直流溅射中氮气分量对氮化锆薄膜性质的影响

用直流溅射方法制备氮化锆薄膜,其晶体结构,氮原子组分以及电阻率都与溅射气氛中氮气分量有直接关系。用X射线衍射分析薄膜结构,随氮气分量由5％至30％增加,玻璃衬底上的氮化锗薄膜首先呈(111)和(200)两主要生长取向;然后(200)取向逐渐消失,只有(111)单个优化生长取向;最后,没有衍射峰出现,薄膜趋于无定型结构。     

氮分压对氮化锆薄膜颜色影响规律的研究

采用QMS200质谱仪进行镀膜过程中的气氛监控,通过俄歇电子能谱分析了氮气分压与Zr-N薄膜中氮含量的关系;通过Zr-N薄膜颜色的测量得出了氮分压与薄膜颜色的关系.     

基于人工神经网络的氮化锆薄膜颜色预测模型

建立了氮化锆薄膜制备工艺参数与薄膜色度参数之间的人工神经网络预测模型，结果表明，预测结果与实测结果吻合，最大色差在5．45以内。利用所建立的模型研究了单个参数对薄膜颜色的影响规律，及多参数间交互作用与薄膜颜色的关系。并且利用神经网络根据加工要求反向预测工艺参数，从而实现了对加工参数的优化选择。     

直流溅射工艺参数对Mo薄膜结构及电性能的影响

采用直流磁控溅射法在SLG衬底上沉积Mo薄膜,对不同溅射功率和溅射工作气压下沉积的薄膜进行X射线衍射、SEM(扫描电子显微镜)、电阻率测试,讨论了工艺参数对沉积Mo薄膜相结构、表面微观形貌、薄膜沉积速率和电学性能的影响。结果表明,随着溅射功率的增加,薄膜的结晶性能变好,沉积速率提高,在沉积功率范围内薄膜均匀致密,表面无空隙,电阻率较低;随着溅射工作气压增加,薄膜结晶性能变差,沉积速率先增加后降低,在沉积工作气压范围内,薄膜致密;随气压降低,电阻率急剧减小。因此,较高的溅射功率和较低的工作气压沉积的Mo薄膜更适合作CIGS薄膜太阳电池的BC层(背接触层)。     

射频反应溅射中N2分量对TiN薄膜性质的影响

用射频反应溅射的方法制备了TiN薄膜，其晶体结构与电阻率都与溅射气氛中N2分量有直接关系。随着N2分量由5％增加到50％，薄膜先是呈现（111）的择优取向，后是呈现（200）的取向，最后没有衍射峰出现，结构趋于无定型，于此同时，电阻率也由接近金属的良好导电性变为半导体的导电性。     

空气中氮气或氩气浓度对锆粉尘层着火温度的影响

为了探索抑制锆包壳剪切过程中锆粉着火的方法,采用粉尘层最低着火温度测定仪、红外热成像仪、真空手套箱等测定了不同粒径的锆粉尘层在空气和含不同浓度氮气、氩气的空气中的最低着火温度和火焰温度。结果得出:锆粉的中位粒径从2.4 μm升至71.7 μm,粉尘层最低着火温度从200 ℃升至390 ℃,表明粒径越小的锆粉着火敏感性越高;4种粒径的锆粉燃烧火焰最高温度都在1 776～1 913 ℃范围内,锆粉粒径较大时,燃烧的剧烈程度较低;氮气或氩气体积分数从60%～65%升至70% 85%时,锆粉尘层最低着火温度升至400 ℃,表明空气中高浓度的氮气或氩气对锆粉燃烧有抑制作用,且浓度越高,抑制作用越强,锆粉粒径越小,抑制效果越好。氩气的抑制效果强于氮气。     

衬底离子束表面氮化对ZnO薄膜性质的影响

采用射频磁控溅射法在抛光硅片上沉积了一系列ZnO薄膜样品.通过对薄膜样品X射线衍射谱的分析、原子力显微图的观察、吸收光谱和荧光光谱的研究,发现Si衬底的离子束表面氮化对ZnO薄膜的晶体结构、表面形貌和光学性质有重要影响.在衬底温度为200℃、高纯氩氧比例为3:1、压强为1.5Pa的条件下,在经离子束表面氮化预处理的Si衬底上溅射沉积的ZnO薄膜,经450℃真空退火,成为高(0002)晶面取向的ZnO薄膜,并具有良好的光学性质.     

