物理气相沉积中等离子体参数表征的研究进展

物理气相沉积作为制备表面防护薄膜的重要方法,一直是表面薄膜领域研究重点,而物理气相沉积中等离子体作为直接影响薄膜性能的关键因素,其参数的表征对优化沉积工艺和提高薄膜性能具有重要指导意义.概述了常用物理气相沉积方法及其发展,包括电弧离子镀、磁控溅射和电弧磁控复合技术的原理及发展历程.归纳了目前生产中常用的等离子体参数表征方法——Langmuir探针法、汤姆逊散射法、微波干涉法和发射光谱法,阐明了这些表征方法诊断等离子体参数的原理,分析了不同表征方法的优缺点和存在的主要问题,并对常用物理气相沉积中等离子体参数表征相关研究的发展和现状作了综合论述和总结,分别整理了电弧离子镀和磁控溅射中等离子体参数诊断的发展历程和近期研究.两种物理气相沉积方法最常用的等离子体参数表征方法都是Langmuir探针法和发射光谱法,早期的研究侧重于探索等离子体瞬态参数和薄膜结构性能的关系.随着现代技术的进步,早期诊断方法不断与新技术融合,研究方向也逐渐偏向于研究等离子体参数的时间变化和优化薄膜工艺、性能评价方法.最后分析了当前物理气相沉积中等离子体参数表征存在的问题和不足,展望了等离子体参数未来的研究趋势.     

蒸发材料用高纯金的制备研究

采用盐酸+氯酸钠溶解-沉淀除杂-选择性液相还原-煮洗等联合工艺制备蒸发材料用高纯金并进行应用性能分析。结果表明,溶解后的金溶液采用氢氧化钠调整溶液pH值去除部分杂质元素;金溶液采用还原剂选择性还原;得到的金粉用稀硝酸、盐酸煮洗,获得纯度99.999%以上,碳和硫含量均小于1×10~(-6)的高纯金;以制备的高纯金为原料加工的蒸发材料清洁性好,可作为集成电路芯片制造用蒸发材料。     

脉冲偏压频率对TiSiN薄膜的微观结构和性能的影响

采用脉冲偏压电弧离子镀技术,通过改变脉冲偏压频率在M2高速钢基体上沉积TiSiN薄膜,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等仪器,研究脉冲偏压频率对TiSiN薄膜的表面和截面形貌、元素成分、相结构的影响,并通过纳米压痕仪测试了TiSiN薄膜的纳米硬度和弹性模量。在统计的视场内(9×10³ μm²),TiSiN薄膜表面的大颗粒直径在0.30~7.26 μm之间,脉冲偏压频率从40 kHz到60 kHz,数量由495个减少到356个,之后随着脉冲偏压频率增加到80 kHz,大颗粒数量又增加到657个;当脉冲偏压频率为60 kHz时,TiSiN薄膜表面大颗粒和微坑缺陷数量最少,Si原子含量达到最小值0.46%;脉冲偏压频率为50 kHz时,TiSiN薄膜以非柱状晶的结构进行生长,厚度达到最小值1.63 μm;脉冲偏压频率为60 kHz时,柱状晶结构细化,薄膜的致密度增加。不同脉冲偏压频率下TiSiN薄膜都在(111)晶面位置出现择优取向,Si以非晶态Si₃N₄的形式存在于TiSiN薄膜中,没有检测到Si的峰值,形成了TiN晶体和Si₃N₄非晶态的复合结构。脉冲偏压频率60 kHz下TiSiN薄膜的表面大颗粒最少,纳米硬度达到最大值34.56 GPa,比M2高速钢基体的硬度提高了约3倍。当脉冲偏压频率为50 kHz时,TiSiN薄膜的腐蚀电位达到最大值－0.352 V(vs SCE),比基体提高了723 mV,自腐蚀电流密度达到0.73 μA/cm²;当脉冲偏压频率为70 kHz时,TiSiN薄膜的腐蚀电位达到－0.526 V(vs SCE),自腐蚀电流密度达到最小值 0.66 μA/cm²。     

基于极点优化配置的发动机空燃比控制器设计

针对燃油发动机的燃油油膜动力学子系统,以发动机的空燃比精确控制为最终目标,采用基于状态空间模型的极点配置方法设计控制器.为确定适当的目标极点,提出根据主导极点概念,利用坐标轮换法搜索最优参数,从而确定目标极点的方法.最后通过仿真实验,验证所提出方法有较好的空燃比控制效果,为空燃比精确控制提供了一种新的思路.     

二层型挠性覆铜板用聚酰亚胺的研究进展

电子行业的快速发展对二层型挠性覆铜板的性能提出了更高的要求,针对以聚酰亚胺薄膜为基底材料的二层型挠性覆铜板,分别从改善粘结性能、介电性能和耐热性能3个方面综述了二层型挠性覆铜板的研究进展,并展望了二层型挠性覆铜板的研究方向。     

Influence of Space Charge Layers on the Dielectric Properties of Ba0.6 Sr0.4TiO3 Nanostructured Thin Films

Barium strontium titanate (Ba_0.6Sr_0.4TiO₃) nanostructured thin films have been deposited on platinized silicon substrates by the sol-gel method. The as-fired films were found to be amorphous, which crystallize to cubic phase after annealing at 550°C in air for one hour. The low-frequency dielectric responses of the BST films were measured as functions of frequency range from 1 kHz to 1MHz. The thickness dependence dielectric constant of the BST thin films were measured in the temperature range from ?150°C to 150°C at 100 kHz and discussed in the light of an interfacial dead layer. All the samples showed a diffuse type phase transitions. Both the dielectric constant and loss tangent showed anomaly peaks at about 10°C, which corresponds to a tetragonal ferroelectric-to-cubic paraelectric phase transition.     

燃料电池不锈钢双极板CrN/CrC薄膜表面改性研究

采用离子镀技术在质子交换膜燃料电池不锈钢双极板表面制备了CrN/CrC多层薄膜。测试结果表明,与未镀膜的不锈钢基体相比,镀膜不锈钢的接触电阻(120N/cm2压紧力)降低2个数量级,并且耐蚀性能显著改善,腐蚀电流密度降低0.5~1个数量级。同时,镀膜不锈钢的耐久性亦大幅提升,改性薄膜可以有效保护不锈钢基体免受腐蚀损害。     

柔性砷化镓太阳电池

介绍了柔性砷化镓太阳电池的基本结构;分析了柔性砷化镓太阳电池的制备工艺,即在Ga As衬底上生长一层牺牲层,再在牺牲层上生长Ⅲ-Ⅴ族太阳电池,最后使用选择性高的腐蚀液将牺牲层腐蚀掉,得到薄膜太阳电池以及可重复使用的衬底,以期达到提高太阳电池功率质量比和降低生产成本的目的;对电池有待于进一步研究的问题进行了展望。     

Design of High‐Mobility Diketopyrrolopyrrole‐Based π‐Conjugated Copolymers for Organic Thin‐Film Transistors

Since the report of the first diketopyrrolopyrrole (DPP)‐based polymer semiconductor, such polymers have received considerable attention as a promising candidate for high‐performance polymer semiconductors in organic thin‐film transistors (OTFTs). This Progress Report summarizes the advances in the molecular design of high‐mobility DPP‐based polymers reported in the last few years, especially focusing on the molecular design of these polymers in respect of tuning the backbone and side chains, and discussing the influences of structural modification of the backbone and side chains on the properties and device performance of corresponding DPP‐based polymers. This provides insights for the development of new and high‐mobility polymer semiconductors.