非平衡磁控溅射DLC薄膜应力研究

类金刚石（DLC）薄膜可用作红外增透保护膜,高的薄膜残余应力造成薄膜附着力下降是目前应用中存在的主要问题之一。本文从DLC薄膜作为红外增透保护膜的需求出发,采用非平衡磁控溅射技术生长DLC薄膜。实测了薄膜的残余应力,分析研究了薄膜残余应力在不同工艺条件下的变化情况。探讨了薄膜残余应力与薄膜厚度、光学透过率、离子能量、沉积速率以及能流密度之间的关系。研究结果表明,薄膜残余应力平衡值在0．9～2．2GPa之间,相应的单面镀膜样片的透过率在4μm波长处为69％～63％,随工艺的不同而变化。工艺优化后薄膜残余应力显著下降。硅基底上薄膜与基底剥离的力的临界值大于2160GPa．nm,最大薄膜厚度≥2400nm;锗基底上最大薄膜厚度≥2000nm,可以满足整个红外波段的需求。     

增强型脉冲离子源镀制DLC薄膜拉曼光谱研究

本文利用增强型脉冲电弧离子源在硅基底上沉积类金刚石薄膜，拉曼光谱分析表明DLC薄膜中sp^3键含量比不加磁过滤装置时脉冲离子源所镀的类金刚石薄膜高，折射率更接近金刚石折射率2．4并且光学带隙也增大，证明用增强型脉冲离子源镀制的类金刚石薄膜sp^3键含量提高，性能得到了很大改善。     

不同技术制备DLC膜的激光损伤特性研究

随着高能量大功率激光器的发展和激光元件的广泛应用,用于红外窗口表面增透保护的类金刚石薄膜(DLC)的抗激光损伤特性成为评价薄膜质量优劣的一个重要指标。然而,不同的制备方法和技术沉积的DLC薄膜具有各异的微观结构,从而具有不同的抗激光损伤特性。本文采用脉冲真空电弧(PVAD)和非平衡磁控溅射(UBMS)技术沉积了DLC膜,对两种DLC膜抗激光损伤特性进行了研究,测试结果表明,两种技术沉积的DLC薄膜激光损伤阈值分别0.6 J/cm2和0.3 J/cm2,PVAD技术比UBMS技术沉积的DLC薄膜具有更高的抗激光损伤阈值。基于实验研究了薄膜光学常数和表面形态,分析了两种技术制备DLC膜激光损伤特性差异的主要原因。结果表明,采用UBMS技术沉积的DLC膜具有较小的折射率和较大的消光系数,薄膜表面存在较多的疵病和缺陷,这些是其激光损伤阈值较低的主要原因。     

可见光聚合物基增透膜的研究进展

可见光增透膜是制造很多光学元件的必要材料之一。简要介绍了增透膜增透的原理,在使用单层和多层增透膜增透效果的计算基础上,重点综述了聚合物基增透膜技术的研究进展。这些技术主要包括:(1)在聚合物中引入低折射指数元素;(2)使用纳米孔聚合物薄膜调节折射指数;(3)使用高低折射指数组成的复合膜。此外还分析了国内外增透技术的发展趋势、市场需求及其发展前景。     

非平衡磁控溅射无氢DLC增透膜的研制

非平衡磁控溅射(UBMS)技术近年来得到了广泛地应用.采用该技术制备的类金刚石薄膜(DLC)具有许多独特的性质.本文利用正交实验方法,对非平衡磁控溅射技术制备无氢DLC膜增透膜进行了研究,得到了影响薄膜光学性能的主要因素和最佳的制备工艺.结果表明,非平衡磁控溅射制备的无氢DLC膜具有较宽的光谱透明区,锗基底单面沉积DLC膜,其峰值透射率达到61.4%,接近理论值.     

