Cr-Si-Ni电阻薄膜在模拟环境中的电学稳定性及腐蚀行为

研究了磁控溅射法制备的Cr-Si-Ni电阻薄膜在不同模拟环境介质溶液中的电学稳定性及腐蚀行为.结果表明,500℃热处理后纳米晶结构的Cr-Si-Ni电阻薄膜在25℃的模拟海洋、工业、酸性及碱性环境介质溶液中浸泡240h后,薄膜试样的相对电阻变化值(ΔR/R)分别为0.27%、0.08%、0.96%、3.31%.说明薄膜在上述4种环境中电学稳定性和耐腐蚀性能从高到低依次为:工业环境、海洋环境、酸性环境、碱性环境.薄膜在4种溶液中都能发生自钝化现象而在膜层表面形成SiO2保护层,形成的钝化膜在模拟的工业环境中最稳定.     

氧气含量对ITO薄膜电学性能及其稳定性的影响

调节磁控溅射工艺中氧气的含量,在玻璃基片上制备了ITO薄膜。研究氧气含量对ITO薄膜光学、电学性能的影响,以及在高温、高温高湿、碱性环境及经时的电学性能的稳定性。结果表明,氧气含量的增加会降低沉积速率;氧气含量对ITO薄膜在可见光区内的透光率影响较小,但会引起峰值透光率蓝移;对电学性能及其稳定性影响较大,氧气含量在1%(体积分数)以内时,电学性能呈先降低后升高的变化,在0.4%(体积分数)时具有较低的电阻率,且在各种环境中具有较高的稳定性;氧气含量高于1%(体积分数),电学性能及其稳定性变差。     

Ar气氛下直流磁控溅射ITO薄膜的结构和性能

采用直流磁控溅射法在低温、100%Ar的无氧气氛中制备了光电性能优良的铟锡氧化物(ITO,In2O3:SnO2=90:10,质量百分比)薄膜,详细探讨了溅射时改变氩气压强对ITO薄膜结构以及光电性能的影响.结果表明:溅射时氩气压强越小,ITO薄膜的体心立方晶型越完整,导电性越好,但对可见光透过性的影响不大.当氩气压强为0.3Pa时,溅射薄膜性能最佳,其光透过率可达92.9%,电导率为8.9×10-4Ω·cm.     

衬底温度对Sn掺杂ZnO薄膜结构、电学和光学性能的影响

采用射频磁控溅射技术在石英衬底上制备了掺杂浓度为0.5％(原子分数)的ZnO∶Sn(TZO)薄膜,研究了不同衬底温度下薄膜的结构、形貌、电学和光学的性能.研究发现,TZO薄膜沿着C轴择优生长,在400℃时结晶度最好,最低电阻率为2.619×10-2Ω·cm,在可见光范围内具有较好的透光率.     

铝掺杂对硼化锆薄膜微结构及电学性能的影响

二硼化锆(ZrB₂)具有优异的电学性能、热稳定性和力学性能,广泛应用于微电子产品和高温陶瓷领域,采用元素掺杂的方法可以对其成分和微观组织结构进行调控。采用磁控共溅射技术在Si(100)基底上制备了不同Al含量的ZrB₂薄膜,利用X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射和四点探针仪分析了Zr-Al-B薄膜的化学成分、微结构和电学性能。研究结果表明：铝掺杂会影响硼化锆薄膜的成分和微观结构,进一步影响其电学性能。不同Al溅射功率下制得的薄膜表面平整,结构致密且为多晶结构;随着Al/Zr原子比的增加,薄膜结构从纯ZrB2晶相转变为ZrB₂和Al₂O₃复合相;薄膜电阻率呈现先降低后上升趋势,电阻率最小为0.027Ω·cm,表明掺入少量Al可以提高硼化锆薄膜的电学性能。     

