磁控溅射沉积铀薄膜组织结构研究

采用扫描透射电镜 (STEM) ,研究了铝上磁控溅射沉积铀薄膜的形貌、组织、结构以及铀薄膜的生长模型。结果表明 :磁控溅射沉积铀薄膜是由微晶和非晶态两态组成 ,属层状 岛状生长模型。     

超高真空磁控溅射法沉积铀薄膜及其表面状态

铀薄膜有助于原子参数的测试研究,目前对铀薄膜研究的报道较少.利用超高真空磁控溅射法在单晶Si片上制备了铀薄膜.通过扫描电子显微镜(SEM)对铀薄膜的表面形貌进行了观察,利用X射线光电子能谱仪(XPS)及X射线衍射仪(XRD)对铀薄膜的表面结构及元素状态进行了分析和表征.结果表明:铀薄膜呈片状式生长,比较致密、连续,表面由铀及氧化铀组成,之下为纯铀.     

真空蒸发沉积聚苯胺晶态薄膜的研究

利用傅里叶变换红外光谱、透射电子显微镜、高分辨扫描电子显微镜和扫描隧道显微镜等多种分析技术，对用真空蒸发沉积技术制备的不同聚苯胺薄膜试样进行了综合表征。研究发现，ＰＡＮＩ薄膜是无定形态的绝缘膜；经ＨＣｌ掺杂的ＰＡＮＩ薄膜尽管其电导率有很大提高，但仍是非晶态的薄膜；而ＰＡＮＩ－ＴＣＮＱ薄膜确是多晶薄膜，且薄膜的电导率较ＰＡＮＩ薄膜提高几个数量级。研究发现ＰＡＮＩ－ＴＣＮＱ薄膜中的ＰＡＮＩ聚合链与ＴＣ     

衬底温度对磁控溅射氮化铝薄膜组成的影响

采用高纯铝靶和氮/氩混合气氛,在玻璃衬底上用直流反应磁控溅射法制备了AlN薄膜,用X射线光电子能谱(XPS)分析了不同衬底温度下样品的组成.结果表明,AlN薄膜主要含有AlN,存在少量Al2O3及一些其它杂质;随着基片温度的升高,AlN薄膜的纯度提高.     

磁控溅射防锈MoS2薄膜沉积工艺研究

介绍了磁控溅射制备防锈MoS2薄膜的沉积工艺,同时对影响膜层性能的几个因素进行了初步的探讨,并且制备了防锈性能优良的MoS2薄膜样品。     

磁控溅射Fe-N薄膜的结构和性能

研究了氮流量对磁控溅射Ｆｅ－Ｎ薄膜的磁性和结构的影响．加氮薄膜的软磁性能明显优于纯铁的．当氮的流量为１．０ｍＬ·ｍｉｎ~（－１）时,矫顽力 Ｈ_ｃ达到最小值２０５Ａ／ｍ．当氮流量为０．８ｍＬ·ｍｉｎ_（－１）时,饱和磁化强度达到Ｍ_ｓ＝２．３６Ｔ．在 Ｆｅ－Ｎ薄膜中未发现γ’－Ｆｅ４Ｎ和 α”－Ｆｅ１６Ｎ２．     

沉积温度对ZrO2薄膜相结构和透射率的影响

利用射频反应磁控溅射在显微玻璃、单晶硅片、NaCl片和石英上沉积ZrO2薄膜.薄膜厚度80 nm～100 nm.利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、X射线能谱仪、分光光度计和原子力显微镜研究了沉积温度对薄膜相结构和O/Zr、透射率的影响.研究发现,沉积温度升高,非晶相减少,结晶相增多;晶粒尺寸增大;沉积温度为370 ℃,透射率明显下降.     

工艺参数对直流反应磁控溅射ZnO:Al薄膜沉积速率的影响

实验以合金靶材在玻璃衬底上运用直流反应磁控溅射法制备了ZAO(ZnO:Al)透明导电薄膜样品.研究了O2气流量,衬底温度,以及反应气压和溅射功率等工艺参数对ZAO薄膜沉积速率的影响规律.结果表明:沉积速率随O2气流量的增加显著降低,靶面溅射模式由金属模式转变为氧化物模式,而且这种转变趋势在改变其他参数时依然明显;沉积速率随溅射功率的增大几乎成线性增加,但随衬底温度的变化并不大;在反应气压增大的情况下,沉积速率不断上升,达到最大值后,又随气压的增大不断下降.     