基底温度对直流磁控溅射制备氮化铜薄膜的影响研究

采用反应直流磁控溅射镀膜法,在氮气分压为0.9Pa、不同基底温度下、玻璃基底上制备了纳米多晶Cu3N薄膜,并研究了基底温度对薄膜结构和性能的影响。结果表明,当基底温度为100℃及以下时,薄膜以[111]方向择优生长为主;在150℃及200℃时,薄膜以[100]方向择优生长为主;250℃时开始出现Cu的[111]方向生长,300℃时已完全不能形成Cu3N晶体,只有明显的Cu晶体。随基底温度的升高,薄膜的沉积速率在13～28nm/min呈U型变化,低温和高温时较高,150℃时最低;薄膜的电阻率显著降低;薄膜的显微硬度先升后降,100℃时显微硬度最大。     

氮气退火对氧化镍薄膜光电特性的影响

利用磁控溅射法,在K9玻璃基底上沉积氧化镍(NiO)薄膜。采用不同温度对氧化镍薄膜进行氮气退火,使用UV-1700型分光光度计、JSM-6490LV型扫描电子显微镜、四探针电阻计等分析退火后氧化镍薄膜性能的变化。实验结果表明,500℃退火范围内,氧化镍薄膜的透过率随退火温度的升高明显增加,400℃时透过率达到最大在80%以上,且光学带隙最小,结晶度较高,薄膜成分变化较小,更适于太阳电池窗口层的应用研究。     

无反应直流溅射中功率对ZnO：Al薄膜光电性能与形貌的影响

采用氧化锌铝陶瓷靶材，在室温下使用无氧直流磁控溅射法于载玻片衬底上制备了ZnO：Al透明导电薄膜，研究了溅射功率对薄膜微观结构、电阻率和透光率的影响。结果表明：薄膜具有六方纤锌矿结构并沿C轴择优取向生长，沉积速率与溅射功率呈准线性关系。溅射功率对薄膜的电阻率和表面形貌有显著影响，当功率为80w和120w时，薄膜的电阻率值为7．2×10^-3Ω·cm和2．3×10^-3Ω·cm，表面形貌分别为光滑与织构化,但溅射功率对薄膜的透光率影响不大，薄膜在可见光区的平均透光率均在90％左右。     

氮气流量对电弧离子镀TiN薄膜性能的影响

氮化钛是一种应用较广泛的硬质薄膜,其性能受许多因素的影响,本文只改变氮气流量,固定其它工艺参数,对镀覆的氮化钛薄膜性能进行了分析和研究,得出了获得较好氮化钛薄膜综合性能的氮气流量.     

不同氧氩比例对氧化铪(HfO2)薄膜的结构及性能的影响

在不同氧氩比例气氛下，采用直流磁控反应溅射方法制备了HfO2薄膜。利用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、原子力显微镜（AFM）和紫外可见光谱（UV-Visible spectrum）等研究了氧氩比例的不同，对HfO2薄膜的晶体结构、化学配比、表面形貌和光学性能的影响。结果显示：室温下，不同氧氩比例的HfO2薄膜都为非晶结构；随着氧分量的减少，Hf4f与O1s的XPS峰向小的结合能方向移动；在氧分量较大的气氛下，HfO2薄膜的化学失配度较小，薄膜均匀，致密，在400nm-1100nm有良好的光透过性。     

氮分压对ZrN薄膜结构及颜色的影响

采用直流反应磁控溅射法,通过改变反应气体N2分压(5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%),在SiO2/Si(111)基片上制备ZrN薄膜。利用XRD、SEM、EDS分析了薄膜的物相、结构、形貌以及成分,使用分光光度计测量了薄膜的反射光谱,并进一步确定了薄膜颜色在L*a*b*色度坐标中的位置,研究了氮分压对薄膜颜色的影响,以及ZrN薄膜颜色与薄膜成分、结构之间的关系。分析结果表明:在不同的氮分压下,ZrN薄膜具有较好的成膜质量;随着氮分压的增加,薄膜沉积速率降低、N含量增加;薄膜结晶度先升高后降低、且在氮分压为10%时,薄膜出现(111)的择优取向;薄膜颜色随薄膜成分结构的改变而发生明显的变化(颜色由银色向金色、暗金、深褐色以及非本征颜色转变)。当反应气体N2分压较低时,分压的增加使得锆与氮更容易键合,导致薄膜中N含量增加,使ZrN结晶度增大并出现择优取向。当N2分压超过10%后,薄膜中多余的氮处于晶格的间隙位置,使得薄膜晶格间距变大且结晶度降低,薄膜成分结构的改变导致了薄膜颜色的变化。     

