射频磁控溅射制备TiO2光催化薄膜的表征

在不同的Ar和O2气流量比下，利用射频磁控溅射技术在载波片上制备了TiO2薄膜。利用X射线衍射(XRD)，原子力显微镜(AFM)，拉曼光谱和UV-VIS-NIR分光光度计等技术对薄膜进行了表征。结果表明在Ar：O2=20sccm：5sccm下制备的薄膜具有较高的光催化活性。     

同质缓冲层厚度对磁控溅射法制备玻璃基AZO薄膜的结构与光电性能影响

室温下在玻璃基片上用射频磁控溅射法制备了不同厚度的ZnOAl(AZO)缓冲层,并在该同质缓冲层上溅射生长了AZO薄膜.用XRD测试了薄膜结构,用四探针法测量了薄膜方块电阻,用紫外-可见光谱仪测试了薄膜透过率,用双光束红外分光光度计测试了薄膜在中红外范围内的红外反射率.并比较并分析了引入同质缓冲层前后薄膜结构与性能的变化.结果表明,与没有缓冲层的样品相比较,适当厚度的同质缓冲层能降低AZO薄膜中的残余应力,使薄膜晶粒尺寸变大,降低AZO薄膜的方块电阻,使薄膜的紫外截止边发生蓝移,增加薄膜的红外反射率,并不明显影响薄膜的可见光透过率.     

溅射气氛中O2／Ar比及热处理对直流反应磁控溅射法制备玻璃基TiO2薄膜结构与亲水性的影响

在工作气压为0．80Pa的氧氩气混合气氛下，改变氧与氩的流量比(O2／Ar：0．10，0．20，0．30)，在预先镀10nm左右SiO2的普通玻璃基片上用直流(D．C．)磁控溅射法制备了300nm左右的TiO2薄膜试样。离线在500℃、氧气氛下对试样热处理2h。用X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射仪(XRD)分别研究了试样热处理前后的表面元素组成、离子状态和物相组成，用接触角分析仪测试了试样在紫外光(UV)照射后的水润湿角。     

射频磁控溅射法制备氧化镱薄膜

利用射频磁控溅射法,以高纯氧化镱(Yb2O3)为靶材,成功地制备出了Yb2O3薄膜,并对薄膜的沉积速率、成分、结构和光学性能进行了研究.结果表明,制备的薄膜中Yb和O元素结合形成了Yb2O3化合物;薄膜为具有立方结构的多晶体;在波长0.8 μm以上薄膜的折射率约为1.66,吸收很小.     

玻璃基TiO_2-SiO_2/SiO_2增透膜的溶胶-凝胶法制备和表征

采用溶胶-凝胶工艺,用提拉法在普通玻璃上制备TiO2-SiO2/SiO2复合增透膜。用紫外-可见光谱(UV-Vis)测试膜层的透射率,计算复合膜层的光学常数、折射率和膜层的厚度;用扫描电镜(SEM)观察膜层的表面形貌;研究TiO2-SiO2的比例以及热处理工艺对复合膜光学常数的影响。结果表明:溶胶的稳定性是整个工艺的关键与基础,溶胶中乙醇含量、陈化时间以及热处理制度会对膜层的折射率和厚度造成影响,从而导致整个复合膜的透过率变化。通过优化工艺,制备出在可见光范围最大透过率>98%、平均透过率约为95%的高增透膜,并对得到的结果进行详细地讨论。     

磁控溅射法制备Cu_2ZnSnS_4薄膜及其性能表征

利用磁控溅射法将Cu/Sn/Zn S前驱体沉积在钙钠玻璃基片上,再通过硫化该前驱体制备Cu2ZnSnS4薄膜。利用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、能谱仪、霍尔效应测量系统和紫外可见分光光度计研究了Cu2ZnSnS4薄膜的微观结构、表面形貌、化学成分、电学和光学性能。结果表明,CZTS薄膜的微观结构依赖于硫化温度和时间。在480℃硫化3 h的薄膜为沿(112)晶面择优取向生长的纯相CZTS薄膜,该薄膜的禁带宽度是1.51 e V,其电阻率和载流子浓度分别为0.39Ω·cm和4.07×1017cm-3。     