中频磁控溅射沉积DLC/TiAlN复合薄膜的结构与性能研究

采用中频非平衡磁控溅射沉积工艺,并施加霍尔离子源辅助沉积,在高速钢W18Cr4V及单晶硅基体上制备了梯度过渡的DIE/TiAlN复合薄膜.利用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、显微硬度计、摩擦磨损仪等分析检测仪器对DLC/TiAlN复合薄膜的表面形貌、晶体结构、显微硬度、耐磨性等性能进行了检测分析.实验及分析结果表明:DLC/TrAlN薄膜平均膜厚为1.1μm,由于薄膜中的Al含量较多,使得复合薄膜的表面比DLC薄膜的表面要粗糙一些;通过对复合薄膜表层的XPS分析可知,ID/IG为2.63.由XPS深层剖析可知,DLC/TiAlN薄膜表层结构与DLC薄膜基本相同,里层则与TiAlN薄膜相似.在梯度过渡膜中,复合膜层之间的界面呈现为渐变过程,结合的非常好.DLC/TiAlN薄膜的显微硬度为2030 HV左右.与DLC薄膜显微硬度接近,低于TiAlN薄膜的显微硬度.但是DLC/TiAlN薄膜的耐磨性要好于TiAlN薄膜和DLC薄膜;DLC/TiAlN薄膜的耐腐蚀性能略好于DLC薄膜.     

不同工艺参数下DLC薄膜的应力状态北大核心CSCD

类金刚石(DLC)薄膜制备过程中,容易出现较大应力,从而导致DLC薄膜产生裂纹、破裂甚至脱落,对基底过早失去保护作用,导致光学系统失效,严重影响了DLC薄膜的工作时间和应用领域。基于射频磁控溅射技术,在双面抛光Si(100)基底上,沉积DLC薄膜,制备不同射频功率(250、350、450 W)、不同氩气流量(40、60、80 mL/min)、不同溅射角(30°、60°、90°)下的DLC薄膜,获得不同工艺参数对DLC薄膜应力的影响规律。经过测试结果表明:在相同的基底形状与尺寸下,当射频功率为350 W,氩气流量为60 mL/min,溅射角为90°时,薄膜的应力表现出最小值,为0.85 GPa。     

微波ECR等离子体源离子注入法制备DLC薄膜

用微波ECR等离子体源离子注入(PSⅡ)法，在硅片(100)上制备了类金刚石(DLC)薄膜，工作气体采用CH4气体，研究了不同的气体流量对薄膜的影响。对制备的DLC薄膜，用拉曼光谱、FT-IR光谱、AFM以及纳米压痕等手段对化学成分、化学键结构、表面形貌以及硬度等进行了表征。     

催化条件对SiO2静电自组装薄膜光学性质的影响

用NH3·H2O催化和先后经HCl、NH3·H2O、HCl依次分步催化分别制备了SiO2溶胶.在低折射率的玻璃基片上用静电自组装(electrostatic selfassembly multilayer,ESAM)法制备了聚电介质PDDA与SiO2的光学增透薄膜.研究了制备SiO2溶胶的催化条件对SiO2的光学增透薄膜在可见光区透光特性的影响.用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、X光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)对薄膜进行了组成和结构分析,用721分光光度计测试薄膜的透光性能.结果显示,两种薄膜都使基片的透过率得到大大增加.NH3·H2O催化SiO2溶胶制备的SiO2光学增透膜使基片在波长为520nm处透过率达到99.2%,相对于HCl与NH3·H2O分步催化制备的薄膜强,但薄膜的耐刮伤能力较相对较差.     

金刚石光学薄膜的制备及其在宝钢的应用

化学气相沉积金刚石薄膜是近年来发展很快的一种新材料，着重描述了在减少薄膜的散射从而改善其光学性质方面的工作与成果，并介绍了它作为红外光学增透保护膜在上海宝山钢铁厂的应用。     

Luminescent Properties of Porous Si Passivated by Diamond Film and DLC Film

Surface passivation methods for porous Si (PS) surfaces, i.e., depositing diamond film or diamond-like carbon (DLC) film on PS surfaces, were attempted. Two emission bands, weak blue band and strong red band existed in the PL spectrum of diamond film coated on PS, were discovered by the photoluminescence measurements. The luminescent mechanism and stability were discussed. The results indicated that diamond film may stabilize the PL wavelength and intensity of PS, and therefore could become a promising passivation film of porous Si. The PL properties of PS coated by DLC films, including hydrogenated diamond like carbon (DLC:H) film and nitrogen doped DLC film (DLC:N) were also studied in this paper. The DLC films may stabilize the PL of PS, but the photoluminescent intensity was obviously weaker than that of diamond film coated PS.     

