离子辅助沉积对TiO_2薄膜应力的影响

对在离子辅助沉积(IAD)和常规工艺条件下镀制的TiO2薄膜的应力进行了试验研究,并探讨了利用台阶仪测量镀膜前后基板表面曲率的方法.结果表明,当基板温度低于100℃时,在离子辅助沉积工艺条件下镀制的TiO2薄膜的应力略大于在常规工艺条件下镀制的薄膜的应力;随着薄膜厚度的增加,TiO2薄膜应力逐渐减小,从125 nm的392 MPa下降到488 nm的30 MPa;离子源阳极电压对薄膜应力影响较大,在100 V时薄膜应力为164MPa,当电压升高到190 V时,应力下降到75 MPa.

离子辅助沉积法制备SiO_2介质薄膜的应力研究

在高功率垂直腔面发射激光器制作工艺中,生长出低应力、高质量、高稳定性的SiO2介质层非常关键。我们使用高效率LaB6离子源辅助,在低放电电流条件下,在GaAs衬底上沉积了SiO2,并对退火的应力影响进行了测试。在有离子辅助沉积时,对不同生长速率、不同厚度的应力影响进行了研究,对沉积过程进行了分析。结果表明:离子辅助沉积的SiO2薄膜的应力远小于常规工艺条件下沉积的薄膜的应力,且退火后应力变化小。

离子辅助沉积Al膜层增强Ti811钛合金高温微动疲劳抗力

为提高Ti811钛合金高温微动疲劳抗力,利用离子辅助沉积技术在Ti811钛合金表面制备Al膜层。对比研究多弧离子镀(MIP)和离子辅助多弧沉积(IAD)Al膜层的膜基界面成分分布、膜基结合强度、显微硬度、摩擦学性能。探讨IAD铝膜层对Ti811合金微动疲劳抗力的影响。结果表明,利用离子辅助多弧沉积技术可以获得膜基结合强度高、硬度低、减摩润滑性能好的Al膜层,该膜层能够显著提高Ti811钛合金350℃时的微动疲劳抗力。

电子束蒸发Ar离子辅助沉积Si光学薄膜的特性

对用常规电子束蒸发和Ar离子辅助沉积所得的非晶硅光学薄膜的光学常数、表面形貌、热稳定性和湿度稳定性等进行了研究。结果发现Ar离子辅助沉积所得非晶硅光学薄膜的折射率大大提高,表面粗糙度明显降低,湿度稳定性和热稳定性也得到较大改善,但是光学带隙变窄,光学吸收增加。

离子辅助沉积氧化物薄膜的光学特性

考察了不同离子、离子能量、离子束流密度等制备参数对离子辅助沉积的TiO_2、ZrO_2和SiO_2薄膜的折射率、吸收和激光损伤阈值等光学特性的影响。

离子辅助沉积TiN/Ti复合膜提高TC17钛合金高温微动疲劳抗力

为提高钛合金高温微动疲劳抗力,利用离子辅助电弧沉积技术在TC17钛合金表面制备了TiN/Ti复合膜层,研究了膜层的剖面成分分布、膜基结合强度、膜层显微硬度、韧性、常规摩擦学性能以及抗高温微动疲劳性能。结果表明:利用离子辅助电弧沉积技术可以获得硬度高、韧性好、膜基结合强度和承载能力优异的TiN/Ti复合膜层,该膜层具有良好的抗磨和减摩性能,能够显著地提高TC17钛合金在350℃高温环境下的常规磨损和微动疲劳抗力。然而,TC17钛合金表面喷丸强化后进行离子辅助沉积TiN/Ti复合膜,由于喷丸层残余压应力的显著松弛以及膜层易于开裂和脱落的缘故,微动疲劳抗力则不及喷丸强化或TiN/Ti复合膜单独作用。

用于窄带滤光片的离子辅助沉积硅膜层的性能

为了简化窄带光学滤波器的结构，需要寻求更高折射率的膜层材料，采用宽柬冷阴极离子源的离子束辅助沉积工艺实验，分析了工艺参数与硅膜层折射率之间的关系，获得了对波长1550nm折射率在3．45～3．46之间、消光系数小于10^-6的硅膜层．使用实验得到的硅膜层和二氧化硅组合，设计了有71层膜层、信道间隔为200GHz的光学滤波器，峰值插入损耗0．18dB，0．5dB处的波长带宽为0．86nm，0．25dB处的波长带宽为1．91nm，通带波纹系数ξ-0．12dB，满足国际通信联盟（ITU）对密集波分复用系统（DWDM）用窄带滤波器的要求．

