ZrO2薄膜的XPS分析

用射频溅射制备了氧化锆薄膜，用Ｘ光电子能谱技术分析了ＹＳＺ膜的结构，发现低能轰击会引起膜中钇的反优再溅射，造成钇的分布不均匀导致单斜相的出现。     

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．     

纳米ZrO2薄膜的制备与表征

用水热盐溶液水解法可合成含有单斜相晶态纳米ZrO2颗粒的ZrO2溶胶体.用匀胶法制备的纳米ZrO2薄膜厚度约160 nm,折光率为1.56.纳米ZrO2薄膜表面质量良好,无表面裂隙,台阶仪研究表明薄膜表面粗糙度算术差Ra=2.7 nm,均方根差Rq=3.7 nm.以ZrO2为高折射率膜层,碱催化的溶胶凝胶SiO2为低折射率膜层,制备了SiO2/ZrO2多层高反射率薄膜,10周期的SiO2/ZrO2多层膜系,在1.06 μm波段处透过率为1%,薄膜表面抗激光损伤阈值约15 J/cm2(1.06 μm,2.5 ns高功率激光作用下).     

过渡层ZrO2对不同沉积厚度TiO2薄膜结构的影响

TiO2作为高介电常数材料已被广泛研究.为了防止TiO2与Si基底发生反应,在Si与TiO2之间加入与TiI2结构相似热稳定性好的ZrO2作为过渡层.改变TiO2薄膜厚度,并在900℃对薄膜进行1h退火处理.通过XRD分析显示,随着TiO2厚度减小,各衍射峰强度逐渐降低,但各峰位及其相对强度无明显变化.通过SEM可以发现,热处理前各薄膜均无裂纹和孔洞.热处理后,TiO2厚度为150m及80nm的薄膜平整光滑无裂纹孔洞,晶粒排列致密晶界清晰,当TiO2厚度降为30nm时,薄膜仍平整光滑,只在晶界上出现因热处理而产生的缩孔.     

离子束轰击的ZrO2—8wt%Y2O3薄膜的XPS分析

对不同剂量离子束轰击的ZrO_2—8wt%Y_2O_3薄膜进行了XPS全扫描和窄扫描能谱的测量。结果表明,薄膜表面的碳沾污浓度与轰击离子的剂量有关;薄膜的体内部份是由标准化学配比的ZrO_2及Y_2O_3组成,Zr、Y氧化态不随轰击剂量大小而变,但Y_3d,O_(15)化学位移既不同于体材料情形,还与氩离子轰击剂量有关,对此结果进行了讨论。     

类金刚石薄膜的慢正电子分析

采用射频－直流等离子化学气相沉积法制备类金刚石薄膜,用慢正电子湮灭技术研究了类金刚石薄膜中缺陷的深度分布,并系统研究了工艺参数对类金刚石薄膜中缺陷浓度的影响．实验结果表明,单晶Si衬底具有很高的缺陷浓度,类金刚石薄膜中的缺陷浓度较低．且缺陷均匀分布,薄膜表面存在一缺陷浓度较高的薄层,而膜一基之间存在一很宽的界面层,界面层内缺陷浓度随离衬底表面距离的增加而线性降低,到达薄膜心部后,缺陷浓度趋于稳定．类金刚石薄膜的缺陷浓度和膜－基界面层宽度都随负偏压的升高呈先降低、后增加再降低的变化趋势．薄膜中的缺陷浓度随混合气体中C₂H₂含量的升高而单调增大,但C₂H₂含量对界面层宽度没有影响．     

ZrO2薄膜的力学性能和摩擦学性能研究

在单晶硅表面成功地获得了自组装单层薄膜(MPTS-SAM),并将薄膜表面的巯基(-SH)完全氧化成磺酸基(-SO3H),从而获得了磺酸化的MPTS-SAM.采用静电自组装技术成功使ZrO2纳米微粒组装到磺酸化的MPTS-SAM表面获得淀积ZrO2薄膜.将ZrO2薄膜分别在500℃和800℃进行热处理后,ZrO2薄膜的厚度逐渐减小,这可能是随着温度的升高薄膜的表面密度逐渐增大所致.对ZrO2薄膜的力学和抗划伤性能分析发现:随着温度的升高,ZrO2薄膜的硬度和弹性模量依次增加,同时薄膜的抗划伤性能也逐渐提高.摩擦磨损实验表明:利用该方法制备的ZrO2薄膜经800℃烧结处理后适于在低负荷、低滑动速度下作为减摩、抗磨保护性涂层.     

