负偏压对磁控溅射Ti膜沉积速率和表面形貌的影响

采用直流磁控溅射加负偏压的方法制备了Ti膜,研究了不同偏压条件对Ti膜沉积速率、密度、生长方式及表面形貌的影响。随着偏压逐渐增大,Ti膜沉积速率分三个阶段变化:0~ -40 V之间沉积速率基本不变; -40~ -80 V之间沉积速率迅速降低;超过-80 V后沉积速率随偏压的下降速度又放缓。Ti膜密度随偏压增加而增大,负偏压为-119.1 V时开始饱和并趋于块体Ti材密度。加负偏压能够抑制Ti膜的柱状生长方式;偏压可以改善Ti膜的表面形貌,对于40 W和100 W的溅射功率,负偏压分别在-100 V和-80 V左右时制备出表面光洁性能较佳的Ti膜。     

辉光放电聚合物结构及力学性质研究

采用低压等离子体聚合技术,通过调整工作气压和反式二丁烯(T₂B)与H₂流量比制备了辉光放电聚合物(GDP)涂层. 利用傅里叶变换红外吸收光谱和元素分析法讨论了工作气压和T₂B与H₂流量比对GDP涂层内部H原子含量及结构的影响,并且通过纳米压痕技术对GDP涂层的硬度及杨氏模量进行了表征.研究结果表明:降低工作气压和T₂B与H₂流量比,GDP涂层内sp³ C 关键词： 傅里叶变换红外光谱 纳米压痕 杨氏模量 硬度     

溅射功率对直流磁控溅射Ti膜结构的影响

 采用直流磁控溅射方法制备了纯Ti膜,研究了不同功率下Ti膜的沉积速率、表面形貌及晶型结构,并对其应力进行了研究。研究表明：薄膜的沉积速率随溅射功率的增加而增加,当溅射功率为20 W时,原子力显微镜(AFM)图像显示Ti膜光洁、致密,均方根粗糙度最小可达0.9 nm。X射线衍射(XRD)分析表明薄膜的晶体结构为六方晶型,Ti膜应力先随溅射功率增大而增大,在60 W时达到最大值（为945.1 MPa）,之后随溅射功率的增大有所减小。     

磁控溅射制备微球表面金属Mo涂层的研究

利用磁控溅射制备了各种工艺参数不同的微球表面金属Mo涂层样品,并通过白光干涉仪和扫描电子显微镜对样品的表面及剖面进行了系统的测试分析。分别探究了溅射工作气压和沉积制备时间对微球表面Mo涂层表面形貌以及结晶质量的影响规律。结果表明通过优化工艺参数可制备微球直径约为800μm、涂层厚度为3.5μm到14.1μm、厚度均匀性良好的微球表面Mo涂层。Mo涂层中的晶粒呈现出柱状结构致密堆积在一起,且随涂层的厚度增加晶粒间空隙增大。     

溅射功率对Mo薄膜微结构和性能的影响

 实验采用直流磁控溅射沉积技术在不同溅射功率下制备Mo膜,研究了不同溅射功率下Mo膜的沉积速率、表面形貌及晶型结构,并对其晶粒尺寸和应力进行了研究。利用原子力显微镜观察样品的表面形貌发现随着溅射功率的增加,薄膜表面粗糙度逐渐增大。X射线衍射分析表明薄膜呈立方多晶结构,晶粒尺寸为14.1～17.9 nm;应力先随溅射功率的增大而增大,在40 W时达到最大值(2.383 GPa),后随溅射功率的增大有所减小。     

