ZrO2、SiO2改性对Al2O3薄膜的影响

Al2O3薄膜的应用近年受到很大的关注，它在过滤和分离等领域内具有极大的应用前景，但就其本身而言，仍存在一些不足之处。本文用Sol-Gel法制备了掺杂ZrO2、SiO2的改性Al2O3薄膜，并通过SEM、XRD等方法进行了表征。实验表明，掺杂后能提高Al2O3薄膜的化学稳定性和延缓烧结过程中的相变，使薄膜的性能得到提高。     

纳米Al_2O_3分布对Al_2O_3/PE-EVA复合材料导热性能与力学性能的影响

旨在将纳米Al2O3分散在聚乙烯(PE)和乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)的共混物中,构建具有选择性分布结构的局域高粒子浓度导热复合材料。采用纳米Al2O3为导热填料,以PE和EVA为基体树脂,使用熔融共混法制备了Al2O3/PE-EVA导热复合材料。利用选择性溶液萃取方法和SEM研究了PE-EVA共混物的相结构及纳米Al2O3在共混物中的分布,评价了Al2O3/PE-EVA复合材料的导热性能与力学性能。结果表明:在PE与EVA质量比为1∶1时可获得具有两相共连续结构的共混物;在两相共连续PE-EVA共混物中引入纳米Al2O3后,发现纳米Al2O3主要分布在PE相中;纳米Al2O3的分布行为及共连续结构的形成有助于提高复合材料的导热性能,在纳米Al2O3质量分数为50%时,与Al2O3/PE复合材料相比,具有选择分布和相连续结构的Al2O3/PEEVA复合材料的热导率提高了21.2%;随着纳米Al2O3质量分数的增加,Al2O3/PE-EVA复合材料的拉伸强度与Al2O3/PE复合材料的拉伸强度相近,同时由于EVA相的增韧作用,其断裂伸长率优于Al2O3/PE复合材料。     

阳极氧化法制备壁垒型Al2O3绝缘膜的研究

采用阳极氧化法在Al膜上制备具有绝缘性能的壁垒型Al2O3膜,研究不同成分比例的电解液、阳极氧化电压对壁垒型Al2O3膜性能的影响.利用能量分散谱和扫描电镜观测壁垒型Al2O3膜的元素组成、表面形貌及厚度,并对其绝缘耐压性进行了测试.结果表明,所制备的Al2O3膜厚度均为纳米量级,在95％乙二醇,1.9％癸二酸铵,3.1％硼酸的电解液中,以300V恒定电压制备的壁垒型Al2O3膜拥有很好的绝缘性能,击穿场强可达5.25 Mv/cm.     

纳米TiO2／Al2O3复合薄膜光催化特性研究

以电化学方法合成的Al2O3多孔膜为基体，采用交流电沉积的方法在膜孔中沉积纳米TiO2，制备出纳米TiO2／Al2O3复合薄膜。对TiO2／Al2O3复合薄膜的形貌、结构和组成进行了表征；对TiO2／Al2O3复合薄膜光催化甲基橙溶液进行了研究。结果表明Al2O3／TiO2复合薄膜呈现出较好的光催化活性，电沉积TiO2的时间、热处理温度、选择不同光源照射均对TiO2／Al2O3复合薄膜光催化活性有一定的影响。     

薄膜热电偶瞬态温度传感器Al_2O_3绝缘膜制备工艺及性能表征

制备绝缘性能良好的Al2O3薄膜是研制薄膜热电偶瞬态温度传感器的关键技术之一。针对直流脉冲磁控溅射制备的Al2O3绝缘薄膜总是存在针孔等缺陷,提出了利用直流脉冲磁控溅射加射频偏压技术成功制备了薄膜热电偶瞬态温度测试传感器的Al2O3绝缘薄膜。通过台阶仪、高阻计、扫描电子显微镜和划痕试验仪对Al2O3绝缘膜的成膜厚度、绝缘性、表面形貌及膜基结合力进行了观测,结果表明,制备的Al2O3绝缘膜厚度可达2.4μm;其绝缘性可达2.6×109Ω;薄膜表面光滑,成膜均匀;Al∶O原子比近似为2∶3;与金属基体的结合力可达12N。提供了一种制备高致密、高绝缘性能Al2O3薄膜的简单有效的方法,为制备瞬态温度传感器提供了技术保障。     

