对向靶反应溅射CN薄膜热稳定性的Raman散射研究

用Raman散射研究了对向靶反应溅射法制备的CN薄膜的键结构研究表明，在C膜中掺杂N可以抑制CN膜中sp3键的形成，提高sp2键的相对含量。

总气压与Ar/O_2流量比对直流对向靶磁控溅射TiO_2薄膜光催化性能的影响(英文)

采用对向靶磁控溅射法在不同气压和Ar/O2流量比条件下,以氟化SnO2(FTO)导电玻璃为基底制备了多晶TiO2薄膜.台阶仪测量结果显示所制备TiO2薄膜的平均厚度约为200nm.随着溅射气压的升高,TiO2薄膜由锐钛矿与金红石混晶结构转变为纯锐钛矿结构.分别采用场发射扫描电镜(FESEM)和原子力显微镜(AFM)分析了不同气压和Ar/O2流量比对TiO2薄膜表面形貌的影响,结果显示TiO2薄膜的表面粗糙度随溅射总气压和Ar/O2流量比的增加而增大.以初始浓度为100×10-6(体积分数)的异丙醇(IPA)气体为目标物检测所制备TiO2薄膜的光催化性能,并分析该气相光催化反应的机理,在紫外照射条件下异丙醇先氧化为丙酮再被氧化为CO2.当总溅射气压为2.0Pa、Ar/O2流量比为1:1时,溅射所得TiO2薄膜具备最优光催化活性并可在IPA降解反应中保持较高的催化活性和稳定性.

中频对向靶磁控溅射制备超薄ZnO薄膜及其在太阳电池中的应用

中频溅射制备ZnO薄膜可改善射频磁控溅射方式中沉积速率过慢的缺点。对于多层薄膜的制备,对向靶的设计可使样品避开等离子体直接轰击,减少基底薄膜的损伤。本文采用这项技术制备厚度约为50nm的ZnO薄膜,通过调整工作压强、溅射功率、氧氩比等工艺条件,制备出均匀致密,结晶质量高,电阻率在102～103Ω.cm之间,可见光区透过率达到90%的ZnO薄膜。将其应用到C IGS太阳电池中发现,具有50nm厚度的ZnO层的C IGS太阳电池的性能较无ZnO层的太阳电池都有了很大提高。

对向靶溅射制备CN膜的键态

使用对向靶溅射系统制备ＣＮ 膜． 研究了膜的结构和Ｃ与Ｎ 之间的键态．膜为非晶结构，Ｎ／Ｃ随Ｎ２ 分压增大而增大，Ｎ 与Ｃ的键合优先形成Ｎｓｐ２Ｃ，Ｎｓｐ３Ｃ的含量随Ｎ／Ｃ上升而增大．Ｎ 含量进一步增大时， 出现新的键态，Ｎｓｐ３Ｃ含量下降．

对向靶磁控溅射纳米氧化钒薄膜的热氧化处理

采用直流对向靶磁控溅射方法制备低价态纳米氧化钒薄膜，研究热氧化处理温度和时间对氧化钒薄膜的组分、结构和电阻温度特性的影响采用X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）和原子力显微镜（AFM）对氧化钒薄膜的组分、结晶结构和微观形貌进行分析，利用热敏感系统对薄膜的电阻温度特性进行测量．结果表明，经300～360℃热处理后，氧化钒薄膜的组分逐渐由V2O3和VO向VO2转变，薄膜由非晶态变为单斜金红石结构，具有金属半导体相变性能；增加热处理温度后，颗粒尺寸由20nm增大为100nm，薄膜表面变得致密，阻碍氧与低价态氧化钒的进一步反应，薄膜内VO2组分舍量的改变量不大；增加热处理时间后，薄膜内VO2组分的含量明显增加，相变幅度超过2个数量级.