直流磁控溅射法在玻璃基片上制备TiN薄膜

采用直流反应磁控溅射法在玻璃片上制备了TiN薄膜,研究不同制备工艺条件与薄膜性能之间的关系。用紫外-可见光分光光度计测试了不同沉积时间和N2流量条件下TiN薄膜透光率;用X射线衍射仪分析了不同N2流量和溅射功率条件下TiN薄膜结构;用扫描电镜(SEM)观察了TiN薄膜的表面腐蚀形貌,用恒电位仪对TiN薄膜的耐腐蚀性进行了分析。结果表明:当沉积时间为2min,N2流量为15mL/min时,在可见光区有较高的透光率,在近红外区的透光率很低;当N2流量为15mL/min,溅射功率为4kW时,TiN薄膜的结晶最致密;当溅射功率为4kW时,TiN薄膜具有较好的耐腐蚀性。     

磁控溅射法制备二氧化钒薄膜及其性能表征

采用射频反应磁控溅射法在镀有SiO2膜的钠钙硅玻璃基片上沉积了二氧化钒(VO2)薄膜.研究了在300℃沉积温度下,不同溅射时间(5～35min)对VO2薄膜结构和性能的影响.用X射线衍射、扫描电镜、自制电阻测量装置、紫外-可见光谱仪、双光束红外分光光度计对薄膜结构、形貌、电学及光学性能进行了表征.结果表明:薄膜在低温半导体相主要以四方相畸变金红石结构存在,在(011)方向出现明显择优取向生长,随着溅射时间的延长,晶粒生长趋于完整,晶粒尺寸增大;对溅射时间为35 min的薄膜热处理,发现从室温到90℃范围内,薄膜方块电阻的变化接近3个数量级;由于本征吸收,薄膜在可见光范围透过率较低,且随膜厚的增加而逐渐降低;在1500～4000 cm-1波数范围内,原位测量薄膜样品加热前后(20和80℃)的红外反射率,发现反射率的变化幅度随着膜厚增加而提高,最高可达59%.     

退火温度对直流磁控溅射制备Ru薄膜微观结构及膜基结合力的影响

采用磁控溅射法在Mo衬底上制备了Ru薄膜,利用真空退火炉、EDS、XRD,台阶仪及纳米划痕仪等设备研究了不同退火温度对Ru薄膜化学成分、相结构、残余应力及膜基结合力的影响。结果表明,不同退火温度处理下的Ru薄膜呈六方Ru结构,具有（002）择优取向,当退火温度为600 ℃时,薄膜出现氧化相。退火处理能够改善薄膜结晶程度。随退火温度的升高,薄膜残余应力逐渐降低,膜基结合力先升高后降低,当退火温度为300 ℃时,膜基结合力最高,约为17.6 N。     

火焰喷淬制备BaO-TiO2和La2O3-Nb2O5玻璃微球及性能研究

分别以BaO、TiO2和La2O3、Nb2O5为原料采用火焰喷淬法制备了不含网络形成体的BaTi2O5(BTO)和35La2O3-65Nb2O5 (LNO)玻璃微球。结果表明,所有BTO为透明的、表面光滑、无结晶痕迹的玻璃微球,粒径分布集中在8~40μm,且具有较低的非晶形成能力;而大部分的LNO为透明的、具有光滑表面的玻璃微球,粒径分布集中在10~40μm,少量粒径较大的LNO微球表面粗糙,存在微米级LaNbO4和LaNb3O9晶粒。计算结果显示,BTO和LNO玻璃微球均具有高折射率,分别为2.20和2.23,是非常有应用前景的窗口、镜头以及反光标志膜材料。     