纳米Al2O3的晶型对聚酰亚胺杂化薄膜性能的影响

将经偶联剂处理的纳米Al2O3粉体,借助超声波以一定方式均匀分散于聚酰胺酸溶液中,制备出Al2O3不同晶型、不同含量的PI/纳米Al2O3杂化薄膜,并对杂化薄膜微观形貌、聚集态结构、光透过率、热稳定性、电击穿场强进行研究,分析Al2O3晶型和含量对PI/纳米Al2O3杂化薄膜的结构和性能的影响.结果表明:PI/纳米Al2O3杂化薄膜的热稳定性,电击穿场强均高于纯PI薄膜,且随着纳米Al2O3含量的提高热稳定性也随之提高,电击穿场强先升高后降低;填充Al2O3粉体的晶型对PI薄膜分子链堆积密度有较大的影响,导致添加不同晶型Al2O3的杂化薄膜性能的差异.     

泡沫镍负载TiO2和TiO2/Al2O3薄膜的光催化性能研究

以泡沫镍为载体，Al2O3作为过渡中间层，用溶胶-凝胶法在泡沫镍上负载锐钛矿相的TiO2薄膜，制成泡沫金属基的TiO2和TiO2／Al2O3光催化剂，利用XRD和FE-SEM等测试手段对其性质进行表征，用乙醛气体的光催化降解测试其活性．研究表明：泡沫镍负载的TiO2和TiO2／Al2O3薄膜具有良好的光催化活性，特别是TiO2／Al2O3薄膜具有更高的催化活性．这是由于负载的Al2O3过渡中间层增大了载体的比表面积，具有吸附浓缩作用，同时也增加了负载光催化剂的活性位数量．实验表明：TiO2／Al2O3薄膜的光催化活性和稳定性较单一的TiO2薄膜有非常显著的提高．     

P(VdF-HFP)-PMMA聚合物电解质的研究

采用共混法制备了P(VdF-HFP)-PMMA聚合物电解质，PMMA与电解液有更好的相溶性。含PMMA45%的聚合物膜，20℃时电解液吸附量为260%，离子导电率为0.95mS/cm。以该膜和1mol/L LiPF6(EC/EMC)为电解质，LiCoO2为正极，碳纤维为负极的聚合物锂离子电池具有较小的界面电阻和电荷转移电阻，良好的循环稳定性（1/3C倍率循环35次，95%初始放电容量），和良好的倍率性能（2C倍率，73%初始放电容量）。     

Bi2O3薄膜的制备及其电阻开关特性的研究

电阻式存储器由于具有众多的优点有望成为最有前景的下一代高速非挥发性存储器的选择之一.实验利用射频磁控溅射法在重掺硅上沉积了Bi2O3薄膜,并对该薄膜的结晶状态和Au/Bi2O3/n+Si/Al结构的电阻开关特性进行了研究.XRD分析结果表明,射频磁控溅射法沉积所得的Bi2O3薄膜结晶性能好,(201)取向明显.I-V曲线测试结果表明,Au/Bi2O3/n+Si/Al结构具有单极性电阻开关特性.通过对不同厚度Bi2O3薄膜的Au/Bi2O3/n+Si/Al结构I-V特性比较发现,随着薄膜厚度的增加,电阻开关的Forming、Set和Reset阈值电压均随之增加.对于Bi2O3薄膜厚度为31.2 nm的Au/Bi2O3/n+Si/Al结构,其Forming、Set和Reset阈值电压均低于4 V,符合存储器低电压工作的要求.     

