电子束蒸发制备二氧化钛薄膜应力测量

在圆形硅基底上采用电子束加热蒸发制备了二氧化钛薄膜。薄膜应力测试结果表明,二氧化钛薄膜的内应力分布是不均匀的;二氧化钛薄膜的内应力集中主要出现在薄膜的边缘区域,有正应力的集中也有负应力的集中。原子力显微镜(AFM)结果显示,不同的沉积速率和沉积温度下制备的二氧化钛薄膜具有不同的晶体结构和应力分布;沉积速率和沉积温度对二氧化钛薄膜内应力的影响是明显的,可以通过选择合适的沉积参数使内应力降低或达到最小。     

电子束蒸发氧化钛薄膜的化学成分与显微结构

用电子束蒸发的方法在Ti盘上沉积氧化钛薄膜。分别用场发射扫描电镜,X射线光电子谱和X射线衍射分析所制备薄膜的表面形貌、化学成分和晶体结构,所制备的氧化钛薄膜的晶体结构依赖于制备过程中的沉积参数,薄膜的成分主要为金红石结构,是包含TiO2,Ti2O3和TiO三种结构的多晶体,随着沉积过程中氧气流量的增加,所制备的薄膜中高价钛离子(如Ti4+)的含量不断增大,同时低价钛离子(如Ti2+)的含量不断减小。随着氧气流量的增加和后续热处理温度的升高,薄膜的结晶度不断增大,并呈现出单一金红石(101)相位的趋势。     

用电子束蒸发法制备ZrO2薄膜

采用电子束蒸发的方法制备ＺｒＯ２薄膜，经Ｘ射线衍射和Ｘ光电子能谱分析证实：薄膜为具有立方结构的ＺｒＯ２薄膜，薄膜中缺氧，Ｙ原子的百分含量比蒸发原料中高．     

薄膜应力的研究进展

薄膜应力对薄膜性能具有重要的影响。主要介绍了薄膜应力形成机理和应力实验的研究进展,并探讨了薄膜应力研究的发展趋势。通过选择适当的工艺条件以及表面处理可以改变薄膜的应力分布,提高薄膜的性能。     

在GaAs上用电子束蒸发淀积LaB_6薄膜及其界面的电学特性

用自制的简便电子束蒸发炉,在GaAs(100)表面上蒸发淀积了良好的LaB_6薄膜,由AES分析表明膜成分的化学配比正确,并制成LaB_6/GaAs肖特基二极管,基势垒高度为0.75eU(Ⅰ-Ⅴ法),理想因子为1.1,反向击穿电压达16V,表明LaB_6作为GaAs MESFET的栅材料是合适的。     

超高真空电子束蒸发合成晶态AlN薄膜的研究

用超高真空蒸发Ａｌ膜，结合氮化合处理工艺在Ｓｉ（１００）衬底上制备了ＡｌＮ晶态薄膜，用Ｘ射线衍射，傅立叶变换红外光谱和Ｘ射线光电子能谱等测试分析技术研究了薄膜的微结构特征。结果表明：经过１０００℃分钟氮化处理后，能形成具有（００２）择优取向的ＡｌＮ薄膜。     

激光相变热处理对TC４电子束焊缝残余应力的影响

利用CO２激光相变热处理技术对TC４钛合金电子束焊缝进行了处理,研究了激光功率、光斑直径、 辅助气体等激光工艺参数对电子束焊缝残余应力分布的影响。实验结果表明,激光相变热处理改善了焊缝残余 应力的分布,使焊缝表面残余应力由拉应力转变为压应力,其压应力值随着激光功率的增加而增大,随着激光 光斑直径的减小而增加;辅助气体为O２时残余压应力值比辅助气体为N２大３０～４０MPa,激光相变热处理显著 提高了TC４钛合金电子束焊缝的残余压应力及其使用寿命。     

硅基氧化物薄膜的结构及光吸收特性的研究

采用射频磁控共溅射方法制备了纳米Ge颗粒尺寸的Ge-SiO2薄膜、非晶Si-SiO2薄膜和非晶AlSiO复合薄膜，分析了样品的结构，研究发现3类样品均存在较强的吸收，对于Ge-SiO2薄膜观察到光吸收边随Ge颗粒尺寸变小而蓝移的现象，这主要是由于Ge颗粒的量子限域效应所引起的。而对于非晶样品也出现了光吸收边蓝移和能隙展宽的现象，这可能是由于样品中的杂质或缺陷等受到限域作用的结果。     

电子束蒸发制备氧化钨、氧化镍薄膜的电致变色性能

电致变色(EC)材料在外加电压作用下能可逆地改变其光学性能.其中氧化钨与氧化镍是典型的电致变色用材料.本文用电子束蒸发的方法在ITO玻璃基片上制备了此两种薄膜,研究了热处理工艺对薄膜结构与电致变色性能的影响.电致变色性能由电化学方法测试.封装的半固态智能窗器件具有很好的电致变色性能.     

