金属过渡层增强金刚石薄膜场发射性能的机理研究

以金属钛和钨为过渡层,采用PE-HFCVD法在硅基上制备金刚石薄膜,并对薄膜的场发射特性分析研究。结果表明,金属过渡层对金刚石薄膜场发射性能有显著的增强作用。以金属钨为过渡层时,金刚石薄膜的场发射开启场强为5.4 V/μm,比无过渡层降低了44%;场发射电流密度在电场强度为8.9 V/μm时达到1.48 mA/cm₂。通过对薄膜的结构表征知,场发射性能的增强主要与界面处电子运输势垒的降低及薄膜中sp₂ C含量的增加有关,在界面处及金刚石膜内形成良好的导电通道,使电子更容易运输至薄膜表面,从而表现出优异的场发射性能。     

空间太阳电池玻璃盖板表面超薄ITO防静电层的设计及制备工艺

ITO/MgF2复合薄膜既具有较好的表面导电性能又具有较高的透过率,可应用于空间太阳电池玻璃盖板表面。文章主要对ITO/MgF2复合薄膜中表层的超薄ITO薄膜进行了研究。利用TFCalc软件模拟了ITO薄膜厚度对ITO/MgF2复合薄膜光学性能的影响,根据模拟结果采用电子束蒸发法在衬底上依次沉积MgF2薄膜和氧化铟锡(ITO)薄膜,研究了ITO薄膜工艺参数(沉积速率、沉积温度和工作气压)和ITO薄膜厚度对ITO/MgF2复合薄膜光电性能及微观结构的影响。当ITO薄膜沉积速率为0.05nm/s、沉积温度为400℃、工作气压为2.3×10~(-2) Pa、厚度为10nm时,表层ITO薄膜基本连续,其方块电阻(1.94kΩ/)已符合设计需求,ITO/MgF2复合薄膜在可见光区间(400~800nm)的平均透过率达到89.00%。     

W-Cu薄膜沉积初期亚稳态固溶体形成机制

采用直流双靶磁控溅射共沉积的方法制备了W含量为75%(原子分数)的W-Cu薄膜,并通过EDS、XRD、SEM、TEM等对W-Cu薄膜沉积初期的微观形貌及组织结构进行了表征和分析。结果表明,沉积初期,随着沉积时间延长,W-Cu薄膜有逐渐晶化的趋势,并形成了W(Cu)基亚稳态固溶体,且Cu在W中的固溶度逐渐增加。沉积10s时薄膜呈长程无序、短程有序的非晶态,局部有由于靶材粒子扩散不充分而形成的小于5nm的W、Cu纳米晶;20s时局部纳米晶消失但晶化程度升高;30s时晶化显著。沉积初期W-Cu薄膜随沉积时间延长逐渐晶化的原因是沉积过程中高能量的原子或原子团与已沉积的原子碰撞,传递能量,促进原子进一步扩散,克服了薄膜的晶化形成能,从而形成了亚稳态的W(Cu)固溶体。     

低孔隙率阳极氧化铝膜的制备及其高绝缘特性

采用恒流阳极氧化法,制备出低孔隙率高绝缘特性的阳极氧化铝膜(AAO膜),研究乙二醇(EG)对AAO膜显微结构及其绝缘性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及绝缘性能测试仪对AAO膜的物相组成、显微形貌及其绝缘性能进行测试表征。结果表明,当EG体积分数为40%时,可获得孔隙率为1.0%的AAO膜,此时AAO膜绝缘电阻率达到最高值5.4×10~(13)Ω×cm;当EG体积分数为50%时,AAO膜的击穿场强达到最优值44.8 V/μm。草酸电解液中添加有机物EG可极大地降低AAO膜多孔层孔隙率,提高阻挡层厚度,大幅度提升AAO膜的绝缘性能。