Mylar膜衬底上的镀膜技术

本文系统地研究了在Mylar膜上通过真空蒸发沉积各种不同材料薄膜的技术,详细讨论了真空蒸发沉积薄膜时使衬底温度升高的蒸发源的辐射热和沉积时的冷凝热,介绍了一种精确控制厚度的方法,分析了静止衬底和转动衬底沉积薄膜的均匀性,探索和总结了在Mylar膜衬底上镀膜过程中防止衬底软化的方法。在12.5 μm厚的Mylar膜上成功沉积了厚度为1 μg/cm²和20 μg/cm²的Sc、Ti等24种物理实验需要的薄膜。最后用X射线荧光分析方法测量了沉积在Mylar膜上的Cu膜和Cr膜的均匀性。结果显示,均匀性优于5%,完全满足物理实验的要求。     

金属化有机膜制备方法的研究

计算了真空蒸发制备薄膜时造成衬底温度升高的热量－蒸发源的辐射热和沉积时的冷凝热。总结了制备金属化有机膜时防止衬底软化的各种方法，包括提高蒸发距离，降低沉积率，减少蒸发源尺寸和采用挡板等。     

载能钼团簇束与单晶硅碰撞室温下合成二硅化钼

用一种新型磁控溅射气体凝聚团簇源产生Mon^-团簇束,当团簇束分别在偏压为0、1、3、5、10kV的电场中加速后,沉积在室温下的P型Si(111)衬底上,获得Mo／Si(111)薄膜样品。用XRD分析表明,在室温下,偏压≤5kV团簇束沉积和常规磁控溅射沉积获得的Mo／Si(111)样品,其界面均无二硅化钼(MoSi2)生成;偏压=10kV时,团簇束沉积其界面直接有MoSi2生成。对于团簇束沉积,当偏压大于一定值时(在本实验条件下偏压≥3kV),薄膜才开始以Mo(110)择优取向生长。     

四种源托材料~(241)Am薄源的制备及简便测量

将镀金的VYNS膜,分别套在有机玻璃片,不锈钢片、玻璃片及紫铜环上,采用电喷涂法,电喷涂硅溶胶源衬垫,制备了四种不同材料的~(241)Am薄源。分别采用α-γ符合法,2π栅网电离室法测量放射性绝对强度、材料的反散射系数及能量半宽度分辨率。结果表明,由于有机玻璃源刚性好,几何形状规则,反散射系数小,致据的精度及分辨率都达到令人满意的要求。它与通常采用的VYNS薄源相比,具有机械加工简单、成本低、不     

电喷硅溶胶衬垫制备4π薄膜源

前言为了制备4πβ-γ绝对测量用的薄膜源,许多科学工作者在金属化的VYNS膜上制备一个亲水性好、能使放射性离子均匀分布、自吸收小的源衬垫方面做了很多工作。胰岛素,抗静电剂,硅胶,聚四氟乙烯粉或真空喷镀一氧化硅,都曾被选用作为源衬垫材料。1973年洛温撤尔(G.C.Lowenthal)等人采用双针头高压电喷阴、阳离子交换树脂悬浮液,制备了β计数效率高,重现性好的4π薄膜源。我们采用低压单针头电喷     

射频等离子体法在单晶硅衬底上形成的非晶碳膜及其性质

由离子和离子束技术形成的非晶碳膜具有良好的电绝缘性、对红外及可见光透明、硬度大、耐腐蚀等优良性质,可望在半导体器件、激光器件、太阳电池和材料保护等方面得到应用而受到重视。近年来很多作者先后报道了用未经质量分析的低能碳离子束直接沉积、离子束溅射沉积、离子镀、射频辉光放电离化碳氢化合物的等离子体沉积、经质量分析的低能碳离子束沉积等方法在单晶硅、玻璃、不锈钢等不同衬底上形成非晶碳膜的结果。碳膜的物理性质与沉积条件有密切关系,根据物理性质非晶碳膜大致可以分为三类,即导电、不透明的类石墨膜;绝缘、透明、质软的类聚合物膜;透明、绝缘、硬度大的类金刚石膜。     

无依托单晶金膜

我校束箔光谱组在研究束箔相互作用引起的原子和原子核极化机制的工作中,需要厚度仅500A的无依托单晶金靶,而且要求其表面平整、连续性好。我们采用异质外延法。首先在云母基板上外延制备单晶银膜,继而以单晶银膜为衬底,蒸发黄金,制备单晶金膜。最后,用酸蚀法使银腐蚀掉,获得无依托单晶金膜。     

低能Ar离子束辅助沉积Cu、Ag、Pt薄膜

采用低能Ar离子束辅助沉积方法,在Mo/Si(100)衬底上分别沉积Cu、Ag、Pt薄膜.实验发现,若辅助轰击的Ar离子束沿衬底法线方向入射,当离子/原子到达比为0.2时,沉积的Cu膜呈(111)晶向,而Ag、Pt膜均呈(111)和(100)混合晶向.当辅助轰击的Ar离子束偏离衬底法线方向45°入射时,沉积的Cu、Ag、Pt膜均呈(111)择优取向.采用Monte Carlo方法模拟能量为500 eV的Ar离子入射单晶Ag所引起的原子级联碰撞过程,分别算得Ar离子入射单晶Ag(100)面、(111)面时,Ar离子的溅射率与入射角和方位角的关系.对离子注入的沟道效应和薄膜表面的自由能对薄膜择优取向的影响作了初步的探讨和分析.     

