Properties of TiO2 Thin Films Prepared by Magnetron Sputtering

With rapid progressive application of TiO2 thin films,magnetron sputtering becomes a very interesting method to prepare such multi-functional thin films.This paper focuses on influences of various deposition processes and deposition rate on the structures and properties of TiO2 thin films.Anatase,rtile or amorphous TiO2 films with various crystalline structures and different photocatalytic,optical and electrical properties can be produced by varying sputtering gases,substrate temperature,annealing process,deposition rate and the characteristics of magnetron sputtering.This may in turn affect the function of TiO2 films in many applications.Furthermore,TiO2-based composites films can overcome many limitations and improve the properties of TiO2 films.     

中频双靶反应磁控溅射制备TiO2膜的一些探索

具有高折射率的TiO2膜在反射型液晶显示器的关键部件高反射率背板膜系的制备中起重要作用，本文使用国内首家在线中频双靶反应磁控溅射设备进行了制备TiO2膜的探索，完成了相应的膜层测试与分析。实验结果表明双靶磁控反射溅射可以制备高折射率的TiO2膜，实验还从折射率的角度证明中频双靶反应溅射与直流反应溅射的效果一致,为进一步提高膜层沉积速率以适应工业生产需求需要引入更有效的溅射过程控制手段。     

工作气压对磁控溅射ZAO薄膜性能的影响

工作气压在ZnO∶Al(ZAO)薄膜制备过程中是一个重要的工艺参数,直接决定着薄膜的性能。本文利用中频交流磁控溅射方法,采用氧化锌铝(ZnO与Al2O3的质量比为98∶2)陶瓷靶材,在基体温度为250℃,工作气压范围为0.2～8.0Pa条件下,制备了ZAO薄膜。利用X射线衍射仪和原子力显微镜对薄膜的结构和形貌进行了分析和观察,利用分光光度计和霍尔测试仪测量了薄膜的光学和电学性能,研究了制备薄膜时不同的工作气压(氩气压力PAr)对薄膜的结构、形貌、光学性能和电学性能的影响。结果表明:随着工作气压的增加,薄膜的电阻率先略有下降然后上升,相应地,载流子浓度和迁移率先略有上升然后下降,而可见光谱平均透过率保持在80%以上。当基体温度为250℃,氩气压力为0.8Pa时,薄膜的电阻率最低,为4.6×10-4Ω·cm,方块电阻为32Ω时,在范围为490～600nm的可见光谱内的平均透过率可达90.0%。     

电子束蒸发与磁控溅射镀铝的性能分析研究

通过对半导体器件电极制备的两种方法即电子束蒸发与磁控溅射镀铝的比较，详细分析了两种方法的膜厚控制、附着力，致密性、电导率和折射率等重要性能指标，测试结果分析表明磁控溅射铝膜的综合性能优于电子束蒸发。     

硅上后热氧化钛膜制备氧化钛及其电学特性

采用在硅上磁控溅射金属钛膜再热氧化的工艺制备了多晶氧化钛薄膜.测量了Ag/TiOx/Si/Ag电容器的I-V和C-V特性.结果表明,氧化钛薄膜的厚度为150～250nm,其介电常数是40～87.随着氧化时间的缩短,氧化钛薄膜中的固定电荷减少,漏电特性得到改善.     

靶功率对PEMSIP法TiN涂层相组成的影响

随着靶功率减小等离子体增强磁控溅射离子镀（ＰＥＭＳＩＰ）ＴｉＮ涂层的相组成朝着富氮相及其含量增加的方向发展。靶功率对膜层硬度的影响主要是膜层相组成变化而引起的，由Ｔｉ＿２Ｎ和ＴｉＮ两相组成的膜硬度最高。由Ｔｉ＿２Ｎ和ＴｉＮ两相组成的刀具涂层使切削力下降，明显提高刀具耐用度。     

镍钛形状记忆合金薄膜的相变温度和力学性能

利用直流磁控溅射法溅射沉积了NiTi形状记忆合金薄膜，对NiTi形状记忆合金薄膜进行晶化热处理以使其获得形状记忆效应。研究了550℃晶化热处理1h后Ti-48.2%Ni薄膜的相变温度和力学性能，研究结果表明，NiTi薄膜550℃晶化热处理1h后，升温过程中发生M→A的相变，而降温过程中则先发生A→R相变，再发生R→M的相变，薄膜的断裂强度随测试温度的升高而增大，残余应变随温度的升高而减小，当温度大于Af点时，表现为超弹性。     

Si基ZnO/Ga2O3氨化反应制备GaN薄膜

利用射频磁控溅射法在Si(111)衬底上先溅射ZnO缓冲层，接着溅射Ga2O3薄膜，然后ZnO／Ga2O3膜在开管炉中850℃常压下通氨气进行氨化，反应自组装生成GaN薄膜。XRD测量结果表明利用该方法制备的GaN薄膜是沿c轴方向择优生长的六角纤锌矿多晶结构的薄膜，利用傅里叶红外吸收光谱仪测量了薄膜的红外吸收谱，利用SEM和TEM观测了薄膜形貌，PL测量结果发现了位于350nm和421nm处的室温光致发光峰。     

新型磁控溅射法合成C_3N_4/TiN复合膜

本工作采用在封闭型非平衡磁场ｄｃ磁控溅射系统中增加对阴极的方法制备Ｃ３Ｎ４／ＴｉＮ复合交替膜，用获得的ＴｉＮ对进行Ｃ３Ｎ４强迫晶化，Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）和电子衍射（ＴＥＤ）分析表明生成了立方氮化碳（ｃ－Ｃ３Ｎ４）。交替膜的界面处有ＴｉＣ的生成。     

射频磁控溅射TiO2/HA复合生物膜的制备与表征

将水热合成的羟基磷灰石(HA)粉与20 wt%Ti粉混合,冷压烧结成靶材。采用射频磁控溅射方法,在工业纯钛基体上沉积TiO₂/HA生物薄膜,通过扫描电镜(SEM)及其能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)和差热分析仪(TDA)对膜层进行了表征,探讨了溅射膜的晶化工艺。结果表明:由于选择溅射和OH-损失,溅射膜由TiO₂晶体颗粒和非晶钙磷化合物组成,且其Ca/P比降低。经700℃,0.5 h水蒸气处理,非晶钙磷化合物结晶度大大提高,并部分转化为HA晶体,且处理后的溅射膜与基体间无裂纹。