纳米La2O3／TiO2复合薄膜的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法在陶瓷基体上制备了纳米La2O3／TiO2复合薄膜。利用XRD研究了La2O3不同复合量对纳米TiO2晶型转化的影响，利用SEM研究了Al2O3底膜对La2O3／TiO2复合薄膜形貌的影响，利用亚甲基兰溶液紫外光降解实验研究了La2O3／TiO2复合薄膜的光催化性能．结果表明：复合0．5％（物质的量）La2O3的TiO2干凝胶经850℃煅烧后仍为锐钛矿（64％（质量分数））占主导的混晶结构，平均粒径在10nm左右；当Al2O3底膜和La2O3／TiO2复合薄膜的厚度分别为4层和3层时，经850℃煅烧后，复合薄膜致密且无微裂纹出现，而且具有佳的光催化性能．     

直流反应溅射沉积Al2O3薄膜及其在SS-AlN金属陶瓷太阳吸收涂层的应用

在沉积不锈钢-氮化铝(SS-AlN)金属陶瓷太阳吸收集热管的磁控溅射三靶镀膜机上,安装了UPS03反应溅射闭环控制单元,实现反应溅射Al2O3稳定反馈控制。采用国产直流电源在Al靶表面处于过渡态下,成功制备了吸收几乎为零的Al2O3薄膜。溅射功率在14kW时,反应溅射沉积Al2O3的靶电压波动可长时间稳定控制在±3 V范围内,沉积速率为5.4 nm/(min·kW),约为Al靶在无反应气体溅射下沉积Al薄膜速率的74%。采用Al2O3代替AlN作为减反射层,应用到SS-AlN太阳选择性吸收涂层中,进一步提高了复合膜的太阳光学性能,太阳吸收比由AlN作为减反射层的0.956提高到0.965,红外发射比不变,仍为0.044。     

电介质复合材料用Al粉的控制钝化及其表征

作为嵌入式电容器用电介质之一, 低成本、易加工、高介电常数的Al粉/高分子复合材料有潜在的应用前景。为了降低这种材料的介电损耗, 分别以空气和微量水为氧化剂, 对Al粉进行二次钝化, 并表征了钝化膜的结构和化学组成, 测量了这种钝化Al粉及其聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的介电性能。结果表明:生成的数纳米厚的二次钝化膜覆盖在Al粉自钝化膜上面, 空气钝化膜以Al₂O₃为主, 水钝化膜以Al(OH)₃为主;空气钝化缓慢, 二次钝化膜薄, 表面光滑, 而水钝化较快, 二次钝化膜厚, 但结构疏松。与空气钝化相比, 水钝化能够更好地设计钝化膜厚度, 从而调控Al粉/PTFE复合材料的介电性能。      

Atomic layer deposition ultra-barriers for electronic applications-strategies and implementation

We show that Al2O3 thin films, grown by atomic layer deposition (ALD) on polyester, are ultrabarriers with moisture permeation <10(-5) g-H2O/m2-day, as determined after aging for more than three years. We present evidence that the mechanism for gas permeation in ALD Al2O3 films is not due to pinholes, but that the onset of permeation occurs abruptly, analogous to electrical breakdown in oxide thin films. We show that the permeation onset time increases for thicker Al2O3 films and higher ALD process temperature, for which the hydrogen defect concentration in Al2O3 films is less. Further, we show that mild plasma treatment of the polyester, prior to ALD deposition of Al2O3, makes the surface more hydrophilic and reduces moisture permeation compared to an untreated surface. Similarly, ALD deposition on the bare or non-slip side of the polyester film is preferred for low permeation.     