钨坩埚蒸镀金膜表面黑色颗粒的控制研究

采用钨坩埚进行电子束蒸镀金膜是微电子工艺制备电极常用工艺之一, 然而在使用钨坩埚蒸发金时会有微小的黑色颗粒出现在金膜的表面, 对微纳尺寸下金电极或引线的性能具有严重的影响。研究发现调整蒸镀功率和其他工艺条件, 黑色颗粒数目有明显变化, 随着功率的增加黑色颗粒数目先减少后增加。利用“咖啡环效应”原理, 将电子束蒸发功率先升高再降低, 既控制了蒸发速度, 又成功减少了金膜表面的黑色颗粒, 为教学实验、真空镀膜工艺和集成电路生产领域提供参考。     

电子束蒸发制备CdS多晶薄膜及性质研究

采用电子束蒸发工艺在普通玻璃衬底上制备了硫化镉(CdS)多晶薄膜,研究了不同衬底温度对薄膜结构、表面形貌及光透过率的影响.测试结果显示:(1)不同衬底温度下沉积的CdS薄膜均呈现了〈002〉晶向的高度优势生长,属于六方相结构.随着衬底温度的升高,还逐渐出现了〈103〉、〈004〉、〈105〉等六方晶向;(2)CdS多晶薄膜表面连续,致密性好,且晶粒大小随着衬底温度的升高而增大;(3)低温下制备CdS薄膜吸收谱有较宽的吸收边,随着衬底温度的升高,吸收曲线趋于陡直.制备样品在550nm波段后的平均透过率都超过70%,符合作为CdTe太阳电池的窗口层.     

离子束辅助反应电子束蒸发TiO2薄膜的结构和光学性能

TiO2具有较高的折射率和介电常数,在光学和电子学方面有着广泛的应用。本论文采用离子束辅助反应电子束真空蒸镀法,以Ti为膜料,纯度为99．99％的O2为反应气体,通过电子束蒸发,在玻璃衬底上反应生成TiO2薄膜。使用XRD、SEM分别对50℃、150℃、300℃三个不同衬底温度下沉积的薄膜及其经过450℃真空退火1h后的结构进行了分析,对薄膜的折射率、透射率进行了测量。结果表明,与传统的电子束蒸发相比,离子束辅助电子束蒸发可以增加成膜原子的能量,使沉积的薄膜结构致密,所制备的薄膜具有较高的折射率,并且薄膜在可见光范围内具有良好的透过性能。     

用电子束蒸发法低温无损情况下在有机柔性衬底上制作ITO膜及其性能研究

在有机材料柔性衬底上沉积ITO膜,需要在低温及无损伤(即避免离子轰击及热损伤等)情况下进行.为满足此要求,采用电子束蒸发法来实现在PI衬底上沉积ITO膜,对沉积参数如电子束特性、氧分压及衬底温度对薄膜质量的影响进行了研究;对薄膜结构、表面形貌、电学及光学特性进行了检测.最后,在PI衬底上获得高质量ITO膜,其可见光透过率超过90%,电阻率低于5×10-4 Ω*cm.     

Magnetic and Optical Properties of Fe-Doped SnO2 Thin Films Prepared by Electron Beam Evaporation Technique

We have investigated the optical and magnetic properties of Fe-doped SnO₂ thin films that were deposited through a couple of distinct procedures using the electron beam evaporation technique. In the first procedure, which is the common one, each deposition target was prepared by mixing SnO₂ and Fe powders and, in the second one, tin oxide and iron targets were prepared separately. Visible spectrum analysis revealed that the average optical transparency of as-deposited SnO₂:Fe films decreased with Fe-doping level. In addition, the optical transparency of the produced films was improved by annealing. Deposited films were also analyzed by X-ray diffraction, Rutherford backscattering spectrometry, atomic force microscopy, magnetic force microscopy, and phase detection microscopy. It has been revealed that Fe islands have been formed in the films which were produced by the second method. These thin layers also manifested ferromagnetic properties, while those which were deposited by the first procedure were not capable of yielding room-temperature ferromagnetism.     