ITTO薄膜的耐腐蚀稳定性和表面能研究

为了提高透明导电薄膜的综合性能,采用磁控溅射法制备了Ta掺杂ITO(ITTO)薄膜,对薄膜在不同模拟环境介质溶液中的电学稳定性及电化学行为进行了测试,分析了处于特定介质环境中薄膜的相对电阻变化和表面形貌;基于薄膜表面接触角的测量,计算了薄膜的表面能和极性度。结果表明:薄膜在各环境介质中都发生了自钝化现象,ITTO薄膜显示了较好的化学稳定性和热稳定性,除了晶体结构的影响之外,稳定性较好的氧化钽也提高了薄膜的化学稳定性和热稳定性;掺杂使得薄膜的接触角减小,表面能增大,表面极性度增加,薄膜的表面状态和靠近费米能级处引入d轨道的活性高价原子的存在是促进表面能提高的主要原因。     

沉积温度对Gd掺杂CeO2电解质薄膜生长及电学特性的影响

采用反应射频磁控溅射技术,在非晶石英衬底上不同温度下制备了纳米多晶Gd掺杂CeO2(简称GDC)氧离子导体电解质薄膜,采用X射线衍射仪、原子力显微镜对薄膜物相、晶粒大小、生长形貌进行了表征,利用交流阻抗谱仪测试了GDC薄膜的电学性能.结果表明,GDC薄膜生长取向随沉积温度而变化:300-400℃时为强(111)织构生长,而500-600℃时薄膜趋于无规则生长;随着沉积温度的升高,薄膜的牛长形貌由同一取向的大棱形生长岛转变为密集球形小生长岛;GDC多晶薄膜的电导活化能约为1.3eV,接近于晶界电导活化能值,说明GDC交流阻抗主要源于晶界的贡献;晶界空间电荷效应导致GDC薄膜电导率随晶粒尺寸而变化,晶粒尺寸越小,电导率越大.     

磁控溅射工艺参数对Pb(Zr,Ti)O3薄膜织构的影响

利用RF磁控溅射法制备了Pb(Zr,Ti)O3(PZT)铁电薄膜,利用X射线衍射(XRD)法研究了薄膜的相组成及溅射工艺参数对薄膜织构的影响.结果表明,在小靶基距时,过高溅射功率不利于获得纯钙钛矿相的PZT铁电薄膜.溅射功率及溅射气压影响PZT薄膜的织构及其织构散漫度,提高溅射气压及溅射功率,(111)织构漫散度随之提高.在靶基距为80mm时,选择150w、0.7Pa的溅射工艺可获得具有最佳(100)织构的PZT薄膜.     

用Zn掺杂和热处理改善SnS薄膜的电学特性

用质量比为1%∶0.2%(质量分数)的Sn、S混合粉末在玻璃衬底上热蒸发沉积SnS薄膜,氮气保护下对薄膜进行350℃、40min热处理后,得到简单正交晶系SnS多晶薄膜,薄膜的电阻率为103Ω.cm,选择2%和4%(质量分数)的Zn掺杂来改善SnS薄膜的导电性。研究表明,SnS∶Zn薄膜最有效的热处理条件为300℃、40min,掺Zn后薄膜的物相结构转为简单正交和面心正交晶系混合相,SnS∶Zn薄膜(2%和4%(质量分数))的电阻率在1.8528×10-3～4.944×10-4Ω.cm之间,导电类型为N型。薄膜中Sn和S分别呈+2和-2价,Zn显示+2价,以间隙和替位两种状态存在于SnS中,对薄膜导电性起改善作用的是间隙态的Zn离子。     

