基底温度对射频磁控溅射PI基ITO薄膜的影响

采用射频(RF)磁控溅射法在柔性耐高温聚酰亚胺(PI)薄膜上沉积了氧化铟锡(ITO)薄膜,研究了基底温度对ITO薄膜性能的影响。运用四探针测试仪研究了基底温度对ITO薄膜方块电阻及电阻率的影响,并用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)研究了基底温度对ITO薄膜表面形貌及结晶度的影响。采用X射线光电子能谱仪(XPS)、附着力测试仪分析电学性能最优的样品化学组成与附着力。研究结果表明,ITO薄膜方块电阻及电阻率随基底温度上升先下降后上升,在基底温度为250℃时,ITO薄膜方块电阻为14.1Ω/□,电阻率为1.9×10^(-4)Ω·cm,基膜附着力好,薄膜结晶度高,(222)晶面存在择优取向。

离子束流和基底温度对ZrN/TiAlN纳米多层膜性能的影响

本文利用高真空离子束辅助沉积系统(IBAD),在室温下制备了ZrN、TiAlN和一系列ZrN/TiAlN纳米多层膜,利用XRD、纳米力学测试系统和多功能材料表面性能实验仪,分析了束流和基底温度对薄膜的微结构和机械性能的影响。结果表明:大部分多层膜的纳米硬度与弹性模量值都高于两种个体材料硬度的平均值,当辅助束流为5mA时,多层膜硬度达到30.6GPa。基底温度的升高,会显著降低薄膜的残余应力,但对薄膜的硬度,摩擦系数没有明显影响。

基底温度对脉冲激光沉积WS_x薄膜组织结构和摩擦学性能的影响

采用脉冲激光沉积法(PLD)在不同温度单晶硅基底上制备了WSx固体润滑薄膜.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对薄膜的成分、形貌和微观结构进行了分析,采用球-盘式磨损试验机测试了薄膜在大气环境下(相对湿度50%～60%)的摩擦学特性.结果表明:室温下所获得的薄膜为微晶结构;在RT～300℃范围内,随着温度的升高,薄膜表面趋于光滑、致密,且形成晶态WSx的趋势逐渐增大,薄膜与基底间的结合力增大,但薄膜中S和W的含量之比(S/W比)从1.84逐步下降到1.49.薄膜的摩擦系数在RT～200℃范围内与其S/W比呈反比关系,在300℃条件下,薄膜中形成了大量的WS2晶体,摩擦系数最低且耐磨性能也最好.

基底温度对电子束蒸发制备氧化铝薄膜的影响

为了考察基底温度对氧化铝薄膜折射率以及沉积厚度的影响情况,在不同基底温度环境下,通过离子辅助电子束蒸发方式,在玻璃基底上制备了同一Tooling因子条件下所监测到相同厚度的Al2O3薄膜,利用分光光度计测量光谱透过率,依据光学薄膜相关理论,计算了基底温度在25℃~300℃范围内获得的膜层实际物理厚度为275.611nm^348.447nm,以及膜层折射率的变化。通过对实验结果的数值计算和曲线模拟,给出了基底温度对于薄膜的折射率和实际厚度的影响情况。

基底温度对磁控溅射制备ZnO薄膜性能的影响

利用射频磁控溅射,在Si基底上制备了ZnO薄膜.采用电子薄膜应力分布测试仪、X射线衍射和傅立叶变换红外光谱仪等检测手段研究了基底温度对其应力、微结构及光学性能的影响.ZnO薄膜在(002)晶面具有良好的c轴取向.在基底温度为200～300 ℃范围内,ZnO薄膜具有良好的结晶性能和较均匀的应力分布.红外光谱在430cm-1附近出现了Zn-O键的振动吸收峰.

