磁控溅射Ti掺杂NbN薄膜的机械和摩擦学特性研究

为研究Ti掺杂的NbN薄膜的机械和摩擦学特性,采用射频和直流磁控共溅射技术制备了Ti掺杂的NbN(Ti:NbN)薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、能量色散X射线光谱仪(EDX)、扫描电子显微镜(SEM)、纳米压痕仪、高温摩擦磨损实验机分别对Ti掺杂的NbN薄膜的微观结构、组成成分、表面形貌、机械和摩擦学性能进行了研究.XRD测试结果显示,薄膜的结晶性随着Ti靶掺杂功率的增加(从0 W逐渐升高到40 W)而呈明显增强趋势,晶粒尺寸也由18.010 nm增加到21.227 nm.当Ti靶的掺杂功率为30 W时,NbN薄膜的硬度由4.5 GPa(未掺杂)增加到20.4 GPa,弹性模量由145.8 GPa(未掺杂)增加到224.5 GPa;当Ti靶的掺杂功率为40 W时,NbN薄膜的摩擦系数由0.73(未掺杂)下降到0.51,磨损率由3.3×10^-6 mm^3/(N·mm)(未掺杂)下降到2.1×10^-6 mm^3/(N·mm).这表明,掺杂Ti可使NbN薄膜的机械性能和摩擦学性能得到很大的改善.

SnO_(2)-CdO复合薄膜的制备及其光电性能研究

使用射频磁控溅射技术,以原子百分比为4∶1和1∶4的SnO_(2)和CdO制备了SnO_(2)-CdO复合薄膜.XRD分析表明,SnO_(2)-CdO(4∶1)复合薄膜为SnO_(2)(310)和Cd2SnO4(011)的混合相多晶结构,且结晶性能良好.随着氧流量的增加,薄膜的择优生长方向由SnO_(2)(310)转变为Cd2SnO4(011).薄膜在可见光和近红外光范围内的最高透过率达到95%和91%,最高平均透过率达到87%和85%,光学带隙在3.80~3.90eV范围内变化.电阻率随着薄氧流量的增加而下降,最低为0.133Ω·cm.薄膜的厚度约为330nm,其表面由大量分布均匀的球形颗粒组成.原子百分比为4∶1的SnO_(2)-CdO复合薄膜的光电性能优于原子百分比为1∶4的SnO_(2)-CdO复合薄膜.