温度对化学水浴法制备ZnS薄膜的影响

采用化学水浴法在玻璃上制备了太阳能电池中的ZnS缓冲层。采用SEM、EDS、XRD和nkd-分光光度计等手段研究了水浴温度对ZnS薄膜的表面形貌、结构和光学性能的影响。结果表明,升高温度不能明显改变薄膜的结晶性、形貌和沉积生长方式,能否成膜与温度的关系也不大,但成膜速率对温度的依赖性较大。随温度的升高,薄膜的透过率先减小后增大,反射率则先增大后减小。对同一试样而言,透过率和反射率对应较好。当温度为70℃时,可制得禁带宽度为3.83eV、符合化学计量比、平整的非晶ZnS薄膜。     

真空蒸发法制备PbI2多晶薄膜研究

用真空蒸发法在玻璃衬底上制备了PbI₂多晶薄膜,对样品的微结构、表面形貌、化学组分及电阻率进行了测试分析.结果表明,样品具有良好的多晶结构,并沿六角密堆积结构的c轴向高度择优取向.室温下样品暗电导率为3.09×10^-11(Ω·cm)^-1,电导激活能为0.78eV.     

磁过滤直流真空阴极弧制备含铬类金刚石膜的结构及其性能研究

采用磁过滤直流真空阴极弧沉积技术在单晶硅片、载玻片、不锈钢片基体上制备了含铬类金刚石(Cr-DLC)膜.用光学显微镜、椭偏仪、分光光度计、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射能谱(XRD)、Raman光谱、纳米硬度计、摩擦磨损仪、洛氏硬度计检测了薄膜的组分结构、光学、力学等相关特性.结果表明,硅片上的薄膜厚度为47.6nm,碳含量为89%,s p~3键占碳含量的55.15%.不锈钢片上的薄膜具有典型的DLC膜Raman光谱特征,在空气中的摩擦系数约为0.1,耐磨性能优良,膜与基体的结合性能良好.     

真空蒸发沉积聚苯胺晶态薄膜的研究

利用傅里叶变换红外光谱、透射电子显微镜、高分辨扫描电子显微镜和扫描隧道显微镜等多种分析技术 ,对用真空蒸发沉积技术制备的不同聚苯胺 (PANI)薄膜试样进行了综合表征。研究发现 ,PANI薄膜是无定形态的绝缘膜 ;经HCl掺杂的PANI薄膜尽管其电导率有很大提高 ,但仍是非晶态的薄膜 ;而PANI TCNQ薄膜确是多晶薄膜 ,且薄膜的电导率较PANI薄膜提高几个数量级。研究发现PANI TCNQ薄膜中的PANI聚合链与TCNQ分子之间存在着电荷转移。与PANI薄膜和TCNQ薄膜相比 ,PANI TCNQ复合薄膜的结构更加完善 ,表面更加平整     

电弧离子镀CrAlN-DLC硬质复合薄膜的成分、结构与性能

为了改善CrAlN薄膜的摩擦性能, 本研究在增强磁过滤脉冲偏压电弧离子镀设备上, 用分离靶弧流调控技术在硬质合金基体上分别制备了不同成分的CrAlN-DLC硬质复合薄膜, 并采用不同手段表征了薄膜的表面形貌、成分、相结构以及力学和摩擦性能。结果表明, 不同成分薄膜表面均平整致密, 膜厚均在1.05 μm左右。随着靶弧流比I_C/I_CrAl的升高, 薄膜中碳的原子分数由33.1%升至74.6%。薄膜的相结构主要由晶体相和非晶相复合组成, 其晶体相主要为c-(Cr,Al)N相, 且随着碳含量增大晶体相减少、晶粒尺寸减小, 其非晶相主要为DLC, 其中sp²/sp³的比值随碳含量增大而减小。相应地, 薄膜的硬度随着碳含量增大而提高, 当碳的原子分数为74.6%时, 达到最大值(26.2±1.4) GPa, 且该成分点处薄膜摩擦系数也降至最小值0.107, 磨损率仅为3.3×10^-9 mm³/Nm。综合而言, 当非晶DLC相最多时, CrAlN-DLC复合薄膜的综合性能达到最佳, 较之CrAlN薄膜, 摩擦性能显著提高。     

