射频输入功率对DLC∶F∶Si薄膜结构和附着特性的调制机理

以SiC陶瓷靶为靶材,Ar和CHF_3为源气体,采用反应磁控溅射法在双面抛光的316L不锈钢基片上制备出了系列Si和F共掺杂的DLC∶F∶Si薄膜。研究了射频输入功率对薄膜的附着力、硬度和表面接触角的影响。结果表明,选取适当的输入功率(180W左右)可以制备出附着力达11N的DLC∶F∶Si薄膜。通过拉曼和红外光谱分析以及样品粗糙度分析,作者提出了输入功率对DLC∶F∶Si薄膜结构和特性调制的机理,即输入功率直接影响SiC靶的溅射产额、空间Ar~+的能量以及CHF_3的分解程度,继而影响空间Si、C、-CF、-CF_2,特别是F~*等基团的能量和浓度,调制薄膜中F含量以及Si-C键含量和C网络的关联度。Si-C、C=C键的增加有助于薄膜附着力的明显改善,F含量的减少则会导致薄膜的疏水性能有所下降。     

Cu/Al_2O_3复合薄膜的制备及其抗氧化性能

本文在纺织纤维基材表面采用二次溅射沉积法制备了Cu/Al_2O_3复合薄膜,利用扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDX)和矢量网络分析仪对室温环境下存放3600h的复合薄膜的表面形貌、元素含量以及屏蔽效能进行了测试,并与相同工艺条件下制备的纯Cu薄膜进行了对比分析。结果表明:与纯Cu薄膜结构的不稳定性相比,由于复合薄膜表层Al_2O_3薄膜的结构稳定性和致密性,Cu/Al_2O_3复合薄膜在保证高屏蔽性能的前提下,具有整体结构的稳定性,表现出了良好的抗氧化性能。     

辉光放电质谱法检测AZO靶材中痕量元素及深度分布

利用辉光放电质谱仪(GDMS)对铝掺杂的氧化锌(AZO)靶材中的常微量元素及其深度分布进行分析。首先考察AZO样品中的元素和Ar、H、O、N等气体元素形成的多原子离子干扰。其次利用GDMS和台阶仪对已经进行磁控溅射过的AZO靶材表面进行深度剖析,考察靶材上的主要污染元素随深度的纵向分布,最后利用GDMS对预溅射完后的AZO靶材内部杂质元素进行质谱分析。利用XPS进行验证,两种方法测试得到的Zn和Al的含量相近。分析结果表明GDMS是分析AZO等半导体靶材的有效方法,该方法可以对靶材造成的污染进行预判,避免溅射过程中造成的污染。     

高透钻面玻璃在线连续镀膜技术研究

使用立式连续直线镀膜生产线,采用真空磁控溅射技术在玻璃表面设计并镀制了Nb2O5/Si O2/Nb2O5/Si O2/CNx多层纳米硬质增透薄膜,并研究其透过率、硬度及理化性能。结果表明:通过引入线性阳极层离子源,控制并形成新的磁控溅射镀膜工艺,钻面玻璃产品的表面硬度达994.8 HV,是普通玻璃的2倍以上;在可见光透过率≥94%,具有一定的增透效果;经过酸/碱/溶剂/热处理后的透过率衰减ΔT0.1%,理化性能优良。     

WO3薄膜的磁控溅射法制备及电致变色性能

采用直流反应磁控溅射制备了具有优异电致变色性能的WO3薄膜。通过对成膜参数的调控,实现了低功率和短溅射时间的制膜制度,获得了较宽的工艺范围。通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、光学轮廓仪、电化学工作站、紫外-可见-红外分光光度计研究了薄膜的物相、微观结构、厚度、电致变色性能。研究表明:在溅射功率为50 W,溅射压强为2.0 Pa,反应气体流量为20 sccm时所制得的薄膜性能最为优越。所制备薄膜具有较短的变色响应时间和大幅度的变色调制幅度,其对可见光变色调制幅度达到80%。     