对向靶溅射制备NiCr-NiSi薄膜热电偶的动态特性研究

用对向靶溅射制备NiCr－NiSi薄膜热电偶，实现了薄膜成分与靶材基本一致。对热电偶进行动态特性测试表明，薄膜热电偶的时间常数τ随膜厚变薄而减小，并对此进行讨论。

对向靶溅射制备CN膜研究

使用对向靶系统在Ｓｉ（１００）基片上于不同Ｎ２分压下制备ＣＮ膜样品。Ｘ射线衍射表明样品为非晶结构。用Ｘ射线光电子谱测量膜中Ｎ的含量，结果表明膜中／Ｃ随Ｎ２分压提高而增大，当Ｎ２分压为１００％时，Ｎ／Ｃ达到０．４６。用Ｘ射线光电子谱和红外谱研究了膜中Ｃ与Ｎ的键态，结果表明膜中Ｃ与Ｎ之间存在化学键合。Ｎ与Ｃ的键态主要由Ｎ－ｓｐ＾２Ｃ和Ｎ－ｓｐ＾Ｃ及少量Ｃ＝Ｃ组成。

在石英纤维丝上对向靶材直流反应磁控溅射沉积氧化铝薄膜

采用对向靶材直流反应磁控溅射法,以金属铝为靶材,高纯氧为反应气体,在石英纤维丝上沉积了氧化铝薄膜,并对氧化铝薄膜的晶体结构、化学组成和表面形貌进行了研究.结果表明,室温沉积的氧化铝薄膜具有无定形结构,其组成为非化学计量比的氧化铝.场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)显示在石英纤维丝上沉积的氧化铝薄膜致密且平整.沉积氧化铝薄膜的单根石英纤维丝的拉伸强度提高了1.85倍.

对向靶溅射高炮和磁化强度(Fe,Ti)-N薄膜

本实验用对向靶溅射仪分别在Si（100），NaCl单晶衬底上成功地制备出具有高炮和磁化强度的（Fe，Ti）－N薄膜，研究了氮气分压和衬底温度对薄膜结构与磁性的影响。氮气分压为0．04～0．07Pa，衬底温度为100～150℃时，有利于Fe_(16)N_2相的形成，在此条件下制备的（Fe，Ti）－N薄膜的饱和磁化强度为2．3～2．46T，超过纯Fe的饱和磁化强度值。

对向靶反应溅射制备AlN薄膜的结构及物性

用对向靶反应溅射制备的AIN薄膜(Si(100)基片),高气压为(100)取向,低气压下为(002)取向,精确测量XRD衍射峰位可看出AIN薄膜有较大应力.由AIN(100)取向薄膜XPS分析结果可知,AI2P和N1S的结合能分别为73.7eV和396.7eV.对硬度的测量发现AIN薄膜硬度较大,取向对硬度没有影响.

对向靶溅射α″-Fe_(16)N_2薄膜结构及其热稳定性

用对向靶反应溅射法制备了α″- Fe1 6 N2 薄膜 ,用 X射线衍射 (XRD)、透射电子显微镜(TEM)和振动样品磁强计 (VSM)对α″- Fe1 6 N2 的结构、磁性以及结构的热稳定性进行了分析讨论 .结果表明 ,随退火温度的升高 ,α″- Fe1 6 N2 相逐渐分解为 α″- Fe和 γ′- Fe4N两相 .对磁性的分析表明 ,造成饱和磁化强度存在较大差异的原因与其内在的结构差别有很大的关系 .

对向靶溅射法中直流负偏压对FeN化合物薄膜的结构和磁性的影响

对向靶反应溅射法制备的FeN化合物薄膜的结构和磁性对基板偏压的变化很敏感,不同的偏压数值作用的效果不同。我们用基板偏压促进成膜原子间的相互扩散,以及对负离子排斥降低膜中N的浓度和粒子轰击对膜再溅射的观点解释了FeN膜的结构和磁性的变化。

对向靶溅射AIN薄膜的研究

本文介绍了采用对向靶溅射装置,在较低的基片温度下(<70℃)制备AlN薄膜的方法。通过控制溅射气氛和成膜速率,可以得到符合化学式量比的优质AlN薄膜。将该AlN薄膜作为磁光薄膜的光学匹配膜,使磁光克尔旋转角从0.32°增加到0.72°。

对向靶溅射α″-Fe_(16)N_(2)薄膜的结构与磁性

用对向靶反应溅射法制备了α″-Fe1 6 N2 薄膜 ,用 X射线衍射 ( XRD)和振动样品磁强计 ( VSM)对其结构、磁性进行了分析讨论 。

对向靶溅射氮化铁梯度薄膜

氮化铁薄膜具有优异的磁性能,同时又具有良好的耐腐蚀性,是一种优异的高密度磁记录磁头材料.目前已广泛确认的氮化铁系化合物共有4相,分别是α″-Fe_(16)N_2,γ′-Fe_4N,ε-Fe_xN(2≤x≤3)和ζ-Fe_2N.它们的磁矩和Curie温度随含氮量的增加而降低.Fe_(16)N_2在已发现的磁性材料中具有最高饱和磁通密度(2.8～3.0T),Fe_4N和Fe_xN(2≤x≤3)则分别为1.7和1.4T,Fe_2N在常温下为非磁性.铁氮化合物随着含氮量的增高,耐腐蚀性越来越好.