In掺杂和退火对磁控溅射制备ZnO薄膜的结构和光电性质的影响

用射频磁控溅射技术在石英玻璃衬底上制备出ZnO和In掺杂的ZnO(ZnO∶In)薄膜,研究了In的掺杂和退火对薄膜的结构和光电性质的影响。所制备的薄膜为纤锌矿结构的ZnO相,In的掺杂有利于ZnO薄膜的c轴择优生长,并且使其表面更加致密平整,退火提高了薄膜的结晶行为,但使得薄膜的表面有部分团聚形成。由于In3+替代了Zn2+,提供了一个多余的电子,ZnO薄膜的电阻率从28.9Ω.cm降低到4.3×10-3Ω.cm。由于载流子浓度的增加和晶格尺寸的拉长,In的掺杂使得ZnO薄膜的禁带宽度增加;空气中退火后薄膜的载流子浓度降低和晶格尺寸的减小,使得禁带宽度降低。ZnO薄膜在可见光范围的透光率在90%以上,受In的掺杂和退火的影响不大。室温下用325 nm的激发光源测试了样品的光致发光(PL)谱,发现In的掺杂对薄膜的PL谱影响不大,而退火后的ZnO薄膜在446 nm处的蓝光发射明显增强,更适合于作为蓝色发光器件。     

磁控溅射TiAlVN薄膜中V含量对其结构和抗腐蚀性能的影响

向TiAlN薄膜中添加V可改善薄膜性能.采用磁控溅射技术沉积了不同V含量的TiAlVN薄膜,通过能谱仪、台阶仪、X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)分析薄膜的成分、厚度、相结构和表面形貌,用动电位极化的方法研究薄膜的抗腐蚀性能.结果表明:TiAlVN薄膜属于面心立方(fcc)和六方密排(hcp)二重结构,晶格...     

Fabrication and Properties of DC Magnetron Sputtered Indium Tin Oxide on Flexible Plastic Substrate

Indium tin oxide (ITO) thin films deposited on flexible polyethylene terephthalate (PET) substrates at low temperature by DC magnetron sputtering from an In-Sn (90-10 wt pct) alloy target were studied. The correla-tion between deposition conditions and ITO property was systematically investigated and characterized. These as-deposited ITO films were used as the anode contact for flexible organic light-emitting diodes (FOLEDs). The fabricated FOLEDs with a structure of PET/ITO/NPB (50 nm)/Alq (20 nm)/Mg:Ag (100 nm) showed a maximum luminance of 2125 cd/m2 at 13 V.     

从工艺参数角度探讨AZ系镁合金表面磁控溅射单层铝及氧化铝膜的耐腐蚀和耐磨损性能

AZ系镁合金在工业领域具有广阔的应用前景,但其耐腐蚀性能和耐磨损性能差阻碍了其发展。绿色环保的磁控溅射表面涂覆技术是防止镁合金腐蚀和磨损的方法之一。简要地介绍了磁控溅射镀膜技术的原理及特点,评述了当今磁控溅射的重要发展。结合近几年的实验研究,回顾和总结了溅射沉积薄膜技术的发展历程和应用现状,重点分析了溅射工艺参数对薄膜耐腐蚀和耐磨损性能的影响。最后,展望了磁控溅射技术未来的发展趋势。     

制备工艺参数对镁合金表面沉积TiCN薄膜耐蚀性的影响

采用射频磁控溅射法在AZ31镁合金表面沉积TiCN薄膜,研究了制备工艺参数对TiCN薄膜耐腐蚀性能的影响。结果表明,在Ti靶功率50W,C靶功率50W,N2流量20sccm,溅射时间4.5h条件下,镀TiCN薄膜的镁合金基体具有最佳的耐蚀性,其在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀电流密度为1.664×10-6 A/cm2,比同等条件下纯镁合金基体的腐蚀电流密度(1.785×10-5 A/cm2)下降了1个数量级。     

磁控溅射镀银膜抗变色性研究

银膜在大气中容易失光变色,严重影响其应用.研究其经过防变色处理后的抗变色能力有着重要的意义.利用RSFM-4直流磁控溅射机在纯铜片上制备了银膜,用几种不同的防变色工艺进行处理,然后分别在SO2气体、H2S气体和Na2S溶液中进行银膜变色加速试验,并进行综合评级.试验结果表明:浸涂BTA保护剂的银膜能取得很好的抗SO2效果,浸涂DJB-823的银膜在H2S气氛里的保护能力非常突出;化学和电化学钝化方法均能提高银膜抗Na2S溶液的能力.     

