深振荡磁控溅射的脉冲放电特性

深振荡磁控溅射（Deep Oscillation Magnetron Sputtering, DOMS）通过一系列调制的电压微脉冲振荡波形,能够实现完全消除电弧放电和靶材近全离化,实现高密度、低离子能量和高束流密度的等离子体沉积．本文综述了DOMS的技术原理和深振荡脉冲放电特性对等离子体离子种类、离子能量的时空演化过程的影响,结果表明,DOMS脉冲参数对靶离化过程的影响遵循电压-时间演变规律,靶离化过程为随短脉冲电压振荡的阶段性离化．      

射频溅射功率密度对Ga:ZnO透明导电薄膜性能的影响

室温下利用射频磁控溅射法在石英玻璃衬底上制备了掺Ga氧化锌(Ga:ZnO)多晶透明导电薄膜.通过改变磁控溅射生长过程中的溅射功率密度和靶基距,研究了多晶薄膜的透明导电性能与生长参数的相互影响关系.研究结果表明:当溅射时间相同时,随溅射功率密度的增加和靶基距的减小,Ga:ZnO薄膜的厚度增加,从而导致了薄膜导电率升高;当溅射功率密度为5.3W/cm2、靶基距为5cm时,Ga:ZnO薄膜的最小电阻率达到3.1×10-4Ω·cm.透光率测试结果表明:当溅射功率密度增加时,Ga:ZnO薄膜中紫外光学吸收发生了红移;增加溅射功率密度会造成薄膜中掺杂缺陷密度增加,产生禁带之间Urbach带尾能级吸收效应;GaZnO薄膜在可见光范围中的平均透光率大于80%.     

磁控溅射靶源设计及溅射工艺研究

设计制作了方便实用的圆形直流平面磁控溅射靶源;用ＣＴ—５型高斯计测量铝靶面上的磁场分布,给出靶电压和靶电流随溅射氩气压（３．０×１０－１～９．０×１０－１Ｐａ）的变化曲线和３种不同气压（１．０,０．６,０．２Ｐａ）下的伏安特性曲线;在玻璃基体上制备了高纯铝、铜和钛膜．结果表明,该靶源可得到最佳磁场分布,且结构简单、更换靶材方便、溅射电压和气压低、成膜速度快、基体温升低．     

退火温度对CoCrPt/Ag纳米颗粒膜的影响

在室温下,应用磁控溅射法制备了CoCrPt(25 nm)/Ag(40 nm)纳米颗粒薄膜,随后进行了退火.CoCrPt靶和Ag靶分别采用射频溅射和直流对靶溅射模式.用振动样品磁强计(VSM)研究了Ag衬底层对CoCrPt磁特性的影响,发现650℃退火后的样品,矫顽力达到最大.扫描探针显微镜(SPM)观测显示颗粒的尺寸随退火温度的升高而增加;X射线衍射(XRD)图样表明,样品具有六角密积结构.     

磁控溅射制备TiO2光催化薄膜工艺条件的优化

采用正交实验设计法优化了玻璃基片表面磁控溅射制备TiO2光催化活性薄膜的工艺条件，以罗丹明B的降解率作为薄膜光催化性的评价标准．结果表明：所考察的因素对薄膜光催化性能的影响次序是靶基距〉基片温度〉溅射气压〉溅射功率〉氧氩比和靶基距的交互作用〉氧氩比；所得优化条件为：功率155W，靶基距85mm,气压1．2Pa，氧氩比1：10，基片温度550℃.     

射频溅射法制备氟碳高分子膜的泛黄问题研究

为改善射频溅射法制备的防水透湿涂层的外观和拒水性，对涤纶织物基底上的溅射氟碳高分子膜的泛黄问题进行了研究，采用颜色光学中测定色差的方法对泛黄程度作了定量测试，得出不同功率、工作压力和靶距与膜的泛黄程度间的关系，测试结果表明，泛黄程度随着溅射功率的增加而增加，随着工作压力的增加而减小。     

磁控溅射工艺参数对涤纶织物结构色出色效果的影响

采用射频磁控溅射法,在涤纶平纹白坯布上溅射2SiO、2TiO周期薄膜成功制备出了织物结构色.利用场发射扫描电镜和超景深三维显微镜对织物结构色的表面形貌和出色效果进行表征,并用分光光度计测量镀膜前后织物的色度差,同时,应用宏观角分辨光谱仪R1测得织物的多角度反射和散射光谱图,以精确量化描述织物结构色.通过改变溅射工艺,探究了靶基距、溅射周期、气体流量、工作气压和溅射功率等5个不同的溅射工艺参数对织物结构色出色效果的影响,结果发现:当靶基距40mm,工作气压5Pa,气体流量15sccm,溅射周期3个周期以上,溅射功率84W以上时,织物表面已出色明显,且小范围内调整溅射功率和测射周期对出色效果的影响不大.靶基距和工作气压对出色效果的影响比较明显,在实验设置的溅射气氛中,工作气压为3Pa,靶基距为30mm时出色效果最好.     