离子辅助沉积对Nb_2O_5薄膜特性的影响

为了提高Nb2O5薄膜的聚集密度,改善氧化铌薄膜的光学特性和机械特性,采用霍尔源离子辅助沉积(IDA)技术在K9玻璃基板上制备了Nb2O5单层薄膜,并与常规沉积条件下制备的Nb2O5薄膜作了比较.由于IAD技术使Nb2O5膜的聚集密度提高了14%,膜层折射率从常规工艺的2.03上升到2.18,膜层的附着力和牢固度从常规工艺的1.0×107N/m2提高到129.7×107N/m2.

离子辅助沉积电子束蒸发Si基SiO_2薄膜的研究

研究了离子辅助沉积(IBAD)电子束蒸发和传统电子束蒸发两种镀膜方式在Si(100)面基底所镀SiO2光学薄膜的特性。特别是在离子辅助沉积下,分析了不同工艺条件改变对SiO2光学薄膜的光学特性的影响。结果表明,无论表面形貌、折射率均匀性,还是湿度稳定性,离子辅助电子束蒸发都优于传统电子束蒸发的SiO2光学薄膜,在离子辅助沉积条件下,薄膜折射率在40～160℃范围随衬底温度的升高而提高,镀膜时真空度为1.5×10-3 Pa、沉积速率为5nm/s、离子源驱动电压为285.4V、离子源辅助气体分压比PAr∶PO=1∶1时,SiO2光学薄膜的光学特性最好。

离子辅助沉积TiO_2/SiO_2多层膜雾度分析的研究

氧化钛膜层具有较高的折射率和出色的紫外吸收特性,广泛应用于UV/IR Cut滤光片的制备中。但是在TiO_2/SiO_2多层膜的制备中常常遇到雾度偏高的困扰,本文采用离子辅助沉积技术制备TiO_2/SiO_2多层膜,研究分析了相关工艺参数对沉积膜层雾度的影响,能够制备出较低雾度的薄膜样品。

离子辅助沉积对ZnS/MgF_2滤光片光谱漂移的影响

采用霍尔源离子辅助沉积(IAD)技术制备了ZnS/MgF2多层膜窄带干涉滤光片,并与常规沉积条件下制备的样品作比较.结果发现离子辅助沉积明显减小了滤光片的光谱漂移,实测漂移小于0.5nm,光谱稳定性得到很大提高.计算了滤光片中MgF2膜层的聚集密度,离子辅助沉积使MgF2膜的聚集密度从常规条件下的0.70提高到0.97,增幅达38%.间隔层对光谱漂移的影响最大,越远离间隔层的膜层,其影响越小.

用等离子体离子辅助沉积高性能红外增透膜

介绍了等离子体离子辅助沉积技术，用该技术制备了高性能的中红外增透膜，给出了该增透膜的光学性能和耐久性试验结果。

氩离子辅助沉积生物玻璃陶瓷膜的结构和特性研究

用XRD、FTIR、XPS和EDAX等分析方法对 60keV、剂量为 7× 10 15ions/cm2 的Ar+ 离子束在钛合金表面辅助沉积的生物玻璃陶瓷 (BGC)膜进行表征。发现膜呈非晶 ;膜中Ca P比高达 3 .68,高于BGC原材料的Ca P比 1.3 0 ;沉积膜中出现C和O的污染 ,并引入了碳酸根基团 (CO3 -2 )。实验发现 ,BGC膜与Ti合金结合十分牢固 ;在 0 .9%的盐溶液中浸泡Ca+ + 离子的溶解性与辅助剂量密切相关 ;这种Ar+ 离子辅助沉积的膜在Hanks溶液中的抗溶解特性 ,未退火的膜远优于退火的膜 ,也优于Ti合金。文中对观察到的现象进行了讨论。

