提高蓝宝石高温强度和透过率的研究

在蓝宝石(α-Al2O3)衬底上利用射频磁控反应溅射法制备出SiO2/Si3N4双层增透膜系,并对镀膜后的蓝宝石进行了高温强度测试及其透过率的研究.研究表明:镀膜后蓝宝石的高温强度和透过率均有明显提高;800℃时,镀膜蓝宝石的高温强度比未镀膜提高了41.0%;在3～5μm波段范围内,室温下镀膜后透过率比镀膜前提高8.0%;SiO2/Si3N4膜系具有较高的热稳定性,且与蓝宝石衬底附着良好.     

Resistive Switching Behavior of Hafnium Oxide Thin Film Grown by Magnetron Sputtering

采用磁控溅射法,以ITO/Glass为衬底,制备了具有电阻转变特性的HfO2薄膜。X射线光电子能谱(XPS)分析发现,薄膜中的Hf、O元素不成化学计量比,薄膜中可能存在大量氧空位。电学测试结果表明,HfO2薄膜表现出明显的双极电阻转变特性,并且表现出良好的可靠性(室温下可重复测试102次以上)和稳定的保持性能(0.5 V偏压下保持104 s以上),高低阻态比值达到104。基于XPS以及电学分析,薄膜的导电过程可用与氧空位相关的空间电荷限制电流模型解释。     

CVD金刚石衬底上抗氧化、增透膜的制备与性能

采用射频磁控反应溅射法在化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)的金刚石衬底上制备了AlN薄膜以及AlN/Si和AlN/Ge膜。通过X射线衍射分析了衬底加热温度对薄膜微结构的影响和薄膜高温下的氧化行为。结果表明:在衬底加热温度低于380℃时制备的AlN薄膜为非晶态,480℃时AlN薄膜为六方多晶。AlN薄膜在800℃热暴露后开始氧化,900℃时基本被氧化为Al2O3。在CVD金刚石上制备的AlN/Si和AlN/Ge膜都能提高金刚石在长波红外波段(8～10μm)的透过性能,单面最大增透分别为8%和3%。镀有AlN/Ge膜的CVD金刚石在800℃高温热暴露实验中,有AlN/Ge膜保护的金刚石表面未发生刻蚀。高温下AlN/Ge膜对金刚石有很好的保护作用,同时增透效果没有明显下降。     

RIE对Ge衬底上制备亚波长结构形貌的影响

利用反应离子刻蚀(RIE)技术在Ge衬底上制备宽波段亚波长结构,研究了不同SF6/O2比例条件下在不同刻蚀时间、压强和射频功率对结构形貌及刻蚀深度的影响,并用SEM对刻蚀图形的表面形貌进行了观察.结果表明,SF6易与衬底发生反应,生成挥发性产物,加速了刻蚀速度.O2的加入生成的钝化膜会增强各向异性刻蚀,减慢了刻蚀速度,对衬底有刻蚀保护作用.增加压强可以增大刻蚀深度,但增加射频功率,刻蚀深度先是增加,达到一定值后下降.选择合适的工艺参数可以获得较为理想的金字塔形结构.     

含有机硅共聚物水凝胶合成及其透氧性能研究

采用本体聚合法,以HEMA和NVP为单体,以Bis作为交联剂,用AIBN作为引发剂,加入有机硅(KH570)合成高透氧性的PVP共聚水凝胶接触透镜材料,研究了单体配比和温度等各因素与PVP共聚水凝胶接触透镜材料的透氧性能的关系.实验表明,共聚物水凝胶角膜接触镜材料的Dk/L值,随NVP的含量增加而增大;随KH570的增加而减小,当KH570用量为8%时,透氧率达到最大值45cm3/(cm2.s.mmHg);随渗透温度升高而增大;随膜厚度增大而减小.     

氧气对磁控溅射HfO2薄膜电学性能的影响

采用射频磁控溅射法在无氧和有氧气氛下制备了HfO2薄膜.通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、椭圆偏振光谱(SE)以及电容-电压(C-V)测试对薄膜的结构、成分、HfO2/Si界面和HfO2栅介质MOS结构的电学性能等进行了分析表证.结果表明,溅射过程中通入氧气后,薄膜出现了较明显的结晶化;薄膜的氧化程度得到提高,成分更接近理想化学计量比HfO2.在HfO2/Si界面处存在的SiO2界面层,有氧条件下界面层的厚度增大.氧气的通入改善了HfO2栅介质MOS结构的电学性能.     

CVD金刚石的红外增透和抗氧化研究

CVD金刚石具有一系列优异的性能,红外透过率高、吸收系数低,抗热冲击、耐磨损能力强,是理想的长波红外（8μm～12μm）高速飞行器窗口和头罩材料。但是,CVD金刚石的高温氧化现象严重损害了其红外透过率。因此,CVD金刚石的红外增透、抗氧化就成为大家关注的焦点。这里介绍了目前提高CVD金刚石红外透过率的主要途径和研究进展。     

SiO2薄膜对蓝宝石表面及高温强度的改善

蓝宝石具有一系列优异的光学和力学性能，使其成为红外透过窗口与头罩中备受青睐的材料．然而随温度的升高蓝宝石沿c轴的抗压强度急剧降低，大大限制了蓝宝石的抗热震等许多性能．提高蓝宝石高温强度的研究已成为蓝宝石在高速、高温应用中一个亟待解决的重要课题．本文采用射频磁控反应溅射法在蓝宝石衬底上制备了SiO2涂层．利用三点弯曲法测试了镀膜及未镀膜蓝宝石试样的室温及高温抗弯强度，测量了镀膜前后蓝宝石试样的表面形貌及粗糙度，采用压痕裂纹法分析了镀膜前后蓝宝石的表面残余应力．结果表明，镀SiO2薄膜可以改善蓝宝石的表面形貌，降低表面粗糙度，同时改变蓝宝石的表面应力．在800℃，镀膜蓝宝石的抗弯强度是未镀膜蓝宝石的1．5倍．     

ZnS衬底上二维亚波长结构抗反射表面的制备及性能研究

采用接触式紫外光刻和反应离子刻蚀工艺在ZnS衬底上制备二维亚波长结构抗反射表面。在优化的光刻工艺下,以CH4、H2及Ar的混合气体为刻蚀剂,研究了刻蚀工艺对刻蚀速率和刻蚀形貌的影响。结果表明,刻蚀速率随着射频功率的增大线性增大,随着工作压强的增加先增大后减小,随着CH4含量的增大先增大后降低。功率过大会导致刻蚀产物发生二次沉积,CH4流量过高会导致聚合物的生成加剧,这些都会影响刻蚀形貌。最后在优化的刻蚀工艺下制备出了8～12μm波段具有较好的宽波段增透效果的二维亚波长结构。     

GaP薄膜的制备与性能研究

利用磁控溅射法成功地制备出GaP薄膜,并对GaP薄膜的沉积速率、成分、结构及红外光学性能进行了研究。结果表明,沉积薄膜中Ga与P的原子比接近1:1,形成了GaP化合物,呈非晶态结构。设计并制备出GaP/DLC复合膜系,结果表明该膜系在8～11.5um波段对ZnS衬底具有明显的增透效果。制备的GaP薄膜的硬度明显高于ZnS衬底的硬度,且与ZnS衬底结合牢固,可提供良好的保护性能。