磁控溅射膜厚均匀性与靶-基距关系的研究

从理论上分析了平面磁控溅射靶沉积薄膜的厚度均匀性。根据磁控溅射阴极靶刻蚀的实际测量数据 ,建立了靶的刻蚀速率方程 ,以此为依据 ,对膜厚均匀性的有关公式进行了讨论。采用计算机计算了基片处于不同靶 -基距时 ,膜厚均匀性的分布。研究结果表明 ,随着靶基距的增加 ,膜厚均匀性逐渐变好。在同样的靶基距下 ,沿靶长度方向的均匀性明显优于宽度方向。最后 ,通过实验证实了上述结论。

不同靶基距下凹槽表面HIPIMS法制备钒膜的微观结构及膜厚均匀性

目的研究不同靶基距对高功率脉冲磁控溅射(HIPIMS)在凹槽表面制备钒膜微观结构和膜厚均匀性的影响,实现凹槽表面高膜层致密性和均匀性的钒膜制备。方法采用HIPIMS方法制备钒膜,在其他工艺参数不变的前提下,探讨不同靶基距对凹槽表面钒膜相结构、表面形貌及表面粗糙度、膜层厚度均匀性的影响。采用XRD、AFM及SEM等观测钒膜的表面形貌及生长特征。结果随着靶基距的增加,V(111)晶面衍射峰强度逐渐降低。当靶基距为12 cm时,钒膜膜层表面粗糙度最小,为0.434nm。相比直流磁控溅射(DCMS),采用HIPIMS制备的钒膜呈现出致密的膜层结构且柱状晶晶界不清晰。采用HIPIMS和DCMS方法制备钒膜时的沉积速率均随靶基距的增加而减少。当靶基距为8 cm时,采用HIPIMS方法在凹槽表面制备的钒膜均匀性最佳。结论采用HIPIMS方法凹槽表面钒膜生长的择优取向、表面形貌、沉积速率及膜厚均匀性均有影响。在相同的靶基距下,采用HIPIMS获得的钒膜膜厚均匀性优于DCMS方法。

靶/基距对CrTiAlN薄膜性能影响的研究

利用闭合场非平衡磁控溅射离子镀设备在H13热作模具钢基体上沉积了CrTiAlN薄膜.采用SEM、EDS、维氏显微硬度计、涂层附着力划痕仪等测试仪器对薄膜的形貌和成分进行了表征和分析,测得了薄膜的表面显微硬度和膜/基结合力,并采用摩擦磨损试验仪对薄膜的摩擦磨损性能进行了测试.研究和分析了不同靶/基距对CrTiAlN薄膜的厚度、成分和性能的影响.

靶基距对脉冲激光沉积β-FeSi_2薄膜质量的影响

常用的分子束外延、粒子束沉积法难以获得均匀、致密性好的单一相β-FeSi2薄膜,利用脉冲激光沉积及热退火处理法在P型Si(100)基片上制备了均匀的单一相β-FeSi2薄膜。利用X射线衍射仪、扫描电镜、原子力显微镜及红外光谱仪研究了靶基距对β-FeSi2薄膜的结构、组分、结晶质量、表面形貌及光吸收特性的影响。结果表明:随着靶基距的增加,薄膜的晶化程度先变差后增强再变差,晶粒尺寸先减小后增大再减小,颗粒分布均匀性先变好后变差;表面粗糙度先减小后增大;靶基距为40 mm时,β-FeSi2薄膜的结晶度较高,颗粒大小均匀、趋于球形化,薄膜致密性较好,粗糙度较低,对红外光的吸收较好。

磁场及靶基距对CrAlN薄膜性能的影响

为了改善CrAlN薄膜与基材间的结合强度,提高其耐磨性能。利用阴极弧溅射技术,在45钢基材上沉积了CrAlN薄膜。分析了磁场和靶基距对CrAlN薄膜性能的作用机理,考察了磁场对薄膜的厚度、表面形貌、结合力以及耐磨性能的影响,同时与无磁场时沉积的薄膜进行了对比。结果表明:薄膜膜厚、表面粗糙度、液滴沉积尺寸及数量随着靶基距增大而减小;相较于无磁场样品,有磁场样品的表面粗糙度更小,曲率半径更大,结合力得到了提高。有磁场时界面结合力约为60 N,且随着靶基距变化不大,而无磁场时结合力变化较大。两者在同条件下对比,结合力提高了20%~80%不等;薄膜摩擦系数与磨损率随靶基距增大而减小,同靶基距时有磁场样品的摩擦系数及磨损率较小。当存在磁场且靶基距在160~180 mm时,沉积的CrAlN薄膜性能最优。该研究结果为制备具有更高性能的CrAlN薄膜提供了重要参考。