基底温度对Ag-MgF_2金属陶瓷薄膜内应力的影响

用电子薄膜应力分布测试仪测量了基底温度对Ag-MgF2金属陶瓷薄膜内应力的影响。结果表明:基底温度在300℃～400℃范围内,20.4mm选区内的薄膜平均应力最小,应力分布比较均匀,应力为张应力。XRD分析表明:当基底温度在300℃～400℃范围内,Ag-MgF2薄膜中的Ag和MgF2组分的晶格常数接近块体值,说明通过改变基底温度可以降低薄膜内应力。

基底温度对磁控溅射制备氮化钛薄膜的影响

在不同的基底温度下,采用直流磁控反应溅射法在硅基底上制备了氮化钛(TiNx)薄膜,研究了基底温度对薄膜结晶取向、表面形貌和导电性能的影响。实验结果表明:基底温度较低时,薄膜主要成分为四方相的Ti2N,具有(110)择优取向,当基底温度升高到360℃时薄膜中开始出现立方相的TiN。TiNx薄膜致密均匀,粗糙度小。随着基底温度的升高薄膜的电阻率显著减小。

PECVD下基底温度对SiC薄膜形态、成分及生长速度的影响

在单晶Si和多晶Cu基底表面上使用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）方法沉积了SiC薄膜．通过高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）及扫描电子显微镜（SEM）研究基底温度对SiC薄膜成分、结构及生长速度的影响规律。结果表明：在60～500℃基底温度下制备的SiC薄膜均为非晶态薄膜，薄膜的生长速度随基底温度的升高而线性降低，并且在相同沉积条件下，薄膜在Si基底上的生长速度要高于Cu基底。此外，薄膜中的硅碳原子比随基底温度的升高而降低，当基底温度控制在350℃左右时，可以获得硅碳比为1：1较理想的SiC薄膜。

基底温度控制方式对直流弧光放电PCVD金刚石膜的影响

如何精确、高效地实现对基底温度的测控,并获得优化的温度参数,对于CVD金刚石制备技术至关重要。本文采用自主研制的具有新型基底温度自动控制系统的直流弧光放电PCVD设备,分别进行了基底温度开环、闭环及开闭环复合控制下的金刚石薄膜制备研究,并采用SEM,激光Raman光谱仪对所制备薄膜的形貌品质进行了分析。研究结果表明:基底温控方式的不同会明显影响CVD金刚石膜的晶体、生长特征及品质,尤其造成了薄膜生长中二次形核密度以及非金刚石成分的显著变化;在保证系统稳定运行的前提下,当其它沉积参数恒定时,受控下的基底温度控制精度及控制品质的实时变化是影响CVD金刚石膜生长性能的主要因素,其中控制精度介于±5℃～±15℃间变化,而控制品质受控制方式的影响较大;相对于控制精度而言,控制品质的变化对常规金刚石薄膜生长性能的影响更为明显。对于此系统,只有采用开-闭环复合控制,且开环流量维持在其单独工作流量的20%时,才能保证基底温度控制精度、控制品质及所制备的CVD金刚石薄膜的质量最佳。

基底温度对刮涂制备的P3HT∶PCBM薄膜形貌和光伏电池性能的影响

研究了刮涂制备P3HT∶PCBM(P3HT:聚3-己基噻吩,PCBM:[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯)活性层的过程中,基底温度对P3HT∶PCBM活性层薄膜性质和电池性能的影响。结果表明,提高基底温度在缩短薄膜干燥时间的同时,抑制了PCBM相的大尺度聚集,并改善了P3HT∶PCBM薄膜中P3HT在(100)方向上的结晶程度,但降低了π-π共轭方向上的有序度。制备的光伏电池经过进一步退火处理后可形成良好的互穿网络结构,能量转换效率可达3.93%。

基底温度对直流磁控溅射制备氮化铜薄膜的影响研究

采用反应直流磁控溅射镀膜法,在氮气分压为0.9Pa、不同基底温度下、玻璃基底上制备了纳米多晶Cu3N薄膜,并研究了基底温度对薄膜结构和性能的影响。结果表明,当基底温度为100℃及以下时,薄膜以[111]方向择优生长为主;在150℃及200℃时,薄膜以[100]方向择优生长为主;250℃时开始出现Cu的[111]方向生长,300℃时已完全不能形成Cu3N晶体,只有明显的Cu晶体。随基底温度的升高,薄膜的沉积速率在13～28nm/min呈U型变化,低温和高温时较高,150℃时最低;薄膜的电阻率显著降低;薄膜的显微硬度先升后降,100℃时显微硬度最大。

