用脉冲激光沉积法在Al2O3上沉积类金刚石薄膜

为了研究沉积时间和衬底温度对类金刚石薄膜的影响,在用脉冲激光沉积法在Al2O3衬底上制备类金刚石薄膜的实验中,保持其他实验参数不变,先取沉积时间分别为15 min和40 min来沉积薄膜;再取衬底温度分别30℃和300℃来沉积薄膜.用显微镜观察薄膜是否有起皱现象,用Raman光谱仪检测薄膜的微观结构,用原子力显微镜检测...     

脉冲激光沉积法沉积类金刚石薄膜的实验研究

为了研究脉冲激光沉积法中衬底温度和距离对类金刚石薄膜的影响,首先温度保持在200℃,靶和衬底间的距离分别取25.0mm和30.0mm来沉积类金刚石膜。其次温度保持在400℃,距离分别取25.0mm和30.0mm来沉积类金刚石膜。用Raman光谱仪对薄膜的微观结构进行检测,用原子力显微镜对薄膜的表面形貌进行检测。实验结果表明：距离增加或者温度升高都会导致类金刚石薄膜的密度和sp3/ sp2的比值减小,薄膜中石墨晶粒的数量增多和体积增大。近距离时温度的变化和低温时距离的变化对薄膜微观结构产生的影响更明显。距离和温度的变化对类金刚石薄膜的表面形貌也产生显著的影响。     

激光脉冲能量对类金刚石薄膜及其红外光学特性的影响

为了研究在氮气中激光的脉冲能量对类金刚石薄膜的微结构组成、表面形貌和红外光学特性的影响,在KrF准分子脉冲激光沉积(PLD)类金刚石薄膜的实验中,在沉积腔中充入10-1Pa氮气并保持其他实验参数不变,脉冲能量分别取120 mJ和150 mJ来沉积类金刚石薄膜。用拉曼光谱仪和X射线光电子能谱仪(XPS)对类金刚石薄膜的微结构与组成进行检测分析;用原子力显微镜(AFM)对薄膜的表面形貌进行检测分析;用傅里叶变换红外光谱仪对类金刚石薄膜和硅衬底的红外光透射谱进行检测分析。实验结果表明,脉冲能量从120 mJ增加到150 mJ导致类金刚石薄膜中的氮含量和sp3键含量增加,C-O,C=O和O的含量减少,石墨晶粒的数量减少、尺寸变小,薄膜表面的粗糙度显著降低。同时,脉冲能量增加导致类金刚石薄膜对红外光的增透作用减弱,增透范围变窄。     

脉冲激光沉积类金刚石膜和细胞相容性研究

为了解决机械瓣膜的凝血问题,在相同的实验条件下,用脉冲激光沉积(PLD)法在机械瓣膜,Al2O3,316 L不锈钢和Si衬底上沉积类金刚石(DLC)膜.结果表明类金刚石膜与机械瓣膜之间的黏附性最好,用拉曼光谱仪(Raman),X射线光电子能谱仪(XPS)和原子力显微镜(AFM)对机械瓣膜上的类金刚石膜进行检测,然后把人脐带静脉血管内皮细胞(HUVEC)种植在类金刚石膜的表面并进行体外培养.结果表明,Raman光谱的D峰出现在1341.66 cm-1处.G峰出现在1528.17 cm-1处.薄膜中sp3的含量达到21.45%.平均粗糙度为26.4 nm.血管内皮细胞能够正常生长、增殖并融合成片,因此可以实现机械瓣膜表面的血管内皮化,达到抗凝的目的.     

灯丝温度对生长金刚石薄膜的影响

用热丝化学气相沉积法在Si（110）和钛合金衬底上淀积了金刚石薄膜。借助扫描电镜、喇曼光谱和X射线衍射等分析手段，研究了灯丝温度和衬底表面预处理对合成金刚石薄膜的影响。灯丝温度超过2300℃时，金刚石薄膜中含有多晶碳化钨；灯丝温度在1500～1800℃之间时，非金刚石碳相的含量增加。经预淀积类金刚石薄膜后，金刚石薄膜的形核密度大于机械抛光的形核密度。     

衬底温度对ScAlN薄膜结构及电阻率的影响

采用直流反应磁控溅射法、利用ScAl合金靶（含Sc质量分数10%）制备了一系列不同衬底温度的Sc掺杂AlN（ScAlN）薄膜。利用X线衍射仪、原子力显微镜和铁电测试仪的电流 电压(I V)模块研究了衬底温度对薄膜微观结构、表面形貌及电阻率的影响。结果表明,随着衬底温度升高,薄膜的（002）择优取向愈发明显,在650 ℃时达到最佳;薄膜的表面粗糙度随着衬底温度的升高而减小,在650 ℃、700 ℃时分别达到3.064 nm和2.804 nm,但当温度达到700 ℃时,薄膜表面局部开裂,因此,650 ℃为获得最佳结晶质量薄膜的适当温度。ScAlN薄膜电阻率随制备时衬底温度呈先增大后减小的趋势。     

营养治疗对门诊血液透析患者的作用

利用中频磁控反应溅射技术在玻璃衬底上制备氮化铝(AlN)薄膜,并经退火处理.利用X-衍射和原子力显微镜分析了AlN薄膜的结构及表面形貌.结果表明,衬底温度和退火工艺对AlN薄膜的结构和表面形貌有重要影响.研究表明,衬底温度为230 ℃时,AlN薄膜的表面粗糙度最小,退火能减小AlN薄膜表面粗糙度.     

