溅射功率对直流磁控溅射TiAlN涂层组织和摩擦学性能的影响

在室温下采用直流磁控溅射技术在304L不锈钢表面制备TiAlN涂层,研究了溅射功率(80,100,120,140,160 W)对TiAlN涂层组织和摩擦学性能的影响。结果表明:TiAlN涂层由面心立方结构的TiAlN相以及少量TiN和AlN相组成。随着溅射功率的增加,TiAlN涂层变厚,表面晶粒更加致密,但溅射功率160 W下制备的涂层表面大颗粒较多,晶粒尺寸先变小后变大,结合力先增大后减小,平均摩擦因数和比磨损率均整体呈先减小后增大的趋势;溅射功率140 W下制备的涂层具有最小的晶粒尺寸、最强的结合力、最小的平均摩擦因数和比磨损率,磨痕较平整且仅有少量磨屑,磨损机制为轻微的黏着磨损。

直流磁控溅射参数对ITO薄膜光电性能的影响

ITO薄膜作为当下应用范围最为广泛的透明导电薄膜,在众多领域发挥着关键作用.其中,磁控溅射法在制备ITO薄膜方面应用颇为广泛.通过精心优化制备工艺参数,能够进一步显著改善ITO薄膜的光学和电学性能.在本研究中,我们运用直流磁控溅射法成功制备了ITO薄膜,并深入探究了一系列制备工艺参数,如镀膜温度、氧气流量、靶基距以及溅射功率等,对ITO薄膜光学性能和电学性能产生的影响规律.经过大量的实验和细致的分析,最终确定:当镀膜温度为520℃、氧气流量为50/0.2 sccm、靶基距为16/20 cm以及溅射功率为33W时,能够形成最优的直流磁控溅射制备工艺参数组合,从而为制备出性能卓越的ITO薄膜提供了可靠的工艺条件.

功率对直流磁控溅射氧化钒薄膜电学性能的影响

采用直流磁控溅射方法在长有300 nm厚的Si_(3)N_(4)薄膜的Si(100)晶圆上制备了氧化钒薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)和探针法分析了不同功率对薄膜结晶结构、成分、表面形貌和电学性能的影响。结果表明:不同功率沉积的氧化钒薄膜均为非晶结构,薄膜主要成分为VO_(2)和V_(2)O_(5);随着功率的提高,薄膜的平均粗糙度降低,V_(2)O_(5)的含量升高,进而导致电阻温度系数绝对值也随之增大。

直流磁控溅射ZnO薄膜的结构和室温PL谱

用直流反应磁控溅射法在硅衬底上沉积 C轴择优取向的 Zn O晶体薄膜 ,薄膜呈柱状结构 ,柱状晶直径约为10 0 nm,晶柱内为结晶性能完整的单晶 ,而晶界处存在较大的应力 .Zn O薄膜在 He- Cd激光器激发下有较强的紫外光发射 ,晶界应力引起 Zn O禁带宽度向长波方向移动 ,提高衬底温度有利于降低晶界应力和抑制深能级的绿光发射 .

溅射功率对直流磁控溅射Ti膜结构的影响

采用直流磁控溅射方法制备了纯Ti膜,研究了不同功率下Ti膜的沉积速率、表面形貌及晶型结构,并对其应力进行了研究。研究表明:薄膜的沉积速率随溅射功率的增加而增加,当溅射功率为20 W时,原子力显微镜(AFM)图像显示Ti膜光洁、致密,均方根粗糙度最小可达0.9 nm。X射线衍射(XRD)分析表明薄膜的晶体结构为六方晶型,Ti膜应力先随溅射功率增大而增大,在60 W时达到最大值(为945.1 MPa),之后随溅射功率的增大有所减小。

直流磁控反应溅射制备硅基AlN薄膜

采用直流磁控反应溅射法,在Si(100)和Pt/Ti/Si(100)上制备了AlN薄膜。用X-射线衍射(XRD)、电镜扫描(SEM)、原子力显微(AFM)对薄膜的晶向结构和表面形貌进行了分析,研究了不同工艺参数对薄膜择优取向的影响,分析了AlN晶粒生长的有关机理。制备出的AlN薄膜显示出较好的(002)面择优取向性,半高宽(FWHM)为0.35°～0.40°,折射率约为2.07。

直流磁控溅射陶瓷靶制备ITO薄膜及性能研究

以10%质量分数SnO2和90%质量分数In2O3烧结成的ITO氧化物陶瓷为靶材,采用直流磁控反应溅射法在玻璃基片上制备ITO透明导电薄膜,研究了基片温度和氧分压条件对ITO薄膜的物相结构和光电性能的影响。实验结果表明:ITO薄膜的方块电阻随衬底温度的升高而下降,而可见光透过率增大;ITO薄膜可见光透过率和方块电阻随氧分压的增加而增大。