靶基距对射频磁控溅射法制备氟碳膜的结构与性能影响

采用射频磁控溅射法,以聚四氟乙烯(PT-FE)为靶,氩气为载气,在再生纤维素基底上制备了氟碳膜。用原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)和静态接触角测试仪对氟碳膜的表面形貌、表面结构和表面性能进行了研究。结果表明,该法制得的氟碳膜是由纳米粒子组成的岛状结构,岛的表面起伏不平。这种氟碳膜由—CF3、—CF2—、—CF—和—C—4个组分构成,靶基距从30mm增加到80mm时,氟碳膜的F/C从0.551减小到0.427,呈逐渐减小的趋势。随着靶基距的增大,接触角从107°逐渐减小到75°,减小靶基距有利于提高氟碳膜的疏水性能。

磁控溅射中靶-基底距离与Si共掺对ZnO:Al薄膜性质的影响(英文)

使用射频磁控溅射,在正方形石英衬底上沉积透明导电掺Al的ZnO(AZO)和Si共掺AZO(AZO:Si)薄膜.系统研究了靶-基底距离(Dst)和Si共掺对AZO薄膜电学、光学性质的影响.电阻率、载流子浓度和迁移率都强烈地依赖于靶-基底距离,随着靶-基底距离的减少,载流子浓度和迁移率都有显著的增加,电导率也随之提高.在靶-基底距离为4.5cm处,得到最低电阻率4.94×10-4Ω·cm,此时的载流子浓度和迁移率分别是3.75×1020cm-3和33.7cm2·V-1·s-1.X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和边界散射模型被用于分析载流子浓度、迁移率和靶-基底距离的关系.透射谱显示,在可见-近红外范围内所有样品均有大于93%的平均透射率,同时随着靶基距离的减少,吸收边蓝移.AZO:Si表现出可与AZO相比拟的高电导和高透射光学特性,但在热湿环境中却有着更好的电阻稳定性,这在实际使用中很有意义.

靶基距对C/Cr复合镀层厚度影响的研究

以四靶闭合场非平衡磁控溅射方法制备C/Cr镀层,用球痕法测量镀层厚度,研究了镀层厚度及均匀性随靶基距的变化规律,并探讨了靶基距影响镀层厚度的机理。结果表明:靶基距对镀层厚度有明显影响;镀层厚度随靶基径向距增大而显著减小,随靶基轴向距的增加变化不大;试样放置位置越靠近真空室中心区域,镀层厚度均匀性越好;磁场空间分布和粒子迁移中的散射碰撞是导致靶基距影响镀层厚度的主要原因。

靶基距对Cu/Si(100)薄膜结构和残余应力的影响

采用高功率调制脉冲磁控溅射(MPPMS)技术在Si(100)基体上沉积Cu薄膜,SEM观察薄膜厚度及生长特征、XRD分析薄膜晶体结构、nanoindentor测量薄膜纳米硬度和弹性模量、Stoney公式计算薄膜残余应力,研究沉积过程靶基距对Cu/Si(100)薄膜沉积速率、微结构及残余应力的影响。随着靶基距的增大,薄膜沉积速率降低,薄膜的生长结构由致密T区向I区转变,Cu(111)择优生长的晶粒逐渐减小,薄膜纳米硬度和弹性模量也相应降低,残余拉应力约为400 MPa。较小靶基距时增加的沉积离子通量和能量,决定了薄膜晶粒合并长大体积收缩过程的主要生长形式,导致了Cu/Si(100)薄膜具有的残余拉应力状态。MPPMS工艺的高沉积通量和粒子能量可实现对Cu/Si(100)薄膜残余应力的调控。