光学薄膜及其发展现状

介绍了传统光学薄膜的原理,并对反光膜、增透膜、纳米光学薄膜等传统光学薄膜的研究现状及应用情况,以及几种新型光学薄膜如高强度激光器、金刚石及类金刚石膜、软X射线多层膜、光电通信用光学薄膜的研究现状及应用进行了详细分析;最后对光学薄膜的发展前景进行了展望。     

铁电薄膜材料及其相关问题研究进展

铁电薄膜材料是目前国际上研究的热点之一.综述了铁电薄膜及其制备技术研究的新进展,介绍铁电薄膜材料的性能及应用,并重点分析了铁电薄膜不同制备技术的优缺点,指出了目前关于铁电薄膜研究中的一些重要问题.     

晶粒尺寸对氧化钒薄膜电学与光学相变特性的影响

采用直流对靶磁控溅射方法制备氧化钒薄膜,通过改变热处理温度获得了具有不同晶粒尺寸的相变特性氧化钒薄膜,对氧化钒薄膜相变过程中电阻和红外光透射率随温度的突变性能进行研究.结果表明:经300℃和360℃热处理后,薄膜内二氧化钒原子分数达到40%,氧化钒薄膜具有绝缘体-金属相变特性,薄膜的晶粒尺寸分别为50nm和100nm;...     

非晶LiSiON薄膜电解质的全固态薄膜锂电池性能

全固态薄膜锂电池(TFLB)是理想的微电子系统电源.目前报道的固态非晶电解质存在离子电导率偏低的问题,限制了TFLB性能的提升.本工作采用磁控溅射法制备了一种新型非晶锂硅氧氮(LiSiON)薄膜用作TFLB的固态电解质.结果表明,优化制备条件后的LiSiON薄膜具有6.3×10–6 S·cm–1的高离子电导率以及超过5...     

离子束辅助薄膜沉积

离子束辅助沉积(IBAD)是在气相沉积的同时辅以离子束轰击的薄膜制备方法，可在低温下合成致密、均匀的薄膜。介绍了IBAD技术的概况，列举了具体应用领域，描述了射频ICP离子源辅助电子束蒸发，最后对IBAD的前景加以评论。     

FePt纳米薄膜研究进展

由于FePt在超高密度磁存储材料方面的广阔应用前景及其局限性,研究人员对FePT薄膜进行了大量的研究及改性.根据国外近期在此领域的研究现状,综述了单相、复相及掺杂FePt薄膜的制备以及对结构和性质的影响.复相或掺杂主要是通过结构的改变来降低L10晶相转变温度和FePt颗粒的大小,通过其耦合作用来影响FePt薄膜的磁学性能,使其成为超高密度存储器材料.     

基于锆钛酸铅薄膜的变形镜微致动器

以锆钛酸铅（PZT）薄膜作为驱动材料,制备了变形镜的微致动器阵列．使用有限元软件对致动器进行了模拟仿真,得到了驱动器上电极尺寸、Si弹性层厚度等参数对致动器性能的影响,获得了最优化的致动器结构．以钙钛矿相的镍酸镧（LNO）作为PZT薄膜在Pt衬底上生长的缓冲层,增强了PZT薄膜的（100）取向,减小了PZT薄膜的内部应力,提高了致动器的驱动性能．最终制备出的1μm厚PZT薄膜驱动的变形镜微致动器,在10V直流电压的激励下,具有2．0μm的变形量．以PZT薄膜作为驱动材料制备的变形镜微致动器阵列,对变形镜致动器的微型化和系统集成度的提高具有重要意义．     

定向介孔薄膜制备的研究进展

定向介孔薄膜是指内部孔道沿着同一方向定向排列的介孔薄膜. 本文就定向介孔薄膜的制备方法特别是近几年内的进展进行了回顾和评述, 按形成介孔薄膜的机理总结出三类制备介孔薄膜的方法, 并且分析了薄膜制备过程中的影响因素, 从薄膜定向性的角度对制备介孔薄膜的研究进行了分析与展望, 提出了今后制备定向介孔薄膜的发展方向和研究热点.     

氧化锌薄膜研究的新进展

ZnO薄膜是一种具有优良的压电、光电、气敏、压敏等性质的材料.ZnO薄膜的制备方法多样,薄膜的性质取决于不同的掺杂组分,并与制备工艺紧密相关.简述了ZnO薄膜的制备方法与基本性质与应用,分析了ZnO薄膜研究、应用与开发现状,展望了产业化发展前景.