基底负偏压对直流磁控溅射CrN薄膜择优取向及表面形貌的影响

直流磁控溅射法制备不同基底负偏压下的CrN薄膜,采用XRD分析薄膜相结构,EDS分析薄膜表面成分,SEM观察薄膜表面形貌,并对偏压作用机制进行了探讨。结果表明,当Ar流量6ml/min、N2流量30ml/min时,在基底负偏压增大过程中,CrN薄膜始终由CrN相组成,但薄膜生长发生了(111)(-50V)向(200)(-125V)再向无明显择优生长(-225V)的转变。低偏压时,CrN薄膜[111]向[200]取向转变主要是轰击表面氮离子浓度增加导致;高偏压时,薄膜中Ar浓度大幅增长,高能离子长时间轰击破坏晶粒取向性,使薄膜呈无择优取向。同时,负偏压增加使薄膜表面形貌从具有棱角的不规则形状逐渐变为粒状结构,且晶粒逐渐细小。

衬底温度对直流磁控溅射法制备掺锆氧化锌透明导电薄膜性能的影响(英文)

利用直流磁控溅射法在石英衬底上制备出了高透明导电的掺锆氧化锌(ZnO:Zr)薄膜。研究了衬底温度对ZnO:Zr薄膜结构、形貌及光电性能的影响。XRD表明实验中制备的ZnO:Zr为六方纤锌矿结构的多晶薄膜,具有垂直于衬底方向的c轴择优取向。实验所制备ZnO:Zr薄膜的晶化程度和导电性能对衬底温度有很强的依赖性。当衬底温度为300℃时,ZnO:Zr薄膜具有最小电阻率7.58×10-4Ω.cm,其可见光平均透过率超过了91%。

膜厚对直流磁控溅射Nb薄膜微结构的影响

采用直流磁控溅射方法制备膜厚为50,100,200,400,600 nm的Nb薄膜,对薄膜的沉积速率、表面形貌、晶体结构进行了研究,并对其应力和择优取向进行了详细的分析。原子力显微镜图像显示Nb膜表面光滑、致密,均方根粗糙度达到0.1 nm量级。X射线小角衍射给出了薄膜的晶格结构、晶粒尺寸和应力情况。分析表明薄膜为多晶体心立方结构(bcc),在(110)晶面方向存在明显的择优取向,且随着薄膜厚度增大而增强。Nb膜应力先随薄膜厚度增大而增大,在200 nm时达到最大值(为1.0151 GPa),后随薄膜厚度的增大有所减小。

直流磁控溅射制备TiAlCN薄膜及其性能研究

采用直流磁控溅射技术制备TiAlCN薄膜,研究了直流电流对TiAlCN薄膜的薄膜成分、微观结构、机械性能和摩擦性能的影响.研究表明:随着直流电流的增加,薄膜中C元素含量逐渐降低;薄膜中无定形碳含量减少,而(Ti,Al)CxN1-x晶粒增加.另外,在低于3.0 A直流电流范围内薄膜的表面粗糙度无明显变化,而当直流电流高于3.0 A时,薄膜的表面粗糙度随直流电流的增加而显著上升.随着直流电流的增大,薄膜的硬度先增加后降低,而薄膜的摩擦系数则先降低后升高.在直流电流为3.5 A时,薄膜的硬度和摩擦系数分别约为22.2 GPa和0.16.

工作气压对直流磁控溅射Mo薄膜的影响

利用直流磁控溅射技术在单晶Si(110)基底上制备Mo薄膜,分析了工作气压对沉积速率、表面质量及微观结构的影响。结果表明:薄膜的沉积速率随压强的增大而增加;低气压下沉积的Mo薄膜表面质量较好且结构致密,高气压下沉积的Mo薄膜表面质量较差且结构疏松;在工作气压为0.8 Pa时,制备的Mo薄膜晶粒尺寸与微观应力值最小。

直流磁控溅射法在管道内壁镀TiZrV薄膜

用氩气作为放电气体,采用直流磁控溅射法,成功地在不锈钢管道内壁获得了TiZrV薄膜。分别利用能量弥散X射线谱和X射线光电子能谱测量薄膜的成分组成,应用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对薄膜进行了测试,并对TiZrV的二次电子产额进行了测量。测试结果表明:TiZrV的成分基本保持在Ti原子分数为30%,Zr原子分数为30%,V原子分数为40%左右,位于"低激活温度区"内;薄膜具有无定形的结构,由微小的纳米晶粒组成;加热激活后TiZrV的二次电子产额有所下降,其峰值由2.03降到1.55,低于不锈钢和无氧铜。

