米花型银-氮化钛薄膜SERS基底的制备及罗丹明6G的检测研究

罗丹明6G的痕量检测需要具有较高的灵敏度,为提高SERS基底的增强因子从而提高检测灵敏度,设计了米花型SERS基底,采用有限元法对其拉曼增强效果进行仿真,模拟不同中心球半径r、米花花瓣轴a、b、c以及中心球与花瓣间距d条件下电场强度的变化,得出最佳结构参数,并计算其SERS增强因子。随后利用电化学沉积法制备该基底,并探究电压值以及柠檬酸三钠和AgNO_(3)的浓度配比对基底结构和性能的影响,从而制备出与理想物理模型形态最接近的米花型银/氮化钛薄膜基底。然后用其对罗丹明6G(R6G)进行痕量检测,探究该基底的拉曼增强效果以及稳定性。实验结果表明,当沉积电压为2V,柠檬酸三钠与AgNO_(3)浓度配比为1∶1 (2 mmol/L∶2 mmol/L)时,得到的米花型TiN-Ag复合SERS基底与理想化模型仿真形态最接近。经过计算得到该基底的增强因子可达10^(15),对罗丹明6G的检测限可达10^(-13)mol/L。实验结果证明设计的基底灵敏度高、稳定性强,可对食品非法添加剂的痕量检测提供技术支撑。

磁控溅射技术制备氮化钛薄膜的研究进展

氮化钛薄膜具有出色的涂层性能,如高硬度、低电阻率和良好的耐蚀耐磨性等,在汽车、航空航天和生物医学中有着广泛的应用。磁控溅射技术因其成本低、沉积速率高以及绿色环保等优势,成为氮化钛薄膜制备的主要技术之一。综述了磁控溅射工艺参数对氮化钛薄膜择优取向、晶粒大小、膜层厚度、相组成和力学性能等的影响规律和作用机制。另外,还讨论了掺杂元素的种类、浓度和不同的退火温度对氮化钛薄膜组织结构与性能的影响。最后,提出了磁控溅射制备氮化钛薄膜的研究难点,并展望了未来磁控溅射技术制备氮化钛薄膜的发展方向。

磁控溅射技术制备氮化钛薄膜的研究进展

磁控溅射在氮化钛薄膜制备方面具有显著优势,工艺参数对成膜质量影响显著。概述了氮化钛薄膜的晶体结构、物理性质及磁控溅射技术的工作原理及主要分类,重点综述了溅射功率、溅射时间、基底偏压、沉积温度、溅射气压、氮分压等工艺参数对氮化钛薄膜组织结构、表面形貌、沉积速率、表面粗糙度、择优取向、电学性能、力学性能、耐磨损性能、耐腐蚀性能、析氢性能等的影响规律和作用机理。此外,还就退火时间与退火温度对薄膜组织结构及电阻率的影响,基底材料对薄膜沉积速率与表面粗糙度的影响,以及靶材选取对薄膜的制备方式与成膜过程的影响等的研究与应用现状进行了介绍,进而展望了磁控溅射技术在制备高质量氮化钛薄膜领域的发展趋势。

用XPS和AFM等方法研究氮化钛薄膜的物理化学特性

采用反应非平衡磁控溅射方法制备了氮化钛 (TiN)薄膜 ,沉积时的衬底偏压的范围从 0V到 - 5 0 0V。实验结果表明 :TiN薄膜的物理特性和力学性能随衬底偏压变化 ,最佳的薄膜硬度与弹性模量在偏压为 - 10 0V时得到。AFM的测量结果显示薄膜的表面形貌和粗糙度随衬底偏压变化有一个非线性的变化趋势 ,同样的趋势也出现在Ti2p和N1s的芯态能谱上。特定谱峰的强度和位置的变化预示着偏压引起的薄膜成分和化学态的变化 ,XPS的结果表明 :适当的偏压有助于TiN的成键 ,稳定的化学结构防止了表面的氧化和扩散 ,抑制了杂质和缺陷的形成 ,良好的机械特性归于表面形貌的改善。

等离子铬镍共渗层与氮化钛薄膜的耐蚀性

对低碳钢表面进行等离子铬镍共渗,在4Cr13不锈钢表面沉积氮化钛薄膜。对两种强化层及其基体进行电化学腐蚀性能测试。.结果表明:在1 mol/L的H2SO4溶液中,铬镍共渗试样的耐腐蚀程度和氮化钛薄膜的相当,是4Cr13不锈钢试样的90倍,是低碳钢试样的120倍;在1 mol/L的NaOH溶液中,铬镍共渗试样的耐腐蚀性是4Cr13不锈钢试样的0.67倍,是低碳钢试样4.67倍,是氮化钛薄膜的3.67倍;在3.5%的NaCl溶液中,铬镍共渗试样的耐腐蚀性是低碳钢试样的2.3倍,是氮化钛薄膜的0.167倍,是4Cr13不锈钢试样的0.33倍。