电弧离子镀Cr1-xAlxN硬质薄膜的成分、结构与性能

采用电弧离子镀的分离靶弧流调控技术在硬质合金基体上制备了4组不同Al含量的Cr_1-xAl_xN硬质薄膜, 采用SEM、XPS、GIXRD、Nanoindenter及划痕仪分别表征了薄膜的形貌、成分、相结构和力学性能。结果表明: 4组薄膜厚度分别为1.28、1.42、1.64和1.79 μm; 成分x随着Al靶的弧流相对增大而增大, 分别为x=0.41、0.53、0.64和0.73; 相结构与成分密切相关, 当x=0.41时, 薄膜呈单一的c-(Cr,Al)N相, 而当x≥0.53时, 则由c-(Cr,Al)N相和hcp-AlN相混相构成; 随着Al含量增加, 晶粒尺寸先减小后增大, 在x=0.64时达到最小值8.9 nm; 相应地硬度则先增大后减小, 在x=0.64时达到峰值35.3 GPa; 4组Cr_1-xAl_xN薄膜的膜基结合良好, 结合力均在60 N以上。综合测试结果发现, 当x=0.53时, Cr_1-xAl_xN薄膜的韧性最佳, 弹性恢复系数最高为57.4%, 同时兼具较高的硬度34.7 GPa, 此时薄膜具有最佳的综合性能。     

真空蒸发沉积聚苯胺—TCNQ复合薄膜的STM研究

利用扫描隧道显微镜对真空蒸发沉积的聚苯胺－ＴＣＮＱ（ＰＡＮＩ－ＴＣＮＱ）复合薄膜、纯聚苯胺薄膜及纯ＴＣＮＱ薄膜试样进行了对比分析。研究发现,纯ＰＡＮＩ薄膜和纯ＴＣＮＱ薄膜都是绝缘膜,而用ＴＣＮＱ挽杂获得具有较高导电特性的ＰＡＮＩ－ＴＣＮＱ复合薄膜。而且与表面粗糙不连续的ＰＡＮＩ薄膜和ＴＣＮＱ薄膜相比,ＰＡＮＩ－ＴＣＮＱ复合薄膜易形成较大面积的表面结构完善的连续膜。傅里叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）分析     

磁控溅射沉积Cu-W薄膜的特征及热处理的影响

采用磁控共溅射法制备含钨1.51%~14.20%(原子分数,下同)的Cu-W合金薄膜,并用EDX、XRD、SEM、显微硬度仪和电阻仪研究了其成分、结构及性能。结果表明,添加W可显著细化Cu-W薄膜基体相晶粒,晶粒尺寸随W含量的增加而减小,Cu-W薄膜呈纳米晶结构。Cu-W薄膜中存在W在Cu中形成的fcc Cu(W)非平衡亚稳过饱和固溶体,固溶度随W含量的增加而提高,最大值为10.65%。与纯Cu膜对比发现,薄膜的显微硬度和电阻率总体上随W含量的增加而显著增大。经200℃、400℃及650℃热处理1h后,Cu-W薄膜基体相晶粒长大,EDX分析显示晶界处出现富W第二相;薄膜显微硬度降低,电阻率下降,降幅与退火温度呈正相关。添加W引起的晶粒细化效应以及退火中基体相晶粒度增大分别是Cu-W薄膜微观结构和性能形成及演变的主要原因。     

高真空化学气相外延炉的研制

研制出满足Ｓｉ１－ｘＧｅｘ异质结薄膜材料生长工艺的高真空化学气相外延炉,介绍了Ｓｉ１－ｘＧｅｘ异质结薄膜材料的生长工艺,详述了该气相外延设备的性能指标、结构组成和设计原理,并且给出了利用该设备生长Ｓｉ１－ｘＧｅｘ异质薄膜的实验结果。     

真空蒸发法制备PbI2多晶薄膜研究

用真空蒸发法在玻璃衬底上制备了PbI2多晶薄膜,对样品的微结构、表面形貌、化学组分及电阻率进行了测试分析.结果表明,样品具有良好的多晶结构,并沿六角密堆积结构的c轴向高度择优取向.室温下样品暗电导率为3.09×10-11(Ω·cm)-1,电导激活能为0.78 eV.