离子源偏压对PIA-EB-Hf法制备的HfO2激光薄膜性能的影响

探究HfO₂薄膜的激光损伤特性以进一步提高激光损伤阈值(Laser Induced Damage Threshold, 简称LIDT), 对其在高功率激光系统中的广泛应用具有重要的意义。在不同的离子源偏压下, 采用等离子体辅助电子束蒸发金属铪(Hf)并充氧(O₂)进行反应沉积法制备了中心波长为1064 nm, 光学厚度为4H的HfO₂薄膜样品。测试了薄膜组分和残余应力; 根据透射谱拟合了薄膜的折射率; 通过XRD谱图和SEM表面形貌图分析了薄膜的微观结构; 对激光损伤阈值、损伤特性和机理进行了论述。结果表明: 偏压100 V时制备的薄膜具有最佳O/Hf配比; 薄膜压应力和折射率均随偏压降低而减小。薄膜内存在结晶, 激光能量在晶界缺陷处被强烈聚集和吸收, 加速了膜层的破坏, 形成由几百纳米的烧灼坑聚集而成的海绵状损伤结构。随着偏压降低, 膜结晶取向由(\stackrel{\text{?}}{1}11)晶面向(002)晶面转变, 界面能降低; 晶粒减小, 结构更均匀, 缓解了激光能量在晶界处的局部聚集与吸收, 表现出较大的激光损伤阈值。     

直流反应磁控溅射法制备CdIn2O4薄膜的光电性能研究

利用直流反应磁控溅射法制备了CdIn2O4(CIO)薄膜,研究了氧浓度、基片温度、溅射时间和退火处理对薄膜光电性能的影响.结果表明电阻率随着氧浓度的增加和溅射时间的减小而增加,随着基片温度的升高先减小后增加;透光率随着氧浓度、基片温度的增加和溅射时间的减小而增加.退火处理后,薄膜的电阻率降低,光吸收边发生"蓝移".点缺陷对薄膜的光电性能产生重要影响,光吸收边的移动是"Burstein-Moss"效应和多体效应共同作用的结果.综合实验结果和理论研究,推荐了直流反应磁控溅射法制备CIO薄膜的最佳条件.此条件下制备薄膜的电阻率为2.95×10-4 Ω·cm,波长为628 nm时薄膜的透光率高达91.7%.     

Influence of Substrate Temperature on Stress and Morphology Characteristics of Co Doped ZnO Films Prepared by Laser-Molecular Beam Epitaxy

Znl_xCoxO （x = 0.05） thin films are deposited on sapphire （0001） substrates by laser-molecular beam epitaxy technique at different substrate temperatures. The structural, stress and morphology evolution features are investigated by means of X-ray diffraction and atomic force microscopy. The surface parameters of roughness exponent α, root mean square （RMS） roughness w and autocorrelation length ~ are calculated and the surface parameters are preliminarily analyzed. The values of ~ vary from 0.7 to 0.9. The RMS roughness w is less than 2.2 nm, and it increases with increasing Ts from 300 to 400 °C, and then decreases when Ts is 500 °C. The autocorrelation length ~ decreases monotonously with the increase in Ts from 300 to 500 °C, which indicates that the increase in Ts restrains the spread of the surface fluctuations until Ts is higher than 400 °C.     

空心阴极电子束对多弧离子镀TiAlN薄膜组织形貌及摩擦学性能的影响

采用空心阴极电子束辅助多弧离子镀的方式在WC基体上制备了TiAlN薄膜,讨论了电子束能量的大小对膜层组织形貌及摩擦学性能的影响。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、表面轮廓测试仪及材料表面微纳米力学测试系统对薄膜的相组成、微观结构、三维形貌及摩擦学性能进行了检测和分析。结果表明:在未施加空心阴极电子束作用时薄膜具有明显的(112)择优取向,随着空心阴极电流的提高,薄膜逐渐朝着多晶面生长,择优取向减弱。电子束对膜层的形貌及摩擦学性能有显著影响,随着电子束能量的提高,膜层逐渐变得致密、平整,表面粗糙度和摩擦系数均降低,抗磨损性能提高。