氮化钽薄膜的制备及其血液相容性研究

本文利用磁控反应溅射技术制备氮化钽薄膜，对磁控反应溅射制备氮化钽薄膜的工艺参数（包括氮分压比、加热温度、溅射压力、溅射电流）用正交设计进行优化。研究表明，影响氮化钽薄膜结合力的主要因素为溅射压力和加热温度，氮分压比、溅射电流为次要因素；氮分压对氮化钽薄膜的硬度影响较大。动态凝血及血小板粘附实验研究表明，氮化钽薄膜的血液相容性性能优于热解碳（LTIC）。

多弧离子镀弧源靶工作条件对氮化钛薄膜中钛液滴的影响

本文研究了阴极靶弧电流大小、阴极靶表面热弧斑运动轨迹的电磁场控制、以及阴极靶脉冲弧沉积对多弧离子镀 Ti N薄膜中 Ti液滴的影响。通过优化镀膜参数 ,可以有效地减少 Ti液滴的数量和尺寸 ,提高Ti N薄膜

氮化钽薄膜的制备与结构研究

利用磁控反应溅射技术制备了氮化钽薄膜，利用ＴＥＭ、ＸＲＤ技术研究了薄膜的微观结构。研究结果表明：薄膜中多相共存；薄膜晶粒细小（１６ｎｍ左右）；同时还发现，在一定工作压力下，随着氮分压的提高，氮化物晶粒形成的取向改变，即平行于基体表面生长的晶面会有改变。一定工作压力下，制备的氮化钽薄膜硬度高达４０００ｋｇ／ｍｍ２以上。本文探讨了氮化钽薄膜高硬度的原因，并且讨论了随氮分压的提高薄膜织构变化的原因。

离子束辅助沉积制备氮化钽薄膜

利用离子束辅助沉积（ＩＢＡＤ）技术制备ＴａＮ薄膜；掠入射的Ｘ射线衍射和透射电镜观察结果显示，薄膜晶粒细小、结构致密，是面心立方结构。俄歇深度分析表明，薄膜由均匀层和混合过渡层两个区域组成，ＸＰＳ得出薄膜主要以ＴａＮ形式存在；薄膜电阻稳定，不随温度变化。膜基结合性能好，膜内应力小；２５ｋｅＶ能量离子轰击制得薄膜内应力最小，结合最好。

氮化钛硬质薄膜的制备方法

随着新工艺和新技术的不断出现,涂层方法越来越多,膜的种类也层出不穷。氮化钛薄膜因具有许多优良的性能而得到了广泛的应用。介绍了几种制备氮化钛硬质薄膜的新方法、形成机理以及其优缺点,并展望了今后的涂层方法的发展。

氮化钛薄膜二次电子发射特性研究

目的研究氮化钛薄膜的部分物理特性及真空中的电子发射特性,验证氮化钛薄膜具有相对较好的电导特性及较低的电子发射系数,证明氮化钛薄膜在空间大功率微波器件表面处理中有良好的应用前景。方法使用射频磁控溅射技术在单晶硅及玻璃片表面制备氮化钛薄膜,实验中通过调节溅射过程中氮气与氩气的气体流量比控制薄膜中的氮钛原子比。使用SEM对氮化钛薄膜的表面形貌及厚度进行表征。使用超高真空二次电子发射特性研究平台对氮化钛薄膜的二次电子发射特性进行表征。结果通过调节溅射过程中的氮气氩气流量比,能够有效控制薄膜中氮钛两种元素的含量,进而改变氮化钛薄膜的结晶方式和其他物理特性。当氮氩气体流量比约为10:15时,薄膜中氮钛原子比约为1:1。电阻率测试结果表明,薄膜中氮钛原子比越接近1:1,薄膜的电阻率越低。二次电子产额(SEY)测试结果表明,所制备氮化钛薄膜的最小SEY峰值约为1.46,低于平滑金(~1.8)、银(~2.2)表面的SEY。结论氮化钛薄膜具有较好的电导特性及较低的SEY,且其在真空环境中有良好的稳定性,能在不影响微波器件表面损耗的情况下,有效降低器件表面发生电子倍增的风险。

双层辉光离子渗金属技术沉积氮化钛薄膜的微观结构研究

采用双层辉光离子渗金属技术,在硬质合金基体表面上制备了氮化钛(TiN)薄膜,通过微观结构和显微硬度分析,研究了基体温度对TiN薄膜性能的影响.实验结果表明:所有TiN样品均具有面心立方结构,并且薄膜生长的择优取向、晶粒尺寸、晶面间距、晶格常数和微观硬度等都与基体温度密切相关.当基体温度为650～780℃时,TiN薄膜具有最小的晶粒尺寸(26.9 nm)和最大的显微硬度(2204 HV).

离子束动态混合氮化钛薄膜生长及其组分和结构分析

用电子束蒸发沉积钛和40keV氮离子束轰击同时进行的动态混合方法制备了氮化钛薄膜.RBS组分分析结果表明,离子束动态混合制备的氮化钛薄膜中的氧含量比不用离子束轰击的显著减少,薄膜的组分与离子原子到达比关系不大,主要受长膜过程中吸附效应的影响.随着蒸发沉积速率的提高,膜中氮含量下降,提高样品温度可获得同样效果.采用TEM和XRD对薄膜的结构进行分析测定,发现离子束动态混合制备的氮化钛薄膜主要由面心立方结构的TiN相构成,晶体取向随离子原子到达比(N/Ti)的增加,由<111>择优取向变到无择优的随机取向,然后再转变到<200>择优取向,合成的氮化钛薄膜具有良好的抗磨损性能,划痕试验表明薄膜与基体间结合力极强,临界载荷达10-15kg.

