直流磁控溅射氮化铁薄膜生长的动力学标度

利用直流磁控溅射方法,以Ar/N2作为放电气体,通过改变放电气体中N2的流量(N2流量比分别为5%,10%,30%,50%)及溅射时间(160,30,20,10,5min),在玻璃衬底上沉积了FexN薄膜。用X射线光电子能谱(XPS)方法确定了不同N2流量下薄膜的成分;X射线衍射(XRD)方法分析了不同N2流量下的FexN薄膜结构,当N2流量比为5%时获得了FeN0 056相,10%时为ε Fe3N相,30%和50%流量比下均得到FeN相。利用原子力显微镜(AFM)和掠入射X射线散射(GIXA)方法研究了膜表面的粗糙度和形貌,发现随着N2流量的增加,薄膜表面光滑度增加,薄膜表面呈现自仿射性质。动力学标度方法定量分析表明:薄膜表面因不同N2流量的影响而具有不同的动力学指数,当氮气流量比为5%时,静态标度指数α≈0 65,生长指数β≈0 53±0 02,薄膜生长符合基于Kolmogorov提出的能量波动概念的KPZ模型指数规律。

非晶氮化铁薄膜的生长机制——传统动力学生长标度方法的适用性

采用动力学标度方法研究了磁控溅射沉积的非晶氮化铁薄膜的动力学生长机制,结果表明,具有连续类柱状岛形貌的非晶氮化铁薄膜具有标度不变的自仿射分形特点,其粗糙度指数α=0.82±0.21,生长指数β=0.44±0.07,动力学标度指数1/z=0.54±0.07.薄膜生长符合提出的热重新发射生长模型.

氮化铁薄膜的制备及其磁电阻效应

用磁控反应溅射法制备了铁和氮化铁薄膜 ,分别测出其 X射线衍射谱 ( XRD) ,分析表明存在氮化铁薄膜 .在室温下测量了制备态和退火样品的磁电阻 。

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。

梯度氮化铁的制备试验

叙述了受梯度功能材料的启发 ,利用对向靶薄膜溅射仪制备梯度氮化铁薄膜的试验 ,对解决钢铁的耐腐蚀问题 。

DC磁控溅射沉积Fe_xN薄膜成分及生长机制

使用直流磁控溅射方法,Ar/N2作为放电气体,在玻璃衬底上沉积FexN薄膜.利用X射线光电子能谱(XPS)、掠入射小角X射线散射(GISAXS)、X射线衍射(XRD)、掠入射非对称X射线衍射(GIAXD)和原子力显微镜(AFM)研究薄膜的成分和生长机制.实验结果表明,在5%N2流量下获得FeN0.056单相化合物,薄膜中氮原子含量为14%,该值与α″-Fe16N2相中的氮原子的化学计量(11%)接近;GISAXS和AFM对薄膜表面分析表明,随溅射时间增加,薄膜变得愈加不光滑,用动力学标度的方法定量分析结果为:薄膜表面呈现自仿射性质,静态标度指数α≈0.65,生长指数β≈0.53±0.02,动力学标度指数z≈1.2,薄膜生长符合Kol-mogorov提出的能量波动概念的KPZ模型指数规律.