铜薄膜的直流磁控溅射制备与表征

根据薄膜的形成机理,用直流磁控溅射方法制备出了表面结构平滑、致密的Cu薄膜.实验中,采用纯度＞99.9%的铜靶,工作气压保持在2.7 Pa不变,玻璃衬底温度随环境温度变化.用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)研究了薄膜的织构、晶粒尺寸和表面形貌.结果表明,随着溅射功率增大,薄膜织构减弱;溅射功率增大和溅射时间增加均可使薄膜的晶粒尺寸增大,在溅射功率≤100 W时获得的薄膜晶粒细小,有裂纹缺陷;溅射功率为150 W,溅射时间为30 min时,薄膜表面结构平滑、致密,晶粒尺寸相对较大.须进一步改进工艺参数,如衬底温度等,从而制备出表面结构平滑、致密、晶粒细小的薄膜.     

用脉冲激光沉积方法制备的ZnO薄膜的结构及光致发光特性

在从室温到800℃的温度范围内,用脉冲激光沉积方法在Al₂O₃（0001）衬底上制备了ZnO薄膜。采用X射线衍射仪、原子力显微镜以及荧光光谱仪分别研究了衬底温度对ZnO薄膜表面形貌、结晶质量和光致发光特性的影响。X射线衍射仪和原子力显微镜的结果表明,当衬底温度从室温升高到400℃时,ZnO薄膜的结构及结晶质量逐渐提高,而当衬底温度超过400℃时,其结构和结晶质量变差;在400℃下生长的ZnO薄膜具有最佳的表面形貌和结晶质量。室温光致发光的测量结果表明,400℃下生长的ZnO薄膜的紫外发光强度最强,且发光波长最短（386 nm）。     

AIB用于改进PLD沉积在机械瓣膜上的类金刚石膜的质量

用脉冲激光沉积(PLD)法在热解C制作的人工心脏机械瓣膜上沉积类金刚石(DLC)薄膜,并用3KeV的氩离子轰击(AIB)DLC薄膜。采用拉曼(Raman)光谱和X射线光电子能谱(XPS)分别对AIB前后的DLC薄膜进行检测分析,用光学显微镜观察AIB前后的DLC薄膜表面。实验结果表明:AIB不影响薄膜的黏附性。但是可以在一定程度上导致薄膜微观结构的变化和sp3/sp2比值的提高,可以在薄膜中掺杂微量的Ar元素,可以有效消除薄膜表面吸附的O,但对薄膜中C-O、C=O和COOH的影响较小。因此,离子轰击法可以作为一种改进类金刚石薄膜质量的方法。     

脉冲激光沉积类金刚石膜和生物相容性

类金刚石膜具有很高的硬度、很小的摩擦系数、很高的化学稳定性和很好的生物相容性,在生物医学领域中具有巨大的应用价值。首先,论述了类金刚石薄膜的微观结构、物理化学特性和生物相容性以及它们之间的相互联系。总结了脉冲激光沉积类金刚石薄膜过程中实验参数对类金刚石薄膜的微观结构和特性的影响。为类金刚石薄膜的研究与生物医学应用提供一个参考。     

热处理对脉冲激光沉积羟基磷灰石薄膜组织和性能的影响

利用脉冲激光沉积技术在Ti6Al4V(TC4)合金表面制备了羟基磷灰石(HA)薄膜,研究了退火温度对薄膜组织和性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)等分析手段对热处理前后薄膜的表面形貌、成分和组织结构进行了分析;采用轮廓仪、接触角测量仪分别对热处理前后薄膜的表面粗糙度和润湿性进行了测量。实验结果表明,利用脉冲激光沉积技术制备的HA薄膜致密、无缺陷,主要由非晶相组成。热处理后的薄膜结晶度提高、表面粗糙度增大,Ca/P比更接近于HA,具有更好的表面亲水性。但是过高的热处理温度(700℃)会导致薄膜中微裂纹的出现。     

磁镜场在直接耦合式微波等离子体化学气相沉积金刚石膜制备装置中的应用

在直接耦合式微波等离子体化学气相沉积金刚石膜装置的石英管反应腔加上磁镜场来更好地约束等离子体,使等离子体球成为“碟盘”状,提高了等离子体球的密度,在基本参数：反应压力2．5kPa、基片温度450℃、气体流量为Ar：40sccm、CH4：4sccm、Hz：60sccm不变的情况下,沉积面积直径由30mm增长到50mm,沉积速度由3．3μm／h增长到3．8μm／h,最大反射电流由15μA减小5μA。从而大大减少了在石英管壁和观察窗的沉积,有效利用微波能量电离出更多的活性基团沉积出高质量的（类）金刚石薄膜。     

