热处理对离子束溅射Ta_2O_5薄膜特性的影响

利用离子束溅射沉积技术制备了Ta2O5薄膜,在100~600℃的大气氛围中对其进行热处理(步进温度为100℃),并对热处理后样品的光学常数(折射率、折射率非均匀性、消光系数和物理厚度)、应力、晶向和表面形貌进行了研究。研究显示,随着热处理温度增加,薄膜折射率整体呈下降趋势,折射率非均匀性和物理厚度呈增加趋势,结果有效地改善了薄膜的消光系数和应力,但薄膜的晶向和表面形貌均未出现明显的变化。结果表明:热处理可以有效改变薄膜特性,但需要根据Ta2O5薄膜具体应用综合选择最优的热处理温度。本文对离子束溅射Ta2O5薄膜的热处理参数选择具有指导意义。     

离子束溅射制备SiO2薄膜的折射率与应力调整

基于正交试验方法,系统研究了用离子束溅射法制备SiO2薄膜其折射率、应力与工艺参数(基板温度、离子束压、离子束流和氧气流量)之间的关联性.使用分光光度计和椭圆偏振仪测量SiO2薄膜透过率光谱和反射椭偏特性,利用全光谱反演计算法获得薄膜的折射率,通过测量基底镀膜前后的表面变形量得到SiO2薄膜的应力.实验结果表明,工艺参数对薄膜折射率影响权重从大到小依次为氧气流量、基板温度、离子束流和离子束压,前三者对折射率影响的可信概率分别为87.03％、71.98％和69.53％;对SiO2薄膜应力影响权重从大到小依次为基板温度、离子束压、氧气流量和离子束流,前三者对应力影响的可信概率分别为95.62％、48.49％和37.88％.得到的结果表明,制备低折射率SiO2薄膜应选择高氧气流量、低基板温度和低离子束流;制备低应力SiO2薄膜应选择低基板温度和高氧气流量.     

磁控溅射法制备的五氧化二钒薄膜光电特性

利用射频磁控溅射方法,选取溅射时间为15,25,30和45min,在蓝宝石衬底上沉积了V2O5薄膜。研究了其他实验参量不变,溅射时间不同对薄膜结构、薄膜厚度、表面形貌、电学及光学性能的影响。实验结果表明,制备出的薄膜为单一组分的V2O5薄膜,其在(001)面有明显的择优取向。随着溅身时间的增加,结晶性能逐渐变强,晶粒尺寸也逐渐变大,而表面粗糙度值会逐渐降低;在晶体结构完整的基础上,随着溅射时间的增加,相变温度和经历的温度范围会逐渐增加,电学突变性能会降低。测试了薄膜在中红外波段的高低温透过率,结果显示:当膜厚为350nm,波长为5μm时,薄膜的透过率从25℃时的81%变为300℃的7%,变化幅度可达74%;所有薄膜相变前后透过率的比值均为9~13,表现出了非常突出的光学开关特性。     

用紫外-可见光谱仪研究玻璃基掺氮二氧化钛薄膜的沉积速率和光学带隙

用紫外-可见光谱仪研究了不同溅射功率下磁控溅射法在玻璃基上沉积掺氮二氧化钛膜的沉积速率和光学带隙。结果表明，随着溅射功率的增加，薄膜的沉积速率增加，吸收边波长红移，薄膜的光学带隙宽度减小。热处理温度对不掺氮二氧化钛薄膜的吸收边和光学带隙的影响较小。     

热处理对V_2O_5薄膜的结构及光学性能的影响

用射频平面磁控溅射法在 Ar/O2 气氛中溅射 V2 O5粉末靶制得 V2 O5薄膜 ,然后在大气中对样品薄膜作 2 5 0℃～ 40 0℃的热处理试验。用 XRD分析表明薄膜随着热处理温度的升高 ,除了晶粒尺寸不断长大以外 ,薄膜的组分也在发生不断的变化 ,在低温下处理时出现的某些结构在高温处理后消失 ,同样在高温下处理后也出现了一些低温下没有出现的新结构。这种结构变化导致在 30 0℃以下的温度处理后的薄膜在可见光和近红外波段都有异常大的吸收 ;在 35 0℃以上的温度处理后的薄膜在可见光和近红外波段的吸收显著地减小。     

