薄膜材料的制备与表征方法研究进展

材料的表面与基体内部在结构和性能上都会存在差异,这就要求对薄膜材料的制备及其表征方法有基本的了解.分析了薄膜材料的分类、常见制备方法及其原理,对材料表面的组分、结构、形貌等分析方法进行了归纳总结,并利用XRD,SEM,EDAX等进行逐项表征,获得了完整的材料表面信息,得出了薄膜材料的工艺制备,采用磁控溅射的方法较好.     

Al掺杂量对Cu（In1-xAlx）S2薄膜性能的影响

使用廉价的溶剂热法制备黄铜矿结构的Cu(In_(1-x)Al_x)S_2薄膜,研究Al掺杂量对Cu(In_(1-x)Al_x)S_2薄膜的晶体结构、形貌、粗糙度和光学性能的影响。结果表明:随着Al掺杂量的增加,Cu(In_(1-x)Al_x)S_2薄膜的X射线衍射峰向高角度偏移,同时晶粒尺寸变小。Cu In S2的原位变温XRD结果显示Cu In S2在低于873 K时可以稳定存在,当温度达到873 K时Cu In S2则开始分解为In2S3和Cu2S。AFM的测试结果展示薄膜表面的粗糙度随着Al掺杂量的增加而逐步降低。紫外分光光度计的测试结果呈现Cu(In_(1-x)Al_x)S_2薄膜透过率随着Al含量的增加而逐步增加。Al/(Al+In)的量在0~0.5变化时,Cu(In_(1-x)Al_x)S_2薄膜的禁带宽度的相应变化为1.56~2.24 e V。     

不同工艺对TaN薄膜组织与性能的影响

用磁控溅射法在硅基材料上制备TaN薄膜,用原子力显微镜(AFM)和X射线衍射仪(XRD)研究不同工艺下磁控溅射TaN薄膜的表面形貌和组织,用纳米压痕仪和CHI电化学分析仪测试薄膜的力学性能和耐腐蚀性能。结果表明,基底加热和退火处理均导致TaN薄膜组织发生六方结构TaN(110)向面心立方结构TaN(111)和TaN(331)的转变。另外,基底加热和退火处理工艺均改善了TaN薄膜的显微硬度和膜基结合力等力学性能,其断裂韧性和耐腐蚀性能有所降低。     

靶基距对柔性基底上脉冲激光沉积透明导电薄膜的影响

采用脉冲激光沉积法,控制靶基距分别为4,6,8 cm,在聚乙烯对苯二甲酸酯基底上沉积铟锌氧化物、铟锡氧化物和铝掺杂氧化锌薄膜,研究了靶基距对薄膜电学、光学、形态和结构特性的影响.结果表明:采用6～8 cm靶基距制备的TCO薄膜,在可见光范围内的光学透光率超过90％,电阻率约为5×10-4 Ω·cm;除了这些优良的电学和光学特性外,靶基距8 cm制备的薄膜均匀、光滑、附着好,且无裂缝或任何其它扩展的缺陷,适用于光电设备.     

柔性基底上直流磁控溅射沉积金属铝膜的研究

采用直流磁控溅射法在棉布、涤纶、芳纶织物上制备金属铝膜,研究了铝膜的沉积速率、组织结构和表面形貌。结果表明:在一定的范围内,沉积速率随溅射功率的增大近似呈线性增加,随溅射气压的增加先升后降;基底材料对铝膜的组织结构有较大影响,在涤纶和棉布上沉积的铝膜才呈现出典型的多晶态面心立方结构,在芳纶和涤纶上获得的铝膜较棉布上的铝膜更为均匀、致密;在一定范围内,溅射功率的增大有助于提高铝膜质量。     

气相沉积法的薄膜制备研究

对薄膜的应用现状、气相沉积法制备薄膜的常规方法及高能精密薄膜制备方法作了综述.认为开发薄膜复合处理工艺,实现制膜过程精密控制,以及节能环保的绿色镀膜将会成为薄膜制备新的趋势.     

DOE技术在低电压CMOS晶体管中的质量控制

采用DOE(Design of Experiment)试验方法进行了CMOS晶体管工艺流片的分卡操作,研究18个样品的Vt区注入Dvt、N场注入DNF、TEMP注入DP这3种注入剂量变化的情形下阈值电压Vtn和Vtp的调控优化值。通过最大跨导法测试阈值电压Vtn和Vtp,考查3种注入剂量对Vtn和Vtp的影响趋势,发现Dvt和DNF直接决定Vtn,Dvt和DP直接决定Vtp。结果表明,Vtn为0.082 V~0.600 V,关系式为Vtn=0.15791Dvt+0.12320DNF+0.11433;Vtp为0.0535 V~0.6300 V,关系式为V2tp=-0.03077D2vt-0.01688D2P+0.71899。     

第三组元氮元素对TaMo高温合金涂层组织和性能的影响

通过磁控溅射法在硅基材上制备了不同基底温度的TaMo和TaMoN涂层,采用原子力显微镜(AFM)和X射线衍射仪(XRD)研究了在第三组元N加入的情况下TaMo涂层的表面形貌和组织结构,采用CHI电化学分析仪分析了涂层的耐腐蚀性能,并分别对涂层进行了1000℃+300h高温氧化性能试验.实验结果表明,两种基底温度工艺下氮元素的加入对TaMo涂层的组织结构和表面形貌均有显著影响.另外,氮元素的加入可以提高TaMo涂层的耐腐蚀性能,但对TaMo涂层的耐高温性能没有改善.     

在不同柔性衬底上制备太阳电池的研究

简单介绍柔性太阳电池的优点及其应用前景,在室温下采用磁控溅射的方法在不同柔性衬底上制备太阳电池薄膜,主要研究聚酰亚胺(Pi)、不锈钢(SS)、铝(AI)三种基底材料对太阳电池薄膜的影响.通过对其结构进行表征,分析得出其结构的变化,综合分析得出柔性电池的发展前景非常好.另外柔性衬底在柔性显示屏方面的应用前景也很好.     

钎缝间隙对316L不锈钢真空钎焊接头组织的影响

采用镍基钎料BNi2+40%BNi5对316L不锈钢进行真空钎焊。主要通过光学显微镜、电子探针显微分析仪、硬度计等研究了3种钎缝间隙下钎焊接头的显微组织、钎缝成分分布以及钎缝显微硬度。结果表明316L不锈钢的钎焊接头主要由固溶体、共晶组织及网状化合物组成,硼、硅是导致化合物相产生的主要合金元素;随着钎缝间隙的减小,钎焊接头中金属间化合物相的含量逐渐减小,当钎缝间隙为30μm时,接头组织基本为固溶体。