磁控溅射制备钛薄膜的结构和光学性质

利用直流磁控溅射技术在石英基片上沉积厚度为35～112nm的钛薄膜.采用X射线衍射仪和原子力显微镜分别对薄膜的微结构和表面形貌进行观测,用分光光度计测量样品的透射和反射光谱.选用德鲁特光学介电模型,通过拟合样品的透射和反射光谱数据的方法求解钛薄膜的折射率、消光系数和厚度.结果表明,随着厚度的增加,(100)面衍射峰强度增强,薄膜的结晶性能提高;膜厚为56nm时,样品的表面为多孔结构,而大于56nm时表面为连续膜的球形颗粒结构;随膜厚的增加,表面颗粒直径逐渐增大,表面粗糙度减小.在400～2 000nm波长范围内,薄膜的透射率随膜厚的增加而减小,反射率升高;折射率在2.5与3.4之间,消光系数在0.7与1.4之间,折射率和消光系数均随膜厚的增加而增加.

不同基底上银薄膜的光电学性质研究

用热蒸发的方法,分别在孔径约为200nm的多孔阳极氧化铝(AAO)模板和空白石英基片上室温沉积厚为25～200nm的Ag薄膜样品,研究膜厚对两种样品的微观结构和光电学性质的影响。微观结构利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)观测,光电学性质应用分光光度计及Van derPauw方法检测。结果表明,石英基片上Ag(QuartzAg)薄膜的结晶性能比AAO模板上Ag(AAO-Ag)薄膜的结晶性能好,当厚为200nm时,AAOAg薄膜形成纳米颗粒的叠层结构;AAOAg薄膜的全反射率和QuartzAg薄膜的反射率均遵循随膜厚增加而增加的规律。在同一厚度和同一波长条件下,AAOAg薄膜的光学反射率比QuartzAg薄膜小很多,当厚为109nm时,在可见光和红外光区域,QuartzAg薄膜的反射率超过95%,而AAOAg薄膜的全反射率为40%;QuartzAg薄膜在厚度为25nm时已导电,而AAOAg薄膜的厚度为37nm时才开始导电。对于同一厚度,AAOAg薄膜的方块电阻比QuartzAg薄膜的大,随着膜厚的增加,它们的差值从厚为37nm时的4.90Ω/口逐渐减小到厚为200nm时的0.37Ω/口。

溅射功率和工作气压对磁控溅射铬薄膜光电学性质的影响

采用直流磁控溅射方法在石英基片上沉积铬薄膜.研究溅射功率、工作气压对铬薄膜结构、电学和光学性质的影响.利用X射线衍射仪、分光光度计和Van der Pauw方法分别检测薄膜的结构、光学和电学特性,利用德鲁特模型和薄膜的透射、反射光谱计算薄膜的厚度和光学常数.结果表明:制备的铬薄膜为体心立方的多晶态;在工作气压0.6Pa一定时,随着溅射功率从40W增加到120W,沉积速率呈非线性增加,薄膜更加致密,电阻率连续降低,在550nm波长处,薄膜的折射率从3.52增大到功率80W时的最大值(3.88),尔后逐渐减小至3.69;消光系数从1.50逐渐增大到2.20;在溅射功率80W一定时,随着工作气压从0.4Pa增加到1.2Pa,沉积速率呈近线性降低,薄膜的电阻率逐渐变大,在550nm波长处,折射率从3.88减小到3.62,消光系数从2.55减小到1.48.

真空退火对ZnS与PbS混合薄膜结构和光学性质的影响

采用电子束蒸发的方法在石英基片上一次沉积厚度约为400nm的ZnS与PbS混合薄膜多个样品,随后将不同样品在3×10-3Pa的真空中分别以100～600℃退火1h.样品的成分、结晶性能、表面形貌和光学性质分别采用X射线能量色散谱、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜和分光光度计等进行检测.结果表明,制备态样品为非晶态,300℃真空退火的样品已开始结晶;当退火温度不低于500℃时,退火过程中,混合薄膜中的PbS大量挥发,退火后样品中的PbS含量明显减小.随着退火温度从100℃升高到600℃,样品的表面粗糙度和表面颗粒尺寸是先减小、后增大;光学透射率则呈现先升高后下降再升高的变化特性;退火后混合薄膜光学性质的变化与薄膜的成分、结晶性能和表面形貌的变化密切相关.