基底温度复合控制对化学气相沉积纳米金刚石薄膜的影响

采用自主研制的具有基底温度开-闭环复合自动控制系统的直流弧光放电PCVD设备,当开环流量不同时,在硬质合金基体表面分别进行了纳米金刚石薄膜制备研究。并采用SEM、XRD、激光Raman光谱仪对所制备薄膜的形貌、物相和品质进行了分析。研究结果表明,当开环流量从10→5→15→20mL/min变化时,所制备纳米金刚石薄膜的表面粗糙度及石墨成分会随之增加,金刚石晶粒转变为以(110)面生长为主,且尺寸增大;并加剧了硬质合金基体中Co相粘结剂向基体表面的扩散。温控中基底温度的波动(稳定性)是影响纳米金刚石薄膜生长性能的主要原因。

NdFeB基底温度对TiN防护膜耐腐蚀性的影响

在钕铁硼(NdFeB)稀土永磁体腐蚀防护过程中,针对基底温度对TiN防护膜防护效果影响较大的问题,采用磁控溅射技术在NdFeB永磁体表面沉积TiN防护膜,通过场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、电化学检测及永磁无损检测等手段对样品进行表征,分析基底温度对TiN膜微观结构及腐蚀防护性能的影响.结果表明:基底温度对TiN薄膜性能影响较大,温度的升高有助于晶粒生长,TiN(111)晶面取向更加明显;腐蚀测试结果显示基底温度300℃时耐腐蚀性最强,但磁性能损失最大.基底温度在100℃时TiN膜层的耐腐蚀性能较强,磁性能损失较小,对基底具有最佳的防护效果.

基底温度对直流溅射Nb掺杂TiO_2薄膜性能的影响

采用陶瓷靶直流磁控溅射,以玻璃为基底制备2.5wt%Nb掺杂TiO2薄膜,控制薄膜厚度在300~350 nm,研究了不同基底温度下所制得薄膜的结构、形貌和光学特性.XRD分析表明,基底温度为150℃、250℃和350℃时,薄膜分别为非晶态、锐钛矿（101）和金红石相（110）结构.基底温度250℃时,锐钛矿相薄膜的晶粒尺寸最大,约为32 nm.薄膜表面形貌的SEM分析显示,薄膜粗糙度和致密度随基底温度升高得到改善.薄膜的平均可见光透过率在基底温度为250℃以内约为70%,随基底温度升高至350℃,平均透过率下降为59%,金红石相的存在不利于可见光透过.Nb掺杂TiO2薄膜的光学带宽在3.68~3.78 eV之间变化.基底温度为250℃时,锐钛矿相薄膜的禁带宽度最大,为3.78 eV.

基底温度对氮化硼薄膜场发射特性的影响

利用射频磁控溅射方法,真空室中充入高纯N2(99.99%)和高纯Ar(99.99%)的混合气体,在n型(100)Si基底上沉积了六角氮化硼(h-BN)薄膜.在超高真空(<10-7Pa)系统中测量了BN薄膜的场发射特性,发现沉积时基底温度对BN薄膜的场发射特性有很大影响.基底温度为500℃时沉积的BN薄膜样品场发射特性要好于其他薄膜,阈值电场为12V/μm,电场升到34V/μm,场发射电流为280μA/cm2.所有样品的Fowler-Nordheim(F-N)曲线均近似为直线,表明电子是通过隧道效应穿透BN薄膜发射到真空的.

