从金属态过渡到氧化物态,沉积速率也随之不断降低.X射线衍射图谱表明薄膜结构为非晶态;用原子力显微镜对薄膜表面形貌观察,薄膜微结构为柱状.     

磁控反应溅射不锈钢表面制备纳米TiO2薄膜及光催化活性研究

不锈钢箔片上溅射沉积25nm的钛底膜后,在工作真空0．9Pa．O2、Ar分压比1：6．基体温度270～280℃的条件下,用直流磁控反应溅射法制备了厚度约300nm的TiO2薄膜,并在420℃的氧气氛下进行热处理。XRD分析看出,薄膜为TiO2锐钛矿和金红石复合晶型。测算表明TiO2复合晶中锐钛矿质量含量约64％,其晶粒尺寸约14nm。用“弯曲法”测试表明,膜基结合力强。由对苯酚溶液的降解实验看出,制备光催化薄膜具有较好的光催化活性。     

射频磁控溅射制备Bi2Te3热电薄膜

通过射频磁控溅射，在溅射气体为Ar，气压为1Pa，溅射功率为120W时分别在聚氨酯和玻璃基底上沉积了不同厚度的Bi2Te3薄膜。Bi2Te3薄膜主要是以（221）晶面平行于基底进行外延生长，先在基底形成大量微小晶粒，合并长大成典型的纤维状组织结构。在此条件下薄膜生长速率为26nm/min，通过控制溅射时间可沉积几纳米到几微米不同厚度的薄膜。得到的p-型半导体Bi2Te3薄膜，其电阻率随薄膜厚度的增大而减小。     

溅射功率对磁控溅射法制备MgF2薄膜组织和性能的影响

为了减少磁控溅射法沉积MgF₂薄膜的F贫乏缺陷, 在工作气体Ar₂中加入SF₆作为反应气体, 在石英玻璃衬底上用射频磁控溅射法制备了MgF₂薄膜, 研究了溅射功率对MgF₂薄膜化学成分、微观结构和光学性能的影响。结果表明, 随着溅射功率从115 W增加到220 W, F: Mg的原子比不断增加, 185 W时达到2.02, 最接近理想化学计量比2 : 1;薄膜的结晶度先提高后降低, 最后转变为非晶态; MgF₂薄膜的颗粒尺寸先是有所增加, 轮廓也变得更加清晰, 最后又变得模糊。MgF₂薄膜的折射率先减小后增大, 在185 W时获得最低值, 550 nm波长的折射率1.384非常接近MgF₂块体晶体;镀膜玻璃在300~1100 nm范围内的透光率(以下简称薄膜透光率)先增大后减小, 185 W时达到94.99%, 比玻璃基底的透光率高出1.79%。     

磁控溅射制备纳米TiO2薄膜光催化降解苯酚的研究

采用射频磁控溅射方法分别在玻璃、A1片和ITO玻璃上制备出性能优良的TiO2纳米薄膜,研究了薄膜光催化性能.通过XRD、SEM和UV-Vis吸收光谱对薄膜进行表征,研究了不同退火温度和不同衬底对薄膜光催化性能的影响.结果表明:薄膜经500℃退火处理,TiO2由非晶转变为锐钛矿结构,并且退火后薄膜的紫外吸收波长发生红移,光催化降解性能提高;比较玻璃、ITO玻璃和A1为衬底制备的TiO2薄膜,以A1片为衬底的TiO2薄膜,由于形成Schottky势垒,光催化性更好.     