氮离子辅助沉积的羟基磷灰石膜的结构与电化学特性

通过用XRD ,FTIR ,EDAX和XPS等 ,对 60keV的N离子束在钛合金表面辅助沉积的羟基磷灰石薄膜 (HA)表征发现 ,膜呈非晶结构 ,膜中Ca/P比高达 2 .4 6,远高于HA原材料Ca/P比的数值 1.67,沉积中出现C和O的污染 ,膜中引入了碳酸根基团CO2 - 3 ,并产生了羟基(OH)的丢失 .与已有的实验结果不同 ,实验中发现 ,这种N离子束辅助沉积的薄膜在Hanks溶液中的抗溶解特性 ,不是退火试样最好而是未退火状态的膜比前者更优 .但它们二者的抗溶解特性又都比钛合金本身强 .作者对所观察到的这种新现象作了讨论 .

离子辅助沉积TiO_2光学薄膜的特性

阐述了用离子辅助沉积(IAD)工艺制备氧化钛(TiO2)光学薄膜的光学、应力及微观特性,并讨论了其与离子辅助沉积成膜工艺参数之间的相互关系。

氩离子辅助沉积的羟基聚磷酸钙钠膜的结构与溶解特性

用60keV的Ar离子束辅助将羟基聚磷酸钙钠材料沉积于Ti合金表面,通过X射线衍射谱(XRD)、付里叶变换红外谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对沉积膜进行表征,发现膜呈非晶或无明显的结晶度,膜层元素与基体材料Ti相互扩散明显,沉积中出现C和O污染,膜中引入了CO_3^(2-)根基团。膜的Ca-P比随辅助离子剂量的增高而降低,而在盐溶液中的耐溶解性则随辅助剂量的增加而增强。实验中还发现,这种Ar离子辅助沉积的膜,在Hanks溶液中的电化学特性退火前后表现出明显的差异:退火前,膜一直呈现较高的钝性。当电极电位从0升至1500mV时,反映溶解特性的极化电流仅从1μA增至2μA,而在氩气氛中退火后,当电极电位≤200mV时,极化电流极低(<0.5μA),耐溶性明显优于前者;当电位在400—800mV之间时与退火前相差不大。但当电极电位>800mV时,其电化学特性很快变坏,极化电流迅速增大,溶解率猛增。

离子辅助沉积法制备纳米TiO_2光催化薄膜

利用离子辅助沉积工艺在玻璃基板上制备了纳米TiO_2薄膜,考察了离子源电压和电流的变化对TiO_2薄膜晶体结构、光催化活性和光学等特性的影响。结果表明,离子辅助沉积法制备的TiO_2薄膜具有好的锐钛矿型晶体结构和高的光催化活性,其晶拉尺寸随着离子源能量的增大而减小。在离子源电压和电流为600V和1200mA时所制备的TiO_2薄膜具有最好的光催化活性,对亚甲基蓝水溶液的降解率达到了92.3%。

Ar离子辅助沉积对含氢类金刚石薄膜结构影响的计算机模拟

选C2分子和一定量的H原子作为沉积源,Ar离子作为辅助沉积粒子,采用分子动力学(MD)方法模拟研究离子束辅助沉积(IBAD)生长类金刚石(DLC)膜的物理过程.给定Ar的入射能量并改变Ar的到达比(Ar/C),研究辅助沉积对DLC膜结构的影响;重点讨论Ar辅助沉积引起表面原子的瞬间活性变化对薄膜结构产生的影响.结果表明,由于Ar离子轰击引起的能量和动量的传递,增加了合成薄膜的SP3键含量,增大了合成薄膜的密度,加宽了沉积粒子和衬底的结合宽度,研究结果和实验观察一致,并从合成机理上给出一些定量解释.

射频离子辅助沉积对ITO薄膜光电性能的影响

为了制备光电性能高的氧化铟锡(ITO)薄膜,利用电子束和射频离子源辅助沉积技术,在玻璃基底上制备了ITO透明半导体薄膜,从ITO薄膜的半导体物理学理论出发,研究分析了未使用离子源辅助沉积ITO薄膜的光电性能,以及使用离子源辅助沉积之后,ITO薄膜厚度、离子源气体比例、离子源能量强度对ITO薄膜光学性能和电学性能的影响。最终以电压1200 V、氧气/氩气比例3∶1的离子源工艺,制备了厚度为20 nm,电阻率为5.34×10-3Ω·cm,透过率为91.42%,光电性能良好的ITO透明导电膜。