二极管反向饱和电流的实验研究

利用直流复射式检流计代替电流表测量电流,采用分压式二极管反向饱和电流测试电路测量电压,对二极管反向饱和电流的测量与二极管反向饱和电流随温度变化之间的关系进行了实验研究。利用直流复射式检流计提高了测量精度,采用分压式二极管反向饱和电流测试电路便于控制电压的变化,可以更细微地观察反向电流的变化,从而较准确测得反向饱和电流值。     

弱磁场中辉光放电等离子体参数诊断

利用静电探针对弱磁场中直流辉光放电等离子体参数进行了诊断,测量了等离子体的密度和温度．结果表明,离子密度随放电电流的增加而增加,随气压的升高而升高;电子温度随放电电流的增加而增加,随气压的升高而降低;在磁场中,离子密度随磁场的增强而增大,电子温度随磁场的增加而减小．实验结果与理论计算结果基本趋势相一致．     

反应磁控溅射离子镀TiN膜的工艺参数

为改进反应磁控溅射离子镀氮化钛膜工艺,提高溅射速率和改善薄膜质量,本实俭测得了靶极电压与氮气流量;靶极电流与氮气流量;溅射室内气体压强与氮气流量;氮化钛膜的颜色与氮分压;靶极功率与氩气分压强的关系,以及薄膜层中氮含量、钛含量沿薄膜表面的分布。探讨了影响镀膜的主要工艺参数。     

辅助离子束对孪生磁场中频反应溅射等离子体特性的影响

 在自行研制的离子束辅助孪生磁场中频反应溅射设备中制备光学氧化钛薄膜,利用郎缪尔静电探针研究等离子特性变化,同时测定基片表面的伏安（I-V）特性。结果表明,随离子束功率密度不断提高,等离子体电子密度不断增加,悬浮负电位绝对值减小,溅射阴极电压下降;基片表面经历从富电子向富阳离子转变,基片正电位不断提高;辅助离子束为109 W时,基片表面处于电中性等离子体平衡态。     

铜膜制备过程中辉光等离子体的双探针诊断

采用Langmuir双探针技术对氩气环境下射频磁控溅射铜薄膜过程中产生的辉光等离子体进行了实时诊断.结果表明,在一定的射频功率下,电子温度随气压的增大呈指数衰减的趋势变化;在一定的反应气压下,电子温度和电子密度随射频功率的增大均呈线性增加的趋势.电子的运动速度数量级为106 m/s.比离子的运动速度大3个数量级.     

掺铝氧化锌(AZO)薄膜制备及结合机理探索

利用射频磁控溅射法以ZnO:Al2O3陶瓷靶材为源在丙纶非织造布上制备了AZO薄膜.采用扫描电镜(SEM)分析溅射时间对薄膜微结构的影响.结合能谱分析仪(EDX)对薄膜成分进行分析表征.分析探讨了在丙纶非织造布上溅射沉积纳米薄膜与基材的结合机理.结果表明:随着溅射时间的延长,薄膜的均匀性致密性越来越好;溅射得到的纳米薄膜元素的特征峰明显,纯度高;薄膜与基材之问结合是物理、化学等多种力共同作用的结果.     

V型沟槽Si衬底上SrTiO_3薄膜制备

在单晶Si(100)衬底以及经过改型处理的侧壁为Si(110)"V"型沟槽衬底上,分别采用液相沉积(LPD)和射频磁控溅射法(RF magnetron sputtering)制备了SrTiO3(STO)薄膜.通过对沉积溶液的温度、衬底的表面处理方法、衬底的放置方式以及热处理工艺的优化,研究了利用LPD法制备具有较为致密均匀的STO薄膜的条件;通过对溅射功率、溅射气压、衬底温度以及退火温度等具体参数的优化,研究了利用射频磁控溅射法在较低的衬底温度下制备具有一定取向的STO薄膜的条件.结果表明,射频磁控溅射法制备的STO薄膜在结晶状态、择优取向和表面形貌优于液相沉积.     