用对向靶溅射法制备巨磁阻超晶格薄膜

巨磁阻(GMR)超晶格薄膜(如Co/Cu,Ni/Ag以及Fe/Cr等系统)的研究已取得许多重要成果,其中Co/Cu多层薄膜受到特别重视,因其具有较高的室温巨磁阻效应,而且重复性好和容易制备,极有希望首先得到应用,已报道的制备方法包括分子束外延、超高真空蒸发以及磁控溅射,其中,磁控溅射法所得到的GMR较大,采用较为普遍,普通磁控溅射中铁磁靶材引起的磁屏蔽导致溅射率低,而且靶面溅蚀不均匀以及存在对薄膜的二次溅射等问题.

用对向靶溅射法外延生长La-Ca-Mn-O巨磁阻单晶薄膜

用对向靶溅射法(FTS)在(110)NdGaO_3基板上外延生长出La-Ca-Mn-O(LCMO)单晶薄膜,其三维晶体结构用高分辨率双晶X射线衍射技术(DCD)和掠面衍射技术(GID)分析,薄膜表面形貌用原子力显微镜(AFM)测量.结果表明,薄膜有c轴位于薄膜平面的类钙钛矿结构,所有已测量X射线衍射峰的摇摆曲线的半高宽度均约为0.01°,这是迄今报道过的陶瓷薄膜的最小结构参数.AFM图象清楚表明薄膜为单原子层状生长,表面原子层台阶高度为0.195nm.台阶宽度为360～400nm.台阶边缘沿(001)方向.原位生长的薄膜已具有较大的巨磁阻效应.

氮化铁梯度薄膜的制备

用对向靶溅射仪制备了具有梯度结构的氮化铁薄膜材料．卢瑟福背散射分析结果表明，铁、氮两种原子的密度沿膜厚度方向呈梯度变化．在薄膜中有ζ－Ｆｅ２Ｎ，ε－ＦｅｘＮ（２＜ｘ＜３），γ′－Ｆｅ４Ｎ和α″－Ｆｅ１６Ｎ２等物相．振动样品磁强计测试结果表明部分梯度膜的饱和磁化强度值接近纯铁膜，膜面富铁的梯度样品的矫顽力与基底富铁的梯度样品的矫顽力相差很大。

退火温度对磁控溅射TiO_2薄膜结构及性能的影响

采用对向靶磁控溅射法在FTO导电玻璃基底上制备了TiO2薄膜,分别在450,℃、500,℃和550,℃条件下对TiO2薄膜进行退火处理;利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)测试手段分析了不同退火温度对TiO2薄膜晶体结构与表面形貌的影响.以异丙醇(iso-propanol,IPA)为目标物,研究了所制备TiO2薄膜的光催化性能,并分析了该气相光催化反应机理.同时在氙灯照射下,测试了TiO2薄膜的光电流以分析其光电性能.结果表明:当退火温度由450,℃升至550,℃时,TiO2薄膜由纯锐钛矿结构转变为金红石与锐钛矿型混晶结构,其表面形貌则变化不大;TiO2薄膜光催化性能与光电性能均随退火温度的升高而提高,经550,℃退火的TiO2薄膜可将IPA高效降解为丙酮和CO2,其光电流可达0.7,mA并保持稳定.

掺杂Ti对Fe－N薄膜结构与磁性的影响

用对向靶溅射仪制备出含多量Ｆｅ（１６）Ｎ２相的（Ｆｅ，Ｔｉ）－Ｎ薄膜，研究了掺杂Ｔｉ对Ｆｅ－Ｎ薄膜结构与磁性的影响，在溅射Ｆｅ－Ｎ薄膜时加入适量的Ｔｉ可提高Ｆｅ－Ｎ薄膜中Ｆｅ（１６）Ｎ２相的含量．Ｔｉ含量（原子分数）在０—２５％时薄膜饱和磁化强度均高于纯Ｆｅ的值；Ｔｉ浓度为１０％时，薄膜磁化强度高达２．６８Ｔ，比纯Ｆｅ的饱和磁化强度值高２０％．