掠入射磁控溅射法制备CeO2纳米棒及其润湿性能研究

采用掠入射磁控溅射方法,在Si(100)衬底上,在不同沉积时间条件下制备了一系列CeO2薄膜。用扫描电子显微镜研究薄膜的表面及截面生长形态,用静态滴液法研究薄膜的润湿性能,用X射线光电子能谱研究薄膜表面的化学状态。结果显示,随着沉积时间的增加,CeO2逐渐生长成为纳米棒,纳米棒彼此独立,顶端呈三棱锥状.润湿性测试表明在空气气氛中放置240 h后薄膜呈现疏水性,且其接触角随薄膜粗糙度的增大而增大,最后达到最大值149.9°。而将新鲜的CeO2薄膜在空气气氛中放置24 h后,薄膜表现为本征的亲水特征。CeO2薄膜在空气气氛中随放置时间的增加由亲水性到疏水性的转变源于CeO2薄膜表面上依次发生了3个过程:(1) Ce的氢氧化物的形成;(2) Ce的碳酸盐的形成;(3)挥发性碳氢化合物在表面的吸附过程。

溅射功率对ZrNx薄膜微观结构、表面形貌及浸润性能的影响

利用射频磁控溅射技术,通过改变溅射功率,得到一系列ZrNx纳米薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及接触角测量仪表征了薄膜的微观结构、表面形貌及润湿性能。结果表明,随着溅射功率的增加,薄膜的结晶性变好,在200W时XRD衍射峰强度最高。溅射功率的增加也使得薄膜表面形貌的颗粒尺寸增加。受原子阴影效应的影响,在溅射功率较低时薄膜表面颗粒独立生长,在溅射功率达到200W时由于溅射到衬底表面的粒子有足够的能量进行迁移,薄膜表面开始形成团簇。