远程靶基距Nb/Al-AlOx/Nb约瑟夫森结薄膜溅射制备技术研究

高质量Nb/Al-AlO x/Nb三层膜制备是基于超导-绝缘-超导型(SIS)约瑟夫森结的量子电压标准芯片和超导量子干涉器件的关键工艺。针对远程靶基距直流磁控溅射工艺条件,研究溅射气氛和溅射功率对Nb、Nb/Al薄膜结构、形貌和电学性质的影响。Ar气流量20 mL/min,0.53 Pa,600 W制备的Nb膜的应力接近零压力,粗糙度仅为1.05 nm,超导转变温度9.2 K,剩余电阻比达到5.33。0.53 Pa,450 W制备的150 nm Nb上10 nm Al膜粗糙度仅为1.51 nm,完全覆盖底层Nb膜。以此条件制备的Nb/Al-AlO x/Nb SIS结能隙电压达到2.6 mV,表明远程溅射可以实现SIS结工艺所需高质量三层膜。

靶基距对直流反应磁控溅射制备TiO_2薄膜光学性质的影响

应用DC(直流)反应磁控溅射设备在硅基底上制备TiO2薄膜,在固定的电源功率下,氩气流量为42.6sccm,氧流量为15sccm,溅射时间为30min的条件下,通过控制靶基距改变TiO2薄膜的光学性质。应用n&kAnalyzer1200测量,当靶基距增加时薄膜的平均反射率降低,同时反射低谷先短波后长波之后再短波;靶基距对消光系数k影响较大;随着靶基距的增加薄膜的折射率出现了下降的趋势,但当靶基距达到一定的量值时折射率的变化趋于稳定。通过XRD和SEM表征发现,随着靶基距的增加TiO2的晶体结构由金红石相向锐钛矿相转变,薄膜表面的颗粒度大小由粗大变得微小细密。

基于MALDI-TOF MS微生物检测的一次性纸基靶板开发

针对基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOFMS)目前使用的不锈钢靶板或一次性可抛弃塑料靶板存在的清洗流程复杂,易有残留从而产生交叉污染或需要回收、污染环境等问题,开发了一种可一次性使用的纸基靶板。该靶板成本低,使用后方便处理,不会对环境造成污染。并利用标准品从分辨率、灵敏度、重现性、微生物鉴定4个方面对纸基靶板进行了测试,结果表明开发的纸基靶板在分辨率、灵敏度等指标方面与钢靶板基本一致,样品检测重现性较好,具有应用于临床微生物检测的潜力。

玻璃基介电型MALDI-TOF MS一次性靶片设计制备及其在微生物检测性能的研究

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)广泛用于生物检材测试,由于其具备快速、精准、高通量的特性,将成为医疗微生物测试领域应用的新途径。目前,用于医疗微生物检测的MALDI-TOF MS靶片主要为钢质重复使用型,存在交叉污染、分辨率不足的问题。因此,研发基于新型低成本材料的高性能一次性靶片成为研究热点。本团队开发了一种玻璃衬底、靶点为金属金表面、含有特殊结构的介电型一次性靶片。本文分别从基质结晶情况、分辨率、测试质量稳定性以及细菌标准品测试稳定性等方面,对介电型玻璃一次性靶片与钢靶片的性能做详细对比。结果表明,介电型玻璃一次性靶片具有比钢靶片更优的结晶均匀性,对大质量细菌蛋白有更优的分辨率,有与钢靶片持平的测试稳定性以及更好的细菌检测评分稳定性。由于玻璃衬底廉价易得,在量产状态下,有望将平均材料成本控制在10元/片,可实现对钢靶片低成本替代。

靶基距对杂化离子镀TiCN薄膜结构和性能的影响

以基底与溅射碳靶之间的距离(靶基距)为变量参数,采用杂化离子镀技术在高速钢、硅片以及不锈钢片表面制备Ti CN薄膜。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、维氏硬度计、XP-2台阶仪分别对薄膜的物相结构、表面形貌、显微硬度、沉积速率进行表征,研究了靶基距对薄膜结构和性能的影响。结果表明,所制备的Ti CN薄膜具有晶体结构,膜层沿Ti CN(220)晶面择优生长;靶基距的增加会使薄膜的沉积速率逐渐增快,但薄膜中C的掺杂量、显微硬度则会随之下降,表面质量也不断变差。

靶基距对Mg掺杂TiO_2薄膜厚度及结构的影响

利用台阶仪、X-射线衍射仪分别研究了薄膜厚度及物相.实验结果表明:随着靶基距的减小,薄膜的厚度增加,而对于纯TiO_2主峰的衍射峰强度增加;除了靶基距为4 cm的薄膜中有锐钛矿结构的Mg Ti2O5杂相之外,其它靶基距的薄膜均为TiO_2的锐钛矿与金红石的混合相;在靶基距为6 cm时锐钛矿相TiO_2的晶粒尺寸最大,大小为34 nm;在靶基距为7 cm时金红石相TiO_2的晶粒尺寸最大,大小为11.5 nm.