室温下反应磁控溅射沉积氧化钛薄膜光学性能和力学性能研究

目的通过对比不同溅射功率和氧气分压下氧化钛薄膜性能的变化规律,分析其力学性能和光学性能的关系。方法在室温条件下,采用直流反应磁控溅射技术在K9玻璃基底上沉积TiO_2薄膜,通过紫外可见红外分光光度计和椭偏仪对薄膜的光学特性进行分析,通过微纳米压痕技术对薄膜的力学性能进行表征。结果在给定工艺参数范围内,薄膜的光学折射率与纳米硬度和弹性模量正相关,随着溅射靶功率的增大,所制备薄膜的折射率、纳米硬度和弹性模量随之增大,而薄膜的光学带隙则随着溅射功率的增大而下降。同时,O_2流量对薄膜的光学性能和力学性能的影响更明显,在较低O_2流量条件下(Q(Ar)/Q(O_2)=10/1),所制备薄膜的折射率减小而光学带隙变大,随着O_2流量进一步减少(Q(Ar)/Q(O2)=20/1),薄膜的折射率增大而光学带隙减小,但薄膜的纳米硬度和弹性模量随O_2流量的减少而下降。结论磁控溅射沉积TiO_2薄膜的折射率与其光学带隙反向相关,而仅在适量氧气条件下所制备的薄膜的力学性能与光学特性有相关性。     

反应磁控溅射法直接制备光催化纳米TiO2薄膜

通过优化直流反应磁控溅射沉积工艺,在氩气和氧气气氛中溅射高纯钛靶,在玻璃和不锈钢衬底上直接低温沉积出具有锐钛矿结构的TiO2薄膜。通过X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和表面轮廓仪分析发现,当氧的体积分数在5%～20%之间变化时,制得的TiO2薄膜是致密的锐钛矿结构,具有典型的锐钛矿相(101)、(004)、(112)、(211)、(220)的晶面特征峰,薄膜的晶粒尺寸随着氧含量的增加逐渐减小,其生长速率最快可达到68nm/min。在紫外光的照射下分解甲基橙实验表明,所制备的薄膜具有良好的光催化分解有机物的能力。     

直流磁控溅射法在玻璃上沉积金属镍膜的研究

采用直流磁控溅射法,在玻璃基板上制备了用于显示器视窗保护玻璃的半透明镍膜,测定了不同溅射条件下所得镍膜的表面粗糙度、透过率及厚度,讨论了溅射气压、溅射功率、行车速度等对薄膜性能的影响。结果表明,薄膜的表面粗糙度随溅射功率的增加而增大,控制溅射气压、溅射功率和行车速度为一定值,可以得到透过率为50%的半透镍膜。     

工艺参数对磁控溅射制备 TiO2 薄膜结晶性的影响

目的探究TiO2薄膜结晶性与工艺参数之间的规律。方法采用直流反应磁控溅射法,改变工艺条件(样品位置、溅射功率、氧气分压、是否开转架、沉积温度以及是否退火),在普通载玻片基底上制备TiO2薄膜,并利用XRD和SEM对不同工艺参数下获得的TiO2薄膜进行分析。结果在靶基距固定的情况下,仅改变样品悬挂的上下位置时,薄膜的结晶性差别不大。随着溅射功率在一定范围内增大,薄膜的结晶性越来越好(趋于锐钛矿晶型)。与氧气分压为5%时相比,10%时的薄膜结晶性更优;与开转架时相比,不开转架时薄膜的结晶性更优。沉积温度在300,350℃两者之间变化时,对薄膜的结晶性影响不大。退火后薄膜的结晶性优于未退火薄膜。结论样品位置、沉积温度对于TiO2薄膜的结晶性影响不大;氧气分压、是否开转架对TiO2薄膜的结晶性有一定影响;溅射功率、退火与否对TiO2薄膜的结晶性影响较大,并且退火后出现金红石相。     

磁控溅射法制备硅钼薄膜及其性能表征

用射频磁控溅射法在硅基底上成功制备出具有低电阻率的单一四方相二硅化钼薄膜，并通过X射线衍射仪、原子力显微镜及四探针电阻测试仪对退火前后的薄膜样品进行了结构和电学性能分析。结果表明：薄膜的电学特性强烈依赖于薄膜的微结构和相组成。沉积态薄膜主要为非晶结构。经高温退火后，薄膜的晶态结构发生显著的变化，晶化效果明显提高，薄膜方阻大幅降低。     

磁控溅射NiCrAlY/MoS2复合薄膜结构与性能研究

目的 通过离子源复合磁控溅射技术,制备宽温域耐磨减摩性能良好的NiCrAlY/MoS2复合薄膜.方法 采用离子源复合磁控溅射技术制备了NiCrAlY/MoS2复合薄膜,研究不同MoS2掺杂量对薄膜结构、力学性能和不同温度氧化热处理后摩擦学性能的影响.采用能谱仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)...     