掺铝氧化锌(AZO)薄膜的应用及研究评述

掺铝氧化锌(AZO)薄膜具有较高的透过率,较小的电阻率等优良的光电性能,使其在太阳能电池电极及各种显示器中具有广阔的应用前景。本文概述了AZO薄膜的结构、光电性能的表征方法,重点介绍了单层AZO膜以及AZO基多层复合薄膜的设计理论基础、影响薄膜性能的因素以及研究现状,除此之外,还对AZO薄膜的应用情况进行了概述,并对AZO薄膜发展前景进行了展望。     

GZO厚度对非晶硅电池中复合背电极的影响

在非晶硅太阳能电池中加入复合背电极是提高非晶硅太阳能电池光电转换效率和稳定性的有效手段.本文利用磁控溅射技术在非晶硅薄膜太阳能电池上制备了ZnO :Ga(GZO)/Al复合背电极,研究了GZO厚度对GZO薄膜光电性质及非晶硅电池中GZO/Al复合背电极性能的影响.研究表明：随着GZO层厚度的增加,GZO薄膜的光电性质均表现出较高水平,适合制备GZO/Al复合背电极;相较于单层Al背电极的非晶硅太阳能电池,具有GZO/Al复合背电极的太阳能电池性能大幅提高.当GZO层厚度为100 nm时,太阳能电池的短路电流(I_SC)、开路电压(V_OC)和填充因子(FF)分别达到8.66 mA,1.62 V和54.7%.     

氮流量比对磁控溅射(CoCrFeNi)Nx高熵合金薄膜的组织和性能的影响

采用直流磁控溅射法制备(CoCrFeNi)N_x高熵薄膜,研究了氮流量比对薄膜的力学性能和电磁性能的影响。结果表明,在不同氮流量比条件下制备的(CoCrFeNi)N_x薄膜,都具有致密的组织、简单的FCC结构并呈现(200)择优取向。随着氮流量比从10%提高到30%,薄膜的硬度和弹性模量随之增大,其最大值达到14 GPa和212 GPa;电阻率基本上呈增大的趋势,最大值达到138 μΩ?cm;饱和磁化强度和磁导率随之减小,薄膜饱和磁化强度最高为427.43 emu/cm³。薄膜的矫顽力约为0。     

单极性脉冲磁控溅射MoS2涂层制备及性能研究

为满足ITER屏蔽包层中第一壁连接组件的固体润滑要求,采用单极性脉冲磁控溅射方法,在A286镍基合金基体上制备了不同脉冲偏压及不同占空比下MoS₂低摩擦系数涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、原位纳米力学测试系统研究涂层的微观组织、形貌及力学性能受工艺参数的影响规律;利用球-盘式摩擦磨损试验机考察涂层在大气环境下的摩擦学性能。结果表明,随偏压的增加,MoS₂涂层择优取向发生了(002)向(100)转变,又恢复(002)择优取向的过程,晶粒尺寸呈先增大后减小趋势,不同脉冲偏压下,晶粒尺寸随占空比增加呈现不同的趋势;其中S-2样品具有较好的承载性能及弹性恢复能力,弹性模量为63.45 GPa,硬弹比为0.80;接触赫兹应力为1 500 MPa时,该涂层在大气环境下具有最低的平均摩擦系数(0.054)和最低的磨损率[2.11×10^-5 mm³/(Nm],仅为基体的5.49%。     

基于磁控溅射的弱电加热结构的设计及测量研究

在高精度原子磁力仪中,原子气室的温度直接影响着碱金属电子自旋的极化率,从而影响磁力仪的灵敏度,因此精确地控制原子气室的温度是实现高精度原子磁力仪应用的关键。基于电加热和回折磁抵消原理,由毕奥-萨伐尔定律推导与简化模型仿真,设计完成了单层和双层结构的微型弱磁电加热结构。通过分别测量单、双层结构表面不同距离、不同电流条件下的磁通密度模,验证了回折单双层线圈结构对电流产生磁场的抑制作用。其中双层回折加热结构比回折结构的电加热剩磁抑制特性提高约6.9倍,在距电加热结构5 mm处的磁场变化率仅为72.2 nT/A,通过对比相同时间、相同工作电流的加热效应,可以发现双层具有更快的温度响应。研究表明双层回折设计可以实现原子气室弱剩磁高精度的加热方式,为原子极化提供一种简单、快速的电加热方案。