靶基距对ZnMgO:Ti透明导电薄膜性能的影响

采用直流磁控溅射法在玻璃衬底上制备了ZnMgO∶Ti透明导电薄膜。利用SEM、XRD、双光束紫外可见分光光度计和四探针法系统研究了靶基距对薄膜形貌及光电性能的影响。结果表明,靶基距对Zn MgO∶Ti薄膜光电特性有较大影响。随着靶基距的增加,电阻率先减小后增加,在靶基距为50 mm时薄膜电阻率达到最小值6.44×10-4Ω·cm;靶基距对薄膜的光透过率影响不大,所制备薄膜在400～900 nm范围内的平均透射率均达到92%,但随着靶基距的增加,光学吸收边界向短波方向移动,出现了蓝移现象。不同靶基距下,带隙宽度也发生了变化。

皮肤科激光器发展现状及不同靶色基激光临床应用进展

激光治疗作为一种有效的治疗多种疾病的手段已广泛应用于临床。其中激光器种类繁多,皮肤科常见的激光器包括二氧化碳激光、半导体激光、脉冲染料激光、长脉宽激光、调Q激光和点阵激光等。本文将从皮肤科激光器发展现状及不同靶色基激光临床应用进展作一简要综述,以期促进临床皮肤科医师对激光器的认识。

靶向胰腺癌基质治疗策略研究进展

胰腺癌基质在肿瘤进展、侵袭、转移和治疗抵抗中扮演着重要角色,单纯的靶向肿瘤细胞治疗策略已无法满足延长患者生存期的临床治疗需求。越来越多的研究着眼于靶向胰腺癌基质治疗与化疗、放疗和免疫疗法联合用药方案的开发。胰腺癌复杂的基质成分、互相串扰的信号通路和畸形增生的新生血管给靶向药物的研究开发带来了巨大挑战的同时也提供了相应的机遇。本文主要从细胞外基质(extracellular matrix,ECM)、肿瘤相关成纤维细胞(cancer associated fibroblasts,CAFs)和血管3个方面,综述了近期靶向胰腺癌基质治疗策略研究进展并加以分析讨论,以期为胰腺癌的靶向治疗提供新思路。

CoFe/NiFe复合自由层对自旋阀磁电阻变化率的影响

研究CoFe/NiFe复合自由层对自旋阀磁电阻变化率的影响。在实验中通过固定溅射功率、时间和气流,调节靶基距(TSD)得到不同厚度及均匀性的复合自由层CoFe/NiFe薄膜,进而达到优化自旋阀结构提高其磁电阻率的目的。实验结果表明:在TSD分别为8.382 cm、8.890 cm时,制备的CoFe和NiFe单层膜性能最优,电阻标准偏差分别为1.33%、0.98%。通过磁性能综合测试平台对优化后的CoFe/NiFe复合自由层的自旋阀结构进行了测试,磁电阻变化率(MR)较优化前提高了约0.84%。该研究可为高性能自旋阀结构的制备提供参考。

氧化锌共掺杂薄膜的光电性能研究

为研究不同掺杂氧化锌靶材制备薄膜的光电性能,采用了AZO和AGZO靶材制备薄膜样品,研究不同靶基距下制备AZO薄膜的均匀性,同时研究了不同溅射工艺参数下的AZO、AGZO薄膜的光电性能,此外,通过对比分析AZO、AGZO薄膜之间的性能差异,探究靶材组分改进对薄膜性能的影响和机理。实验结果表明,靶基距为9 cm沉积薄膜的厚度均匀性较好;在纯氩条件制备的AZO和AGZO薄膜的方阻最低,此外,AZO和AGZO薄膜在300nm~1300 nm的较宽区域均展现了良好的光学透射性能,在200℃/0%O2的参数条件下,AZO和AGZO薄膜的电阻率在10^(-3)Ω·cm量级,载流子浓度在10^(20)cm^(-3)量级,其中Ⅲ族元素的掺杂量增大的AGZO(2.6wt%Al_(2)O_(3)+Ga_(2)O_(3))在最佳工艺参数条件制备的薄膜的光电性能更为优越。