退火温度对磁控溅射SiC薄膜结构和光学性能的影响

首先采用射频磁控溅射法在单晶Si(100)衬底上沉积制备了SiC薄膜,然后将所制备的薄膜试样分别在600,800和1 000℃氩气氛中退火120 min;采用X射线衍射仪和红外吸收光谱仪分析了薄膜的结构随退火温度的变化,采用荧光分光分度计研究了薄膜的发光性能随退火温度的变化。结果表明:室温制备的SiC薄膜为非晶态,经600℃退火后薄膜结晶,且随着退火温度的升高,薄膜的结晶程度越来越好,并且部分SiC结构发生了由α-SiC到β-SiC的转变;所制备的SiC薄膜在384和408 nm处有两个发光峰,且两峰的强度均随退火温度的升高逐渐变强,其中384nm处的峰源自于SiC的发光,408 nm处的峰源自于碳簇的发光。

奥氏体不锈钢上功能梯度SiC薄膜的制备和性能

用磁控溅射法在奥氏体不锈钢基片上制备了SiC单层膜和Ti/TiN双层膜以及Ti/TiN/SiC功能梯度薄膜。采用XRD和显微硬度计对薄膜的结晶质量和硬度进行表征;用AFM和SEM对薄膜的表面和截面形貌进行了表征。结果表明:Ti/TiN双层膜在氩氮流量比为15∶15时,薄膜的结晶质量最好,硬度最高,达到15.6 GPa,最适合作为钢基SiC薄膜的缓冲层。另外,功能梯度SiC薄膜比SiC单层膜的结晶质量好;不同退火温度下功能梯度SiC薄膜的硬度高于SiC单层膜,同时功能梯度SiC薄膜的表面结晶质量也优于SiC单层膜。

直流/射频反应磁控溅射法制备W掺杂VO_X薄膜的工艺和性能

用直流/射频反应磁控共溅射法分别在玻璃和单晶硅片基底上制备VOX薄膜和W掺杂VOX薄膜,经退火后,对薄膜进行电阻-温度特性、XRD、表面形貌等测试。结果表明:当溅射气压为1.5 Pa、氧氩比为0.8:25 sccm、V靶采用100 W直流电源、W靶10 W射频电源共溅射制备的W掺杂VOX薄膜,经Ar气氛中450℃退火2 h后,薄膜相变温度由未掺杂时的68℃降低到40℃左右。XRD衍射结果表明部分W原子进入了VOX晶格;另外单晶硅片上制备的VOX薄膜的电阻温度系数和电阻值均大于玻璃基片上制备的薄膜。

磁控溅射工艺对VO_x薄膜结构和性能的影响

以高纯氧和高纯氩为气源,通过改变薄膜的制备工艺,用直流磁控溅射法在玻璃和单晶硅片上制备了VO_x薄膜,并对其进行了退火处理。借助LCR测试仪和X射线衍射仪,对VO_x薄膜的电阻温度系数、晶体结构进行了检测。结果表明,当溅射气压为1.5Pa,功率为100W,时间为1h,氧氩比为0.8:25时,经450℃退火后,玻璃基片上制备的薄膜的电阻温度系数(TCR)超过-0.02/℃,其结构和性能最好。同时对比了玻璃和单晶硅基片对VO_x薄膜的生长、性能和结构的影响。当氧氩比为0.8:25时,单晶硅片上制得的VO_x薄膜的质量和性能最好。

Al_2O_3薄膜的发光性能及其结构研究

以高纯铝为靶材,在不同氧氩比例下,采用直流反应磁控溅射法制备了Al2O3薄膜。用F-4500型荧光分光光度计测量其荧光光谱,观察到416 nm和438 nm处的光致发光发射谱(PL),是由于氧空位充当的色心所致,且随着氧氩比例的增加,峰的位置基本不变,强度先上升后下降,这是由于氧氩比例的改变导致氧空位浓度变化引起的。通过对未退火及不同温度退火样品的XRD分析发现:室温沉积的Al2O3薄膜为非晶态,400℃退火开始有晶体出现,且退火温度越高,结晶性能越好。

CLAM钢表面硬质薄膜的制备与性能研究

采用射频反应磁控溅射法在中国低活化马氏体(CLAM)不锈钢表面制备了单层A12O3、SiC、W薄膜以及SiC/A12O3、W/A12O3双层膜。对所制备的薄膜进行了XRD结构分析、AFM表面形貌测试和显微硬度测试。结果表明:单层SiC薄膜表面出现了部分脱落,而SiC/A12O3双层膜表面完整光滑。W/A12O3双层薄膜表面平整光滑,均方根粗糙度为4.28 nm。W单层薄膜和W/A12O3双层薄膜经氩气中800℃退火2 h后硬度最高,分别达到了34.4 GPa和31.3 GPa。