气体压强对氮气氛下制备的C60纳米薄膜形貌和光学性质的影响

用扫描电镜、双光束紫外-可见分光光度计和椭偏仪研究了在氮气(N2)氛下制备的C60薄膜的表面形貌及光吸收特性。研究发现，薄膜表面粒子粒径随气压的增大而增大，表面结晶现象也随气压增大而明显；与真空中制备的C60薄膜比较，发现其紫外-可见吸收的相对强度明显不同，吸收峰位红移；并且随着氮气压强的增加吸收峰位红移增加。对氮气氛下C60薄膜的形成机理及光吸收特性进行了讨论。     

氮气分压对电弧离子镀CrN_x薄膜组织结构的影响

利用电弧离子镀技术在钛合金表面制备CrNx薄膜,分析讨论氮气分压对薄膜表面形貌、相组成和微观结构的影响。结果表明,随着氮气分压的升高,CrNx薄膜表面熔滴的数量及尺寸减少,表面平整度得到明显改善;薄膜的物相组成在氮气分压为1.0 Pa时由Cr2N相变为CrN相;同时因氮气分压改变粒子、离子的轰击作用,影响薄膜表面的能量状态,CrNx薄膜晶体的择优生长由(200),(220)变为(111)。在氮气分压为1.5 Pa时可获得高沉积效率、高致密度、高硬度,并具有纳米晶体结构的单相CrN薄膜。     

氮气流量对UBMS制备TiN薄膜结构和力学性能的影响

利用非平衡磁控溅射离子镀技术研究了不同氮气流量对TiN薄膜结构、摩擦性能、附着力及显微硬度的影响.研究结果表明:N2流量对TiN薄膜的择优取向有很大影响,N2流量较小时,TiN薄膜显示出{111}择优取向生长趋势,在N2流量为15sccm条件下沉积的TiN薄膜的(111)衍射峰强度最强,与之对应的薄膜硬度和膜基结合强度最高,耐磨性能也最好;N2流量的大小对TiN薄膜的沉积速率和摩擦系数影响显著,并随N2流量增加都有较明显的下降趋势.     

衬底温度对磁控溅射ZrN薄膜结构和物理性能的影响

采用直流反应磁控溅射法在Si(111)衬底上制备了ZrN薄膜,通过X射线衍射仪、拉曼光谱仪、场发射扫描电子显微镜、原子力显微镜以及霍尔测量等测试分析手段表征了薄膜的微观结构、表面形貌及电学性能。结果表明,制备的ZrN薄膜为立方相NaCl结构,具有(111)面择优取向。在T_s=550～650℃时,薄膜的结晶性最佳。薄膜呈柱状生长,晶粒尺寸会随着衬底温度的升高先增大后减小,当T_s=550～750℃时,表面出现三角锥状晶粒。制备的ZrN薄膜表面较为平整,表面粗糙度在3.9～6.67 nm之间。测得薄膜的电阻率大小在1.43～24.5×10~(-3)Ω·cm之间,且电阻率与薄膜的结晶性以及晶粒尺寸相关;薄膜的载流子浓度在0.869～4.38×10~(20) cm~(-3)之间,T_s=550～650℃的薄膜电学性能较好。     

气体压强对氮气氛下制备的C60纳米薄膜形貌和光学性质的影响

用扫描电镜、双光束紫外 可见分光光度计和椭偏仪研究了在氮气 (N2 )氛下制备的C6 0 薄膜的表面形貌及光吸收特性。研究发现 ,薄膜表面粒子粒径随气压的增大而增大 ,表面结晶现象也随气压增大而明显 ;与真空中制备的C6 0 薄膜比较 ,发现其紫外 可见吸收的相对强度明显不同 ,吸收峰位红移 ;并且随着氮气压强的增加吸收峰位红移增加。对氮气氛下C6 0 薄膜的形成机理及光吸收特性进行了讨论     

MgO薄膜的制备方法及工艺条件对薄膜特性的影响

综述了MgO薄膜的主要制备方法,包括电子束蒸发、脉冲激光沉积、磁控溅射、金属有机物化学气相沉积、分子束外延和溶胶-凝胶法等。阐述了各种方法在制备MgO薄膜方面的优点和不足,重点讨论了不同的生长条件对薄膜结晶取向、表面形貌等性质的影响。