a-C:H膜化学结构对光学性能的影响

选用体积分数为99.999 9%的H2及反式-2-丁烯(T2B)为工作气体,利用低压等离子体增强化学气相沉积法制备了a-C;H薄膜.利用傅里叶变换红外光谱仪和X射线光电子能谱对薄膜化学键和电子结构进行分析,并结合高斯分峰拟合分析了薄膜中sp3/sp2杂化键比值和sp3C杂化键分数.结果表明:薄膜中氢含量较高,主要以sp3C-H形式存在;工作气压越高,制备的薄膜中C=C键含量越少,薄膜中sp3/sp2杂化键比值和sp3C杂化键分数增加,薄膜稳定性提高.应用UV-VIS光谱仪,获得了波长在400～1 000 nm范围内薄膜的光吸收特性,结果显示:a-C:H薄膜透过率可达98%.光学常数公式计算得到工作压强为4～14 Pa时光学带隙在2.66～2.76之间,并均随着工作气压的升高而增大.结果表明,随工作气压的升高,薄膜内sp3键减小,从而促使透过率、光学带隙增大.     

退火温度对溅射铝膜结构与电性能的影响

 采用直流磁控溅射方法成功地制备了Al膜,研究了退火温度对Al膜表面形貌、晶体结构、应力、择优取向及反射率的影响。研究表明：不同退火温度的薄膜晶粒排布致密而光滑,均方根粗糙度小。XRD测试表明：不同温度退火的铝膜均成多晶状态,晶体结构为面心立方,退火温度升高到400 ℃时,Al膜的应力最小达0.78 GPa,薄膜平均晶粒尺寸由18.3 nm增加到25.9 nm;随着退火温度的升高,(200)晶面择优取向特性变好。薄膜紫外-红外反射率随着退火温度的升高而增大。     

溅射功率对碳化硼薄膜组分与力学性能的影响

采用射频磁控溅射技术,在不同溅射功率条件下制备了碳化硼薄膜,并用X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外吸收光谱(FT-IR)对碳化硼薄膜的组分进行了定量表征,分析了功率变化对碳化硼组分的影响。利用纳米压入仪通过连续刚度法(CSM)对碳化硼薄膜的硬度和模量等力学性能进行了分析。研究表明:随着功率的增大,硼与碳更易结合形成BC键,在功率增大到250 W时,BC键明显增多;在250 W时,硼与碳的原子分数比出现了最大值5.66;碳化硼薄膜的硬度与模量都随功率的增大呈现出先增大后减小的趋势,且在250 W时均出现了最大值,分别为28.22 GPa和314.62 GPa。     

反式二丁烯和氢气流量比对辉光放电聚合物热稳定性能的影响

用低压等离子体化学气相沉积法,以T2B和H2为工作气源,改变T2B与H2的流量比例制备了辉光放电聚合物(GDP)涂层。通过GDP碳氢涂层的傅里叶变换红外吸收光谱讨论了流量比例对其内部结构的影响,利用热重曲线表征了GDP碳氢涂层在50~600℃范围内的热失重情况,并且结合其结构讨论了流量比例变化对GDP碳氢涂层的热稳定性的影响,最后探讨了GDP碳氢涂层可能的热裂解过程。结果表明:随着T2B与H2流量比的增大,GDP碳氢涂层中C(sp2)-Hx/C(sp3)-Hx含量逐渐降低,-CH3含量增加,碳链逐渐变短而支链含量增加,其热稳定性逐渐变差。以T2B与H2流量比为0.04时,可以成功制备出ICF物理实验所需的靶丸烧蚀层。     

Fe掺杂氢化非晶碳薄膜制备及其热稳定性能

 以H₂、反式-2-丁烯（T₂B）和二茂铁混合气体为工作气体,用金属有机等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）制备了Fe掺杂氢化非晶碳（a-C:H:Fe）薄膜。使用X射线光电子能谱（XPS）对a-C:H:Fe薄膜成分进行了分析。使用台阶仪、场发射扫描电镜（FESEM）、热重分析和紫外可见分光光度计（UV-VIS）,对比分析了a-C:H薄膜和a-C:H:Fe薄膜的沉积速率、表面形貌、热稳定性和光学带隙变化。研究表明：相同制备条件下,相比a-C:H薄膜,a-C:H:Fe薄膜的沉积速率高,表面颗粒小,容易碳化,光学带隙变窄。