金刚石薄膜的形成及其场发射特性研究

研究了金刚石聚晶碳膜的生长过程,以及不同生长阶段碳膜的场发射性能。通过磁控溅射法在陶瓷上镀一层金属钛作为制备碳膜的衬底,将衬底放入微波等离子体化学气相沉积腔中,经过不同的沉积时间制备出一系列的碳膜。利用SEM、Raman光谱仪、X射线衍射仪等仪器,对碳膜进行了形貌与成分分析,最后利用二极结构场发射装置,测试了碳膜的场发射性能。着重讨论了金刚石聚晶碳膜生长过程中的变化,并且对金刚石聚晶碳膜的场发射机理进行了深入研究。     

金刚石膜表面微结构红外增透性能研究

CVD金刚石是一种性能优异的红外光学窗口材料，但其在红外波段的理论透过率仅能实现约71%。通过表面亚波长结构设计可进一步增强CVD金刚石膜的光学透过性能。该研究首先通过理论模拟，建立了金刚石微结构特征与光学增透之间的定量关系。基于此为指导，探讨了在具有微结构硅片表面，采用MPCVD方法复制生长出具有微结构的金刚石自支撑光学级薄膜，用于提升金刚石膜在红外波段的透过率。采用扫描电镜（SEM）观察了原始硅片和金刚石表面及微结构形貌，通过拉曼散射光谱评估了金刚石的生长质量及形核层影响，采用红外光谱仪测试了金刚石红外透过率。结果显示，单面构筑微结构后，金刚石膜在8~12 μm波段的透过率可从70%提升至76%，说明表面微结构能显著提升金刚石膜的光学透过性能。非金刚石形核层以及表面微结构的完整性不足可能是导致实验结果与理论模拟结果具有一定偏差的主要原因。     

退火温度对纳米TiO2薄膜微结构的影响

利用XRD、IR、UV-VIS、AFM、XPS等手段,研究了退火温度对溶胶–凝胶法制备的纳米TiO2薄膜微结构和表面形貌的影响。450~600℃退火处理的薄膜呈锐钛矿和金红石型混晶结构,700℃退火后为纯金红石相;水峰的吸收峰消失在300~500℃之间,至500℃有机基团完全消失,薄膜表面主要有C,Ti,O三种元素;改变退火温度,可以使薄膜的禁带宽度在3.26~3.58eV之间变化,可以在一定范围内,获得不同折射率的TiO2纳米薄膜;薄膜的表面粗糙度(RMS)为2~3nm。     

Influence of Bias-Enhanced Nucleation on Thermal Conductance Through Chemical Vapor Deposited Diamond Films

This work describes an experimental study of the cross-plane thermal conductance of plasma-enhanced chemical vapor deposited (PECVD) diamond films grown as a result of bias-enhanced nucleation (BEN). The diamond films are grown on silicon wafers using a two-step process in which a nucleation layer of amorphous or diamond like (DLC) carbon is first deposited on the silicon under the influence of a voltage bias. Then, conditions are adjusted to allow for polycrystalline diamond (PD) growth. The nucleation layer is essential for seeding diamond growth on smooth substrates and for optimizing PD properties such as grain size, orientation, transparency, adhesion, and roughness. A photoacoustic (PA) technique is employed to measure the thermal conductivities of and the thermal interface resistances between the layers in the diamond film structure. The influence of nucleation layers that are 70, 240, 400, and 650 nm thick on the thermal conductance of the diamond film structure is characterized. The thermal conductivity of the nucleation layer exhibits a thickness dependence for relatively thin layers. For each sample, the thermal conductivity of the PD is higher than 500 Wldrm^-1K^-1 (measurement sensitivity limit). A resistive network for the diamond film structure is developed. The resistance at the silicon/nucleation interface is less than 10^-9m²ldrKldrW^-1 (measurement sensitivity limit), which is of the order of theoretical predictions. The minimum diamond film structure resistance occurs when the nucleation layer is thinnest. When the nucleation layer is sufficiently thick, it begins to exhibit bulk behavior, and the resistance at the nucleation/PD interface dominates the thermal resistance of the diamond film structure.     

离子束溅射氧化钽薄膜光学特性的热处理效应

主要研究了离子束溅射制备的氧化钽薄膜在大气氛围下热处理对其光学特性的影响规律。实验中热处理温度范围的选择为150~550℃,间隔为200℃。研究中分别采用介电常数的Cody-Lorentz色散模型和振子模型对氧化钽薄膜的能带特性（1~4 eV）和红外波段（400~4 000 cm-1）的微结构振动特性进行了表征。研究结果表明,在150℃和350℃之间出现热处理温度转折点,即热处理温度高于此值时消光系数增加。Urbach能量的变化与消光系数趋势相同,而禁带宽度的变化与消光系数恰好相反。通过红外微结构振动特性分析,薄膜中仍存在亚氧化物的化学计量缺陷。