电喷涂离子交换树脂薄衬垫层制备4π薄膜源

本文把两根医用皮下注射针头锡焊在普通的圆珠笔铜头上,加上几千伏直流高压,使阴、阳离子交换树脂酒精悬浮液在圆珠笔铜头中混合,并喷涂在金属化的VYNS薄膜上、形成树脂的薄衬垫层,制备了高计数效率、重复性较好的4π薄膜源。在电喷涂时,将喷头垂直向上,克服了最初一滴液体喷到薄膜上引起的树脂堆叠现象,从而改善了树脂分布的均匀性。用此法制备了~(60)Co、~(95)Zr、~(95)Nb、~(99)Mo、~(144)Ce-~(144)Pr、~(147)Nd和~(153)Sm薄膜源,均能满足高准确度的绝对测量的要求。     

超短源-衬距离衬底转动蒸发制备自支撑同位素靶的技术研究

研究了超短源-衬距离衬底转动蒸发制备自支撑同位素靶的技术。通过计算不同条件下衬底转动蒸发沉积的靶膜厚度分布、材料利用率及不均匀性,确定了最佳的源-衬距离和源-轴距离的匹配值。研究了蒸发舟材料、蒸发时间和蒸发距离对沉积靶膜的影响。实验表明,制备10mm的靶时,对于熔点分别为100~600、700~1 200、1 300~1 600和1 600~1 900℃的材料,合适的源-衬距离分别为13、15、20和25mm,对应的源-轴距离分别为12.5、13.0、14.5和16.0mm。     

低能Ar离子束辅助沉积Ag(111)薄膜

采用低能Ar离子束辅助沉积方法,在Mo/Si(100)基底上制备Ag膜。实验发现,用Ar离子束溅射沉积的Ag膜呈(111)择优取向。若在溅射沉积Ag膜的同时,用能量为500eV的Ar离子束沿衬底法线方向对Ag膜进行辅助轰击,当离子/原子到达比为0.06时,Ag膜呈(111)择优取向;当离子/原子到达比增大到0.18时,Ag膜呈(111)和(100)混合晶向。若Ar离子的入射角为35.26°,离子/原子到达比为0.06时,Ag膜呈(111)择优取向;当离子/原子比增大到0.18时,Ag膜呈(111)和微弱的(100)混合晶向。若Ar离子的入射角为54.7°,离子/原子到达比为0.06时,沉积的Ag膜呈很强的(111)择优取向。     

用VYNS胶体溶液制备4πβ薄膜源

在制备4πβ薄膜源的过程中,将硅胶溶液与放射性溶液混合可以明显地改善源的均匀性。J.S.Merritt等用新鲜配制的1:10~4硅胶水溶液制备了~(60)Co等源,得到了较好的结果。我们向VYNS丙酮溶液加入适量的酒精(或水),制备了VYNS胶体溶液。在放射性液滴中加入这件胶体溶液,制得了计数效率高,重复性好的4πβ薄膜源。     

~(235)U、~(238)U薄靶的制备

我们制取了以Al箔、C膜、VYNS膜为衬底的铀薄靶。厚度范围每平方厘米从几十微克到几百微克。1.设备及其方法 放射性真空蒸发装置除了普通真空系统所具备的部件外,还增加了干燥器、液氮冷阱等部件。这样使该装置具有以下三个特点: (1)为了使真空系统保持干燥,有利真空度的提高,在真空泵和扩散泵之间串接了一只盛有五氧化二磷的干燥器。     

制备工艺对自支撑薄膜粗糙度的影响

利用磁过滤等离子沉积技术,以甜菜碱、油酸钾、抛光NaCl单晶基片、自支撑火棉胶膜和自支撑SiN薄膜为衬底制备了自支撑Ni膜。采用原子力显微镜和场发射扫描电子显微镜对薄膜表面形态和粗糙度进行了分析。结果表明：自支撑Ni膜的粗糙度与衬底材料密切相关,等离子体的沉积角度直接影响纳米薄膜的微观结构,采用60°倾斜沉积在自支撑火棉胶膜衬底上,可获得表面粗糙度为1.5nm的自支撑Ni膜。     