热处理对V2O5薄膜的结构及光学性能的影响

用射频平面磁控溅射法在Ar/O2气氛中溅射V2O5粉末靶制得V2O5薄膜,然后在大气中对样品薄膜作250℃～400℃的热处理试验.用XRD分析表明薄膜随着热处理温度的升高,除了晶粒尺寸不断长大以外,薄膜的组分也在发生不断的变化,在低温下处理时出现的某些结构在高温处理后消失,同样在高温下处理后也出现了一些低温下没有出现的新结构.这种结构变化导致在300℃以下的温度处理后的薄膜在可见光和近红外波段都有异常大的吸收;在350℃以上的温度处理后的薄膜在可见光和近红外波段的吸收显著地减小.     

HfO2薄膜的离子束刻蚀特性研究

实验研究了HfO₂薄膜特性以及掩模材料AZ1350以Ar为工作气体下的离子束的刻蚀特性.给出了离子能量、离子束流密度和离子束入射角等因素与刻蚀速率的关系曲线,用最小二乘法拟合了上述因素与刻蚀斜率的函数关系方程;分析了光刻胶和基片在刻蚀过程中随刻蚀深度的变化对图形转移精度的影响,用AFM的Tapping模式测量了刻蚀前后HfO₂薄膜表面质量的变化.结果表明刻蚀速率与离子能量的平方根,及速流密度成正比,并随离子束入射角变化而变化;与刻蚀前相比,刻蚀工艺降低了因HfO₂薄膜刻蚀深度的增加引起图形转移精度下降,因此提高刻蚀选择比是获得高分辨率图形的前提.研究结果已应用到了在HfO₂/SiO₂多层膜衍射光栅的制作中.     

FeAl/Al2O3阻氚涂层表面Al2O3薄膜形成机制与低温制备技术的研究进展

应用基体渗铝+选择性氧化法制备由FeAl合金过渡层及其表面Al_2O_3薄膜组成的FeAl/Al_2O_3阻氚涂层是当前防氚渗透技术的首选,Al_2O_3薄膜是决定FeAl/Al_2O_3阻氚涂层服役性能的关键。综述了FeAl合金及其涂层的表面氧化行为,包括铝的选择性氧化、氧化热力学和动力学行为以及氧化机制,介绍了基体元素对Al_2O_3薄膜形成和结构的影响以及阻氚涂层表面Al_2O_3薄膜低温制备技术的研究进展,展望了FeAl/Al_2O_3阻氚涂层的未来研究方向。     

钨镍共掺杂V2O5薄膜的光电特性研究

利用溶胶–凝胶旋涂法和后退火工艺在FTO导电玻璃上制备了钨镍共掺杂V₂O₅薄膜,研究了薄膜在不同温度和不同偏压下的光电特性和相变特性。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM） 和X射线光电子能谱仪（XPS） 测试了钨镍共掺杂V₂O₅薄膜的晶体结构、表面形貌和组分,分析了不同钨镍共掺杂浓度对V₂O₅薄膜相变光电特性的影响。结果表明,当钨和镍的掺杂质量分数分别为3 %和1.5 %时,钨镍共掺杂的V₂O₅薄膜的相变温度为218.5 ℃,在可见光范围内有较高的透过率,在近红外1310 nm波长处的光学透过率达48.83%,与未掺杂V₂O₅薄膜的光学透过率相比提高了10.29%,薄膜电阻降低了30.53%,热致回线宽度收窄为15 ℃,说明钨镍共掺杂的V₂O₅薄膜具有良好的可逆相变光电特性,有望在新型光电器件领域得到较好的应用。     

Growth and characterization of V2O5 thin film on conductive electrode

Vanadium pentoxide V₂O₅ thin films were grown at room temperature on ITO coated glass substrates by electrochemical deposition. The resulting films were annealed at 300, 400 and 500°C for 1 h in ambient environment. The effect of heat treatment on the films properties such as surface morphology, crystal structure, optical absorption and photoluminescence were investigated. The x‐ray diffraction study showed that the films are well crystallized with temperatures. Strong reflection from plane (400) indicated the film's preferred growth orientation. The V₂O₅ films are found to be highly transparent across the visible spectrum and the measured photoluminescence quenching suggested the film's potential application in OPV device fabrication.     