反应溅射法制备铝掺杂氧化锆薄膜及其热稳定性的研究

采用反应射频磁控溅射在Si（100）基片上制备了不同微结构的铝掺杂氧化锆薄膜．利用高分辨透射电子显微镜、X射线衍射仪和原子力显微镜研究了退火温度对铝掺杂氧化锆薄膜热学稳定性、界面稳定性和表面粗糙度的影响，探讨了铝掺杂氧化锆薄膜的，I-V特性与薄膜的微观状态之间的关系．研究结果显示：在铝掺杂氧化锆薄膜中掺入不同量的Al对薄膜的微结构有较大影响，随着薄膜中Al／Zr原子含量比的增大，薄膜微结构经历从α—ZrO2（未掺杂）到t-（Zr，Al）O2相和c-（Zr，Al）O2相（Al／Zr=1／4）再到a-（Zr，Al）O2（Al／Zr=4／5）的变化；与纯ZrO2薄膜相比，Al掺杂氧化锆（Al／Zr=4／5）薄膜的结晶化温度明显提高，薄膜热学稳定性得到改善．     

射频磁控溅射制备负热膨胀ZrW2O8薄膜的应力特性研究

采用ZrW2O8陶瓷靶材,以射频磁控溅射法在单晶硅基片上沉积制备了ZrW2O8薄膜。用X射线衍射仪和热膨胀仪分析了靶材的成分和热膨胀性能;用X射线光电子能谱仪和扫描电子显微镜分析了薄膜的组分及其表面形貌;用表面粗糙轮廓仪和薄膜应力分布测试仪测量了薄膜的厚度和应力。实验结果表明:制备的ZrW2O8靶材纯度高且具有良好的负热膨胀性能,磁控溅射沉积制备的ZrW2O8薄膜和靶材保持良好的化学成分一致性,且表面平滑、致密,在750℃热处理3 min后薄膜表面晶粒明显长大,并出现孔洞缺陷;衬底未加热时沉积制备的ZrW2O8薄膜选区应力差最小,应力分布最均匀,随着热处理温度和衬底温度的提高,由于薄膜和衬底的热膨胀系数的差异较大,薄膜选区内的应力差增加,薄膜应力分布不均性增大。     

射频反应磁控溅射法制备N掺杂p型氧化亚铜薄膜

通过射频反应磁控溅射方法在玻璃衬底上制备N掺杂的Cu2O薄膜,采用X射线衍射、分光光度计、X射线光电子能谱和霍尔效应等检测,研究了氮气掺杂对Cu2O薄膜性能的影响。结果表明:随着N原子的掺入,薄膜的结晶质量下降,光学带隙从2.28 eV升至2.47 eV左右,同时薄膜的电学性能趋于稳定。当N2/O2流量比率为0.6时,薄膜电阻率为1.5Ω.cm,空穴浓度为2.16×1019cm-3,霍尔迁移率为0.5 cm2.V-1.s-1。     

Properties of Gallium Phosphide Thick Films Prepared on Zinc Sul-de Substrates by Radio-Frequency Magnetron Sputtering

Radio-frequency (RF) magnetron sputtering was employed to prepare gallium phosphide (GaP) thick films on zinc sulfide (ZnS) substrates by sputtering a single crystalline GaP target in an Ar atmosphere. The infrared (IR) transmission properties, structure, morphology, composition and hardness of the film were studied. Results show that both amorphous and zinc-blende crystalline phases existed in the GaP film in almost stoichiometric amounts. The GaP film exhibited good IR transmission properties, though the relatively rough surface and loose microstructure caused a small loss of IR transmission due to scattering. The GaP film also showed a much higher hardness than the ZnS substrate, thereby providing good protection to ZnS.     

Properties of Gallium Phosphide Thick Films Prepared on Zinc Sulfide Substrates by Radio-Frequency Magnetron Sputtering

Radio-frequency (RF) magnetron sputtering was employed to prepare gallium phosphide (GaP) thick films on zinc sulfide (ZnS) substrates by sputtering a single crystalline GaP target in an Ar atmosphere. The infrared (IR) transmission properties, structure, morphology, composition and hardness of the film were studied. Results show that both amorphous and zinc-blende crystalline phases existed in the GaP film in almost stoichiometric amounts. The GaP film exhibited good IR transmission properties, though the ...