用Monte-Carlo方法计算正电子湮没寿命谱中的衬底效应

用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法模拟计算了＾３２Ｎａ源的正电子在不同厚度Ｍｙｌａｒ膜,Ｎｉ膜衬底中的湮没几率,得出Ｓｉ,Ｆｅ、ＰＥ,ＰＰ４种样品在不同Ｍｙｌａｒ膜厚度下的衬底效应。结果,对ＰＥ、ＰＰ样品衬底铲应较Ｓｉ、Ｆｅ等样品强,表明用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法计算衬底效应是可行的。     

制备~(22)Na薄膜源的一种方法

正电子湮没技术中最常用的放射源是~(22)Na 薄膜源。通常把~(22)Na的溶液滴在Ni箔或Mylar膜上。由于正电子在Mylar膜上的湮没,在寿命谱中往往有一个百分之几的长寿命成份,这对含有长寿命成份的样品的测试分析甚为不利。用1—2μm左右厚度的Ni箔作为~(22)Na的衬底是比较理想的,但由于国内制造Ni膜受净化环境及其它条件的限制,制备的1—2μm的镍箱中存在很多针孔,用它作衬底制备~(22)Na薄膜源就有一定的困难,也不安全。为此,我们摸索了制备~(22)Na薄膜源的一种方法:利用有针孔的1.7μm的Ni箔,涂上一层-0.5μm左右的塑料薄膜作为衬底,比较安全可靠,用有无塑料膜保护的薄膜源对同一样品作了寿命谱的对比测试(见表)。     

用反应溅射法制备无衬底的氮化钽薄靶

我们制备无衬底氮化钽薄靶的目的,是为着用核物理背散射实验法研究工业上生产的氮化钽薄膜的钽和氮的组份比,或它们的原子比。 众所周知,阴极溅射就是在真空室中把衬底片置于阳极上,靶材钽片作为阴极。在阳极和阴极间施加直流高压后,阳极和阴极之间便产生辉光放电,使惰性气体氩气电离所产生的正离子去轰击阴极表面,使靶材表面的原子从中逸出而沉积在衬底片表面上。而反应溅射就是在这种阴极溅射的同时,在惰性气体中有意混入一定量的反应性气体来获得反应生成物薄膜。如果使用氮气为反应性气体,那么得到的就是有衬底的氮化钽薄膜。若在衬底片表面上事先喷镀一薄层脱膜剂,如NaCl、CsI、Al、Cu等。把这种反应溅射后生成的氮化钽膜连同衬底片一起放入相应的溶剂或腐蚀剂中。待脱膜剂被溶解或腐蚀后,就得到无衬底的氮化钽薄膜。     

脉冲电镀制靶(源)技术研究进展

制备锕系元素靶(源)的常用方法是电镀法(又称电沉积法),它具有沉积效率高、设备简单、操作方便等优点,且可在衬底上获得均匀牢固的镀层。常用的电镀法均使用直流电源。用电镀法制备的靶镀层内应力大,易开裂,沉积厚度有限。近几年来发展了1种新型脉冲电镀制源技术。该技术采用脉冲电源,可提高电流效率,使镀层结晶紧密、牢固,均匀性好,源外观平整,可制备厚度大于150mg/cm2的超厚源和靶,突破了传统电镀法的局限性,是1项极具应用前景的新型制源技术。2005年,在脉冲电沉积可行性验证实验基础上,我们研究了在DMF(二甲基甲酰胺)溶剂中脉冲沉积铀…     

磁控溅射法制备金/钆柱腔工艺研究

采用直流磁控溅射方法制备金/钆(Au/Gd)多层膜,并研究不同制备参数对多层膜结构与性能的影响。溅射压强高于1Pa时,Au膜与Gd膜的沉积速率均随溅射压强的增大而下降;在较低溅射气压下,随着溅射气压的降低,金膜与钆膜的均方根粗糙度有所减小;随着溅射功率的减小,金/钆多层膜的周期性结构变好,界面更为清晰。本工作制备了不同原子比的金/钆膜柱腔,探讨了有关柱腔成型的解决方法。     

直流电沉积制备纳米铜丝阵列

研究采用模板法直流电沉积制备纳米铜丝阵列。基底选用阳极三氧化二铝硬模板,膜底磁控溅射1层薄铜层（1μm以下）做导电底衬,再利用直流电沉积法制备出纳米铜丝阵列。由此工艺所制备的纳米铜丝长度可达50μm左右、直径约为250nm,丝阵含铜量高。讨论了阴极电流密度、阴极电位、模板类型、模板孔径等因素对纳米铜丝生长的影响,为惯性约束聚变（ICF）实验除金腔靶外的其它金属靶的研究提供了一种新方法。