非晶ZrO2-SiO2系薄膜及微细图形的制备

采用溶胶－凝胶与化学修饰相结合的方法制备了ZrO2-SiO2系薄膜，研究了这种凝胶薄膜的FT－IR光谱特性及随紫外线照射时的变化，发现在1600－1400cm^-1之间有一些与含锆螯合物相关的峰，这些峰值随紫外线照射而减弱，表明这些螯合物发生分解，伴随着螯合物的分解，薄膜的乙醇中的溶解能力也发生变化，利用这特性，紫外光通过掩膜照射凝胶薄膜，用有机溶剂溶洗后，获得凝胶薄膜的微细图形，再进行热处理，消除薄膜中的有机物就可得到非晶质ZrO2-SiO2系薄膜的微细图形。     

环保型TiO2薄膜玻璃性能的研究

采用溶胶－凝胶法在玻璃表面制备了TiO2薄膜和掺杂铈或镧TiO2薄膜，利用高效液相色谱仪（HPLC）、紫外－可见分光光度计、扫描电镜（SEM）等测试手段，研究了不同气氛条件下热处理的TiO2薄膜对油酸光催化降解的影响，TiO2薄膜中掺杂稀土铈或稀土镧对油酸光催化降解的影响，薄膜内TiO2晶粒的分布及形态，薄膜表面化学稳定性等。结果表明空气气氛下处理的TiO2薄膜光催化效率最高。掺杂铈或镧有利于提高TiO2薄膜的光催化降解效率，涂层有利于提高玻璃的化学稳定性，但提高的程度不一。     

丙烯酸表面修饰法制备纳晶TiO2薄膜的研究

采用sol—gel法制备纳晶TiO2薄膜，在溶胶的制备过程中加入丙烯酸对纳米TiO2胶体颗粒进行表面修饰。溶胶的透射电镜(TEM)分析表明，丙烯酸的表面修饰作用可以抑制在制备和陈放过程中胶体颗粒的团聚。采用原位程序升温，使用X射线衍射仪(XRD)对TiO2粉体由锐钛矿向金红石的转变过程(A→R)进行了考察，结果显示，晶粒的迅速生长和晶型的转变有着密切的联系；此外，丙烯酸的修饰作用能显著提高A→R的温度，且有助于抑制热处理过程中纳晶TiO2颗粒的团聚。TiO2薄膜的原子力显微照片(AFM)表明，丙烯酸修饰法制备的TiO2薄膜，膜层均匀连续，颗粒为纳米尺度。     

单层二氧化铪（HfO2）薄膜的特性研究

利用电子束蒸发、离子束辅助沉积和离子束反应溅射三种制备方法制备了单层HfO2薄膜,对薄膜样品的晶体结构、光学特性、表面形貌以及吸收特性进行了研究。实验结果表明,薄膜特性与制备工艺有着密切的关系。电子束蒸发和离子束反应溅射制备的薄膜为非晶结构,而离子束辅助制备的薄膜为多晶结构。电子束蒸发制备的薄膜折射率较低,薄膜比较疏松,表面粗糙度较小,吸收相对较小,而离子束辅助以及离子束反应溅射制备的薄膜折射率较高,薄膜的结构比较致密,但表面粗糙度较大,吸收相对较大。不同制备工艺条件下薄膜的光学能隙范围为5.30～5.43eV,对应的吸收边的范围为228.4～234.0nm。     

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。     

纳米TiO2薄膜表面微区分析的研究进展

在简要介绍纳米TiO2功能薄膜各种制备技术的基础上，着重对近年来研究TiO2薄膜及其复合薄膜采用的微区分析技术及应用研究进展进行了综述，并比较了各种微区分析技术的优缺点。     

离子束辅助薄膜沉积

离子束辅助沉积(IBAD)是在气相沉积的同时辅以离子束轰击的薄膜制备方法，可在低温下合成致密、均匀的薄膜。介绍了IBAD技术的概况，列举了具体应用领域，描述了射频ICP离子源辅助电子束蒸发，最后对IBAD的前景加以评论。     

沉积法制备纳米TiO_2薄膜

利用TiO2胶体在石英玻璃表面沉积制备TiO2薄膜,用分光光度计测量TiO2薄膜的吸光度,研究沉积时间、TiO2胶体浓度、镀膜次数对TiO2薄膜的沉积吸附过程和等效膜厚的影响,讨论纳米TiO2沉积吸附的类型。结果表明,最大等效膜厚随着TiO2胶体浓度的增大而增加;最佳镀膜次数与TiO2胶体浓度无关,随着沉积时间的延长而减少;用气体吸附的B.E.T.和Langmuir吸附理论分析的纳米TiO2在石英玻璃上的沉积过程与实验结果相符。     

纳米GaAs—SiO镶嵌复合薄膜的发光特性

采用射频磁控共溅射法制备了纳米ＧａＡｓ－ＳｉＯ２镶嵌复合薄膜。通过Ｘ射线衍射、透射电镜观察和Ｘ射线光电子能谱等手段研究了薄膜的结构及其与沉积过程中基片温度间的关系。测量了薄膜的光致发光特性。表明,薄膜由晶态的ＧａＡｓ及非晶Ｓdisplay status两相组成,ＧａＡｓ在沉积过程中未明显氧化且以纳米颗粒形式均匀地弥散;ＧａＡｓ的平均粒径依赖于沉积时的基片温度。通过控制基片温度,成功地获得了ＧａＡｓ的平均粒径分