仿金氮化钛薄膜的磁控反应溅射法研究

本文利用磁控反应溅射法研究制备氮化钛薄膜,结果表明,氮气分气压P_(N_2)直接影响膜中的氮、钛原子比,适当的衬底负偏电压可以消除膜中氧原子的存在。薄膜变与膜中原子组份、微观结构有关。

氮化钽薄膜局部腐蚀早期过程的原位研究

利用离子束增强沉积 (IBED)技术在 1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢上制备了TaN薄膜 ,并通过电化学原子力显微镜 (ECAFM)对TaN薄膜在NaCl溶液中的腐蚀早期过程进行了原位研究 ,重点观察了微观缺陷处的腐蚀状况。结果表明 ,在TaN薄膜的腐蚀早期阶段 ,腐蚀并非从缺陷处开始 ,反而在有坑的位置形成更厚的钝化膜 ,表现出较好的整平性 。

磁控溅射制备氮化钽导电薄膜及其性能研究

为了研制应用于超高温薄膜传感器的敏感层,采用直流磁控反应溅射,在硅基底上制备了氮化钽薄膜。研究了氮分压对薄膜微观结构和电阻率的影响。采用X射线衍射仪测试了氮化钽薄膜的物相结构,采用场发射扫描电子显微镜(SEM)观察了薄膜的表面形貌和断面形貌。利用半导体参数测试系统和三维手动探针台测量了氮化钽薄膜的电阻率。结果表明:在2%氮分压下,薄膜的物相结构为Ta N_(0.1),在3%氮分压下,薄膜的物相结构为Ta_2N,而当氮分压在4%~6%的情况下,薄膜的物相结构为Ta N。采用真空烘箱对氮化钽薄膜进行高温热处理。结果表明,薄膜电阻率从(80~433)×10^(-6)Ω·cm提升到了(120~647)×10^(-6)Ω·cm。

利用MEVVA源的离子混合形成氮化钛薄膜

研究采用了ＭＥＷＡ源等离子体浸没离子注入的方法。利用钛的等离子体的沉积与自身离子的注入．形成ＩＢＡＤ效应。在氮气气氛环境下，在ＡＩＳ１３０４不锈钢表面获得了氮化钛膜。ＡＦＳ结果表明，由于钛的高电荷态和重离子效应使得钛与基体获得了较厚的原子混合层。

离子束辅助沉积氮化钛陶瓷薄膜的生物相容性研究

采用离子束辅助沉积 (Ion Beam Assisted Deposition)方法在医用不锈钢 317L表面制备氮化钛 (Ti N)陶瓷薄膜 ,并利用 AES和 XRD表征了薄膜的成分和相组成。采用显微划痕仪检测了薄膜附着力。运用电化学腐蚀方法测试了薄膜在 37℃的 Hank s模拟体液中的耐腐蚀性能 ,并通过成纤维细胞、骨髓细胞体外培养方法考察了薄膜表面的细胞相容性。结果表明 :沉积 Ti N薄膜后 ,材料表面结构和性能发生明显改变。在 37℃的 Hank s模拟体液中 ,Ti N薄膜样品的稳定自腐蚀电位和孔蚀击穿电位均高于 317L,表现出更好的耐全面腐蚀和孔蚀性能。且离子束辅助沉积制备的 Ti N薄膜无明显细胞毒性 ,比 317L具有更好的细胞相容性 。

氮化钛薄膜的制备及其机械性能的研究

氮化钛 ( Ti N)薄膜独特的性能不仅在机械工业和商品的表面装饰行业上有着广泛的应用 ,而且在临床制品及人工器官领域也展示了潜在的应用前景 .研究利用大功率偏压电源的多弧离子镀技术 ,采用工具镀工艺 ,在 Ti- 6 Al- 4V合金材料表面制备了 Ti N薄膜 .用 X射线光电子能谱检测证明了所制备的薄膜确为 Ti N.机械性能测试表明 :具有 Ti N涂层样品的显微硬度大大高于 Ti合金基材 ,同时耐磨性能也明显得到改善 .

直流反应磁控溅射法制备氮化钛薄膜

研究了采用直流反应磁控溅射法制备TiN薄膜的工艺条件。研究发现：在保持其它工艺参数不变的条件下，溅射的TiN薄膜在不同温度区域存在的物相不同，薄膜的主要成分是多晶立方相TiN，240℃附近是薄膜择优取向由（111）向（200）转变的临界点。随着基底温度升高，薄膜表面粗糙度先变小后变大，沉积最佳基底温度值是330℃，该温度下薄膜的粗糙度最小，膜层致密均匀，没有大尺寸缺陷且光洁度好。