退火温度对MnZn铁氧体薄膜性能的影响

采用射频磁控溅射法在Si(111)基片上沉积了MnZn铁氧体薄膜,用X射线衍射仪(XRD)分析薄膜的物相结构,用振动样品磁强计(VSM)测量薄膜面内饱和磁化强度Ms和矫顽力Hc。结果表明:随着退火温度的升高,MnZn铁氧体薄膜的X射线衍射峰强度逐渐增强,且主峰逐渐由(311)峰变为(222)峰,沿(111)面取向生长明显。薄膜的饱和磁化强度和矫顽力均随着退火温度的升高而升高。     

射频反应磁控溅射制备氧化铬薄膜技术及性能

研究了采用射频反应溅射方法制备氧化铬耐磨镀层的技术和薄膜的性能.结果表明,采用金属靶材进行射频反应溅射时,由于靶材与反应气体的反应,会出现两种溅射模式,即金属态溅射和非金属态溅射,非金属态溅射模式的沉积速率很低.氧化铬薄膜的硬度主要决定于薄膜中Cr2O3含量,在供氧量不足时会生成低硬度的CrO,制备高硬度氧化铬薄膜需要采用尽可能高的氧流量进行溅射.采用在基片附近局域供氧,可以实现高溅射速率下制备出高硬度的氧化铬薄膜.     

衬底温度和溅射功率对AZO薄膜性能的影响

采用RF磁控溅射法在载玻片上制备了可用于电极材料的掺Al氧化锌(AZO)透明导电薄膜,并对不同衬底温度和溅射功率下制备的AZO薄膜结构、光电性能进行了表征分析.结果表明:各种工艺条件下沉积的AZO薄膜均具有明显的(002)择优取向,没有改变ZnO六方纤锌矿结构;薄膜电阻率随衬底温度升高而减小,随溅射功率增加先减小后增大,衬底温度400℃、溅射功率200W时最小,为1.53×10-5Ω.m;可见光平均透射率均在80%以上,光学带隙与载流子浓度变化趋势一致,最大值为3.52eV.     

铝掺杂氧化锌薄膜的光学性能及其微结构研究

以氧化铝(Al2O3)掺杂的氧化锌(Zn O)陶瓷靶作为溅射靶材,采用射频磁控溅射工艺在玻璃基片上制备了具有c轴择优取向的铝掺杂氧化锌(Zn O:Al)薄膜样品.通过可见-紫外光分光光度计和X射线衍射仪的测试表征,研究了生长温度对薄膜光学性能及其微结构的影响.实验结果表明:薄膜性能和微观结构与生长温度密切相关.随着生长温度的升高,样品的可见光平均透过率、(002)择优取向程度和晶粒尺寸均呈非单调变化,生长温度为640 K的样品具有最好的透光性能和晶体质量.同时薄膜样品的折射率均表现为正常色散特性,其光学能隙随生长温度升高而单调增大.与未掺杂Zn O块材的能隙相比,所有Zn O:Al薄膜样品的直接光学能隙均变宽.     

基片温度对ZnO薄膜结构和发光性能的影响

采用对靶直流反应磁控溅射方法,在不同温度的Si (100)基片上制备了一系列的ZnO薄膜.利用X射线衍射仪和荧光分光分度计对ZnO薄膜的结构和发光性能进行了研究.结果表明:所有的ZnO薄膜都具有六角纤锌矿结构,且都表现出了(002)织构.随基片温度增加,ZnO薄膜结晶质量提高,其颗粒尺寸单调增加,并且薄膜应力状态发生改变,由压应力转变为拉应力.同时光致发光谱实验结果表明:室温沉积的ZnO薄膜出现了365 nm和389 nm的紫外双峰,并且出现了弱的蓝光发射带.随着基片温度升高到350℃,365 nm附近的紫外峰红移到373 nm,并且强度增强,而389 nm处的紫外峰强度明显减弱.当基片温度增加到500℃时,373 nm的发光峰强度减弱并蓝移到366 nm处,蓝光带强度减弱并红移到430 nm～475 nm处,并且出现了396 nm的近紫峰.     

基底温度对Ti/TiN薄膜内应力的影响研究

摘要：采用反应直流磁控溅射法,在硅基底上制备了一系列不同结构的Ti/TiN多层薄膜。采用X射线衍射仪（XRD）对薄膜物相进行了分析,研究了溅射沉积过程中基底温度对周期薄膜结构及内应力的影响.结果表明：多层薄膜中的Ti出现（101）面,TiN的（200）面衍射峰强度在基底温度为600℃时为最高。随着衬底温度的升高,薄膜内部的压应力逐渐减小,当基底温度在600℃时,薄膜内应力最小。