退火对真空蒸发Ti3O5制备光学薄膜性能的影响

采用真空蒸发法,以T i3O5为膜料分别在基片温度为200℃、250℃、300℃的条件下制备氧化钛光学薄膜,XRD结果显示,沉积态薄膜为无定形态,400℃退火后,均由无定形态向锐钛矿结构转变;不同基片温度下制备的氧化钛薄膜退火后,折射率均随基片温度的升高而增大;随着退火温度的升高,(101)晶相择优取向十分明显,结晶度增大;经过400℃、500℃、600℃退火后,薄膜折射率逐渐上升。     

多工位磁控溅射镀膜系统膜厚均匀性的研究

本文建立了多工位公自转磁控溅射系统镀膜过程的物理模型,通过把基片运动与镀膜过程的模拟结合在一起,运用时间步长划分的算法仿真公自转系统下矩形靶沉积的三维膜厚分布,并使用同样的方法计算纯自转磁控溅射系统沉积薄膜的厚度分布,最后将两个结果进行对比.研究表明,随着自转与公转速度比例的调节,公自转系统在最优转速比0.5时所制得的薄膜厚度均匀性较纯自转系统得到明显地改善,此结论与实验结果保持一致.     

波分复用薄膜干涉窄带滤光片的设计

总结了波分复用薄膜干涉窄带滤光片的几种设计方法 ,在此基础上用计算机进行规整系自动设计的方法设计出了 5 0 GHz的滤光片 ,并计算出了它的群延迟。     

离子束刻蚀光学薄膜的速率定标技术

离子束刻蚀技术现在越来越多被应用在可见光乃至红外薄膜中,在这一技术中最为关键的环节就是如何精确地测量离子源对薄膜的刻蚀速率,此速率因不同材料不同工艺条件而变化。现在利用光谱测量与数据拟合的方法,能够快速简便地测定出被刻蚀的材料的物理厚度,从而标定离子束刻蚀的速率。     

锑掺杂纳米SnO2透明导电薄膜的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法在Si片、已镀SiO2的钠钙硅玻璃和普通钠钙硅玻璃上镀Sb掺杂摩尔分数为8%的SnO2薄膜(ATO),在450℃热处理温度下对薄膜结构,电学、光学性能进行表征。结果表明:薄膜以四方金红石结构存在,结晶完全;方阻值随镀膜层数的增加而明显降低,12层时薄膜最低方阻值为129Ω/□,可见光平均透过率在75%以上。随着波长的增大,红外波段的反射率逐渐增大,从15%增加到55%左右。     

真空热处理对硫化锌薄膜光学与微结构特性的影响

针对电子束蒸发离子辅助沉积的硫化锌薄膜,研究了550℃以下真空热处理对其光学与微结构特性的影响。薄膜光学和微结构特性的测试分析表明:制备后薄膜为类立方结构的ZnS,在337.5nm波长处出现临界特性转折点,随着热处理温度的增加,转折波长两侧的消光系数变化规律相反,折射率和物理厚度呈现下降趋势,薄膜的禁带宽度逐渐增加;在红外波段的薄膜折射率与热处理温度的变化并不显著,在350℃下热处理时消光系数出现转折,主要是由晶粒变小的趋势所致;通过晶相分析,硫化锌薄膜经历了类立方结构到六方结构的转换,与禁带宽度的变化趋势基本一致。分析结果表明,光学特性变化的根本原因是薄膜的微结构特性变化。