Thermal Stability of WB2 and W-B-N Films Deposited by Magnetron Sputtering

The work is mainly to study the thermal stability including the phase stability, microstructure and tribo-mechanical properties of the AlB₂-type WB₂ and W-B-N (5.6 at.% N) films annealed in vacuum at various temperatures, which are deposited on Si and GY8 substrates by magnetron sputtering. For the WB₂ and W-B-N films deposited on Si wafers, as the annealing temperature increases from 700 to 1000 °C, a-WB (700 °C) and Mo₂B₅-type WB₂ (1000 °C) are successively observed in the AlB₂-type WB₂ films, which show many cracks at the temperature ≥?800 °C resulting in the performance failure; by contrast, only slight α-WB is observed at 1000 °C in the W-B-N films due to the stabilization effect of a-BN phase, and the hardness increases to 34.1 GPa first due to the improved crystallinity and then decreases to 31.5 GPa ascribed to the formation of α-WB. For the WB₂ and the W-B-N films deposited on WC-Co substrates, both the WB₂ and W-B-N films react with the YG8 (WC-Co) substrates leading to the formation of CoWB, CoW₂B₂ and CoW₃B₃ with the annealing temperature increasing to 900 °C; a large number of linear cracks occur on the surface of these two films annealed at ≥?800 °C leading to the film failure; after vacuum annealing at 700 °C, the friction performance of the W-B-N films is higher than that of the deposited W-B-N films, while the wear resistance of the WB₂ films shows a slight decrease compared with that of the deposited WB₂ films.     

直流溅射沉积CrN薄膜组织结构与摩擦性能分析研究

采用直流反应溅射在304不锈钢表面沉积CrN薄膜。利用X射线衍射仪（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）,原子力显微镜（AFM）,显微硬度计,磨损试验机与三维轮廓仪等表征氮气流量对CrN薄膜组织结构与摩擦性能的影响。研究结果表明,随着氮气流量的增加,CrN (200)晶面呈择优取向,薄膜的沉积速率随着氮气流量的增加逐渐降低。另外,薄膜的表面粗糙度随着氮气流量的增加呈先降低后增加的趋势。随着氮气流量从15 sccm增加至30 sccm时,薄膜的显微硬度先从527.34 HV增加至1042.26 HV,当氮气流量再增加至35 sccm时,薄膜的显微硬度却降低至918 HV。磨损试验表明,当氮气流量为30 sccm 时薄膜具有最小的摩擦系数0.93和磨损率2.02×10-15m3·(N·m)-1,显示最佳的磨损性能。     

磁控溅射沉积钌薄膜的微观结构及生长过程

采用射频磁控溅射,通过改变基底温度、溅射时间、基底形貌,制备不同参数的钌薄膜。结果表明,该工艺制备的钌薄膜均没有明显的择优取向。随着溅射温度的升高,薄膜的致密性不断提高,表面由平整向起伏型结构转变,晶粒尺寸出现先增大后减小的趋势。随着溅射时间的增加,晶粒尺寸小幅增加,晶粒由圆形状演变为致密的长条状。在表面形貌较平坦的基底上更易获得光滑而致密的钌薄膜。在此基础上,研究并讨论了不同基底形貌上钌薄膜的生长方式。     

Ti-Si-N复合膜的微结构及性能研究

为研究Si的加入及含量对薄膜结构和性能的影响,采用磁控反应溅射法制备了一系列不同Si含量的Ti-Si-N复合膜,采用XRD、微力学探针和SEM研究了薄膜的微结构、力学性能和抗氧化性.结果表明:随着Si含量的增加,薄膜晶粒尺寸减小,硬度升高,抗氧化性能提高.Si含量为4%～12%(原子数分数)时,晶粒尺寸随含量增加而急剧下降;当Si含量超过9%时,薄膜硬度处于峰值区;Si含量在7%以上时,薄膜具有较高的抗氧化能力.探讨了Ti-Si-N复合膜硬度升高和抗氧化能力提高的机理.