氧离子能量对离子束辅助沉积Al2O3薄膜的结构及光学性能的影响

利用氧离子束辅助脉冲反应磁控溅射技术在聚酰亚胺基底上沉积Al2O3薄膜。这项技术在溅射高纯铝靶材的同时利用低能氧离子进行氧化来控制薄膜的化学配比。研究了薄膜沉积过程中离子束辅助的作用以及离子束放电电压对Al2O3薄膜的化学成分、结构、表面形貌、光学性能以及沉积速率的影响。结果发现,离子束放电电压对薄膜的化学成分具有显著影响,当电压增加到200 V,薄膜已基本达到完全化学计量比且薄膜为非晶结构;薄膜表面粗糙度随着离子束放电电压的增加而减小,当电压达到300V时,薄膜具有最小的表面粗糙度;通过对Al2O3薄膜透射谱的测量,分析薄膜的光学特性,获得了薄膜的光学常数随离子束放电电压的变化规律,发现氧离子束辅助沉积的薄膜具有较高的折射系数和较低的消光系数;另外,薄膜的沉积速率在电压增加到300V时达到最大值70 nm/min,是未采用离子束辅助时沉积速率的5倍。     

氧气-乙炔火焰法在Al2O3陶瓷上沉积金刚石薄膜

用氧气－乙炔火焰法在氧化铝陶瓷片上沉积出了金刚石薄膜，并观察了薄膜的形貌结构及其在基片上的分布规律。对基片进行了适当的预处理，可以提高金刚石薄膜在基片上的成核密度。认为氧化铝陶瓷片与沉积金刚石薄膜之间易形成过渡层，初步探讨了在氧化铝陶瓷片上沉积金刚石薄膜的机理。     

硅片表面原子层沉积Al_2O_3薄膜及其长期腐蚀行为

目前,对硅基材表面利用原子层沉积技术(ALD)制备的Al_2O_3薄膜的耐蚀性鲜见研究报道。利用ALD技术在硅片表面制备非晶Al_2O_3薄膜。采用扫描电镜(SEM)观察薄膜的表面及截面形貌;采用X射线光电子能谱仪(XPS)分析薄膜的价键结构;通过交流阻抗谱和动电位极化曲线研究硅基材与薄膜在不同浸泡时间下的耐腐蚀性能;采用光学显微镜观察腐蚀过程中基材与薄膜的表面形貌。结果表明:ALD非晶态Al_2O_3薄膜具有致密结构,在浸泡过程中,镀膜基材比裸基材具有更好的耐腐蚀性能;且在长期浸泡情况下,Al_2O_3薄膜对基材仍能起到良好的保护作用。     

Morphology and growth of electrodeposited cuprous oxide under different values of direct current density

The growth of Cu₂O thin films electrodeposited by a two-electrode system with acid and alkaline electrolytes under different values of direct current (DC) densities was investigated. The microstructure of Cu₂O thin films produced in the acid electrolyte changes from a ring shape to a cubic shape with increasing DC density, and the microstructure of Cu₂O thin films produced in the alkaline electrolyte has a typical pyramid shape. The X-ray diffraction results show that Cu₂O thin films can be electrodeposited over a larger current domain than those deposited by a three-electrode system. The growth of Cu₂O thin films is examined under this domain, and the electrocrystallization process of such films is discussed taking into consideration the effect of current density on nucleation, cluster growth, and crystal growth.     

The effects of radio frequency plasma power on Ai2O3 films deposited at room-temperature by remote plasma atomic layer deposition

Al2O3 films were deposited by a remote plasma atomic layer deposition (RPALD) method at room temperature (25 degrees C) in a reactor using alternating exposures of Al(CH3)3 and O2 plasma. Oxygen plasma was used as a reactant gas to decompose the trimethylaluminum [TMA, Al(CH3)3] precursor at room temperature. The RF plasma power was increased to produce enough radicals for the deposition of the Al2O3 films at room temperature. Then, changes in the interfacial and bulk properties of the deposited Al2O3 films were investigated according to increasing RF power. Al2O3 films deposited by RPALD with RF powers over 100 W showed similar bulk properties, indicating that radicals over a certain threshold did not have a decisive effect on the additional decomposition of precursors for a low impurity content in the films. An increase in RF plasma power could improve the interfacial stability due to an increase in radicals and ions in the plasma and the minimization of plasma-induced substrate damage by adopting remote plasma.