直流磁控溅射ITO薄膜的正交试验分析

利用直流磁控溅射系统制备ITO薄膜,采用正交试验表格L32(48)安排试验。测试了薄膜的方阻和透过率,分析了8个工艺参数对薄膜电光特性的影响,其中沉积气压、氩氧流量比和退火温度的影响最大。分析得到优化工艺参数为:沉积气压2×133.3224 mPa、氩氧流量比16∶0.5、退火温度427℃、靶基间距15、退火时间1 h、溅射功率300 W、退火氛围为真空、沉积温度227℃。在此工艺参数下制备的ITO薄膜方阻为17Ω/□,电阻率为1.87×10-4Ω.cm,在可见光区域平均透过率为85.13%。

直流磁控反应溅射制备ZAO薄膜工艺参数的研究

本文对直流磁控反应溅射制备 ZAO薄膜的工艺作了具体分析 ,探讨了沉积温度、氧分压、Al含量和靶基距等对 ZAO薄膜的电阻率、可见光区透射率的影响。

基于直流磁控溅射室温制备ZnO薄膜研究

采用直流磁控溅射法在p型<100>晶向单晶硅衬底上室温制备ZnO薄膜,对室温制备的ZnO薄膜分别在500℃、600℃、700℃进行高温退火,通过采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱和场发射扫描电子显微镜(SEM)、HP4145B型半导体参数测试仪分析不同退火温度对室温生长ZnO薄膜微结构、表面形貌和I-V特性影响。实验结果表明,室温生长的ZnO薄膜为非晶态,随退火温度增加,ZnO薄膜出现(002)、(100)、(101)晶面衍射峰且逐渐增强,晶粒大小相对增加,在700℃退火后,呈高度c轴择优取向,晶粒间界明显,拉曼光谱E2模增强。

快速退火对直流磁控溅射法制备的AZO薄膜性能的影响

在室温下,采用直流磁控溅射方法制备了不同厚度的氧化锌掺铝薄膜,并对样品进行了快速退火处理,退火温度为600℃,时间为60 s。研究了退火前后薄膜的结构、光电特性的变化情况。退火后,薄膜的最小电阻率为4.2×10-4Ω.cm,其透过率为90.1%。禁带宽度由退火前的3.68 eV变为3.75 eV。

高择优取向Mo薄膜的直流磁控溅射制备及其电学性能

使用直流磁控溅射法在玻璃基底上沉积Mo薄膜,采用X射线衍射仪、原子力显微镜和四探针测试系统研究了溅射工艺对Mo薄膜的结构、形貌和电学性能的影响.结果表明:当基片温度为150℃时,薄膜获得(211)晶面择优取向生长,而在低于250℃的其它温度条件下,样品则表现为(110)晶面择优取向生长.进一步的表面形貌分析显示:薄膜的粗糙度随基片温度变化不明显,其值大约为0.35nm,随溅射功率密度的增大而变大;电学性能方面:随着溅射功率密度的升高,薄膜导电性能迅速增强,电阻率呈现近似指数函数衰减;随着基底温度的升高,薄膜的电阻率先减小后增大,当基底温度为150℃时,薄膜电阻率降低至最小值2.02×10-5Ω.cm.

直流磁控溅射辉光等离子体的Langmuir静电探针诊断

与大连理工大学合作研制了新型Langmuir静电探针。应用研制的静电探针,对氩气直流磁控溅射铜等离子体进行了轴向和径向二维空间内的诊断。诊断结果显示:电子温度随着离靶面距离增大而递减;电子密度在径向和轴向均存在波动;电子能量主要分布在0eV～5eV范围内,高能电子占比例极少。

利用直流磁控溅射法在柔性衬底上制备ZnO:Zr新型透明导电薄膜(英文)

室温下利用直流磁控溅射法在有ZnO缓冲层的柔性衬底PET上制备出了可见光透过率高、电阻率低的掺锆氧化锌(ZnO∶Zr)透明导电薄膜,研究了厚度对ZnO∶Zr薄膜结构及光电性能的影响。结果表明,ZnO∶Zr薄膜为六方纤锌矿结构的多晶薄膜。实验获得ZnO∶Zr薄膜的最小电阻率为2.4×10-3Ω.cm,其霍尔迁移率为18.9 cm2.V-1.s-1,载流子浓度为2.3×1020cm-3。实验制备的ZnO∶Zr薄膜具有良好的附着性能,其可见光平均透过率超过92%。