基底温度对中阶梯光栅厚铝膜质量的影响

大尺寸中阶梯光栅具有大孔径和极高的衍射级次,可以实现普通光栅难以达到的极高光谱分辨率。中阶梯光栅通常是利用刻划机在厚铝膜上刻划而成,所以制备大面积均匀性的高质量铝膜刻划基底是实现高性能大尺寸中阶梯光栅的关键因素。在较厚铝膜的制备工艺中,基底温度是至关重要的工艺参数。本文通过电子束热蒸发镀铝工艺在不同基底温度下制备了厚铝膜样品,并利用原子力显微镜、扫描电镜等手段从宏观和微观尺度详细分析了基底温度对铝膜质量的影响。铝膜平均晶粒尺寸从100℃时的264.34 nm增大到200℃时的384.97 nm和300℃时的596.35 nm,表面粗糙度Rq从100℃时的34.7 nm增长到200℃时的58.9 nm和300℃时的95.1 nm。结果表明,随着基底温度的升高表面粗糙度迅速增大,铝膜的表面质量严重退化。

基底温度对三氧化钨薄膜光电化学性能的调控研究

由于环境友好性、高的地球丰度和稳定的物理化学性质,三氧化钨在光电响应、光催化领域应用潜力巨大,受到了人们的广泛关注。薄膜形态的光催化材料能够避免粉体材料的团聚问题,并且在转移、回收再利用方面优势明显,因此制备用于光催化的三氧化钨薄膜是当前的研究前沿。本文通过磁控溅射在石英玻璃基底上沉积三氧化钨薄膜,研究了不同基底温度对薄膜结构和形貌的影响。采用X射线衍射、X射线光电子能谱、场发射扫描电镜、紫外可见吸收光谱、电化学工作站、光催化自组装平台对薄膜的成分形貌、光电化学性能、光催化活性进行表征。测试结果表明:基底温度为500℃时制备的单斜相三氧化钨薄膜具有较好的结晶性和更少缺陷,在500℃的基底温度下,新出现的(002)晶面取向的晶粒导致薄膜表面粗糙度和表面能增加,提升了光生电子空穴分离效率。光降解实验进一步证实此条件下制备的样品表现出最佳的光降解效率。可见,基底温度对磁控溅射制备的三氧化钨薄膜的光电化学性能有明显的调控作用。

氧氩比及基底温度对脉冲磁控溅射Cu2O薄膜结构和光学性能的影响

利用脉冲磁控溅射制备技术,采用单质金属铜靶作为溅射靶,在氧气(O2)和氩气(Ar)的混合气氛下在石英玻璃基底上制备Cu2O薄膜,研究了O2和Ar流量比(O2/Ar)及基底温度对沉积的Cu2O薄膜结构、表面形貌及光学性能的影响。结果表明:在O2/Ar为30∶80的气氛条件下,基底温度在室温(RT)和100℃时均可获得单相的Cu2O<111>薄膜;薄膜表面致密、颗粒呈球状,粗糙度的均方根(RMS)值随基底温度增加而增大;薄膜的光谱吸收范围为300～650 nm,紫外区吸收较强,可见光区吸收强度较弱,吸收强度隨基底温度的增加而增强,光学带隙(E g)随基底温度的增加而减小。

基底温度对ITO薄膜红外发射特性的影响

本文采用射频磁控溅射法制备ITO薄膜,该薄膜具有较低的红外发射率。利用紫外-可见-近红外分光光度计、红外发射率测量仪、四探针测试仪研究了溅射过程中基底温度对ITO薄膜红外特性和光电性能的影响,并且用AFM对ITO薄膜的表面形貌进行了表征。实验发现,随着基底温度的升高,薄膜的表面颗粒增大,透过率、方块电阻、平均红外发射率均会降低。本文还讨论了8μm～14μm波段平均红外发射率与方块电阻之间的关系。

基底温度对Ti/TiN薄膜内应力的影响

采用反应直流磁控溅射法,在硅基底上制备了一系列不同结构的Ti/TiN多层薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)对薄膜物相进行了分析,研究了溅射沉积过程中基底温度对周期薄膜结构及内应力的影响。结果表明:多层薄膜中的Ti出现(101)面,TiN的(200)面衍射峰强度在基底温度为600℃时最高。随着衬底温度的升高,薄膜内部的压应力逐渐减小,当基底温度在600℃时,薄膜内应力最小。