反应溅射TiN纳米晶薄膜的结构特征和耐蚀性

利用直流反应溅射技术在不锈钢和硅基体上沉积了TiN纳米晶薄膜,采用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)和电化学阻抗谱(EIS)技术研究了薄膜的表面形貌、相结构和耐蚀性与偏压的关系。结果表明,TiN薄膜的表面结构明显取决于所施加的偏压,适当提高偏压有利于获得细小、均匀、致密和光滑的膜层。XRD分析发现,TiN薄膜为面心立方结构,其择优取向为(111)面。实验显示,对应0V和-35V偏压的薄膜为欠化学计量比的,而偏压增加至-70V和-105V时的薄膜为化学计量比的TiN。EIS结果表明,较高偏压下的TiN薄膜几乎在整个频率范围内均表现为容抗特征,其阻抗模值明显高于低偏压下的膜层,这主要与较高偏压下的薄膜具有相对致密的微结构有关。较低偏压的TiN薄膜因结构缺陷较多其耐蚀性低于基体不锈钢。EIS所揭示的薄膜结构特征与FESEM观测结果一致。可见,减少穿膜针孔等结构缺陷有利于改善反应溅射TiN纳米晶薄膜耐蚀性。     

工艺参数对磁控溅射ZrN膜耐腐蚀性能的影响

为寻求真空磁控溅射ZrN膜耐蚀性与其溅射工艺间的规律,在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面以不同的工艺参数真空磁控溅射了系列ZrN膜。通过中性盐雾试验确定了不同工艺参数所得ZrN膜的耐蚀性等级。结果表明:ZrN膜耐蚀性随N2流量的增加先增加,但超过15 mL/min后,膜的耐蚀性反而下降;ZrN膜耐蚀性随反应温度升高而增强;ZrN膜的耐蚀性随反应时间的增加越来越好,但超过15 min后,膜的耐蚀性不再增强;以ZrN膜的耐蚀性为依据,最佳溅射工艺参数为N2流量15 mL/min,反应时间15 min,反应温度200℃。     

Optical and Microstructural Characterisations of Pulsed rf Magnetron Sputtered Alumina Thin Film

Alumina thin films were deposited on fused quartz and SS304 substrate by pulsed rf magnetron sputtering with both direct and reactive methods. The films were characterised by energy dispersive X-ray spectroscopy, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, field emission scanning electron microscopy and atomic force microscopy to reveal the microstructure, surface morphology and topography of thin films. Transmittance and reflectance of alumina thin film were evaluated after deposition on the quartz substrate. Transmittance of the quartz remains almost un-altered when alumina was deposited by the reactive sputtering. A marginal decrease of ~4% in the transmittance of quartz was, however, observed after deposition of alumina by direct sputtering. Infrared emittance of the substrate also remains almost constant after deposition of thin alumina film. Further, as-deposited alumina on SS304 obtained by both direct and reactive sputtering process was amorphous in nature. However, after annealing crystalline peaks were observed.     

烧结NdFeB磁体表面沉积Ni膜及其耐腐蚀性

为改善烧结钕铁硼(NdFeB)磁体的耐腐蚀性能,在磁体表面用磁控溅射方法制备了Ni薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了Ni薄膜的组织形貌,利用电化学测试、中性盐雾试验(NSS)测试了镀膜样品的耐腐蚀性能,研究了溅射功率和负偏压对Ni薄膜组织结构、电化学性能和中性盐雾环境下耐腐蚀性能的影响。结果表明:Ni薄膜的厚度和致密性是影响其耐腐蚀性能的关键因素;随溅射功率增大,Ni薄膜厚度增大,但晶粒尺寸变大、致密性降低,耐腐蚀性能先升高后降低;加负偏压后,Ni薄膜厚度有所减小,但膜层表面更加光滑、组织更加致密均匀,因此镀膜样品耐腐蚀性能有所提高;在溅射功率为100~120 W、负偏压为150 V条件下制备的磁控溅射镀Ni样品具有最好的耐腐蚀性能。