硅衬底温度对电子束蒸发钛薄膜性能的影响

采用电子束蒸发法在硅衬底表面制备Ti薄膜。采用台阶仪、原子力显微镜、反射率测试仪、四探针电阻测试仪和应力测试仪分析了在不同衬底温度下所得Ti薄膜的厚度、表面粗糙度、镜面反射率、方块电阻和残余应力。结果表明,随着衬底温度从25℃升高到200℃,Ti薄膜的厚度、方块电阻和残余应力逐渐降低;表面粗糙度先减小后增大,镜面反射率则先升高后降低。

氧化钛薄膜的血液相容性机理探讨

考察了影响氧化钛薄膜血液相容性的因素，提出了对血液相容性机理的看法，认为血液相容性是表面能和功函数共同作用的结果。表面能决定蛋白质吸附，而功函数决定蛋白质分解，并给出了一个表面能区域。指出一个良好血液相溶性材料，不仅要有合适的表面能，还要有较小的功函数。

电压施加方式在阳极氧化钛薄膜形成过程中的作用

采用阳极氧化的方法,通过改变电压的施加方式制备了具有不同形貌的氧化钛薄膜。使用扫描电子显微镜考察了氧化钛薄膜的形貌,结合实验现象探讨了阳极氧化钛薄膜纳米孔的形成机制。研究结果表明,采用一步施加电压和连续施加电压的方法,氧化钛薄膜纳米孔的形成过程由电压、阻挡层的厚度决定;采用两步施加电压的方法,氧化钛薄膜纳米孔的形成过程由放电电压、阻挡层的厚度和阻挡层/电解液的边界条件协同控制。在相同工艺条件下,采用两步施加电压法能够扩展阳极氧化钛薄膜纳米孔孔径和孔密度的范围。

掺杂氧化钛薄膜的制备与血液相容性研究

本文利用磁控溅射技术制备了Ta5+掺杂的TiO2 薄膜 ,并采用动态凝血时间、血小板粘附及血小板变形等方法进行了薄膜材料的血液相容性测试。结果表明 ,Ta5+掺杂的TiO2 薄膜具有良好的血液相容性 ,且在一定的掺杂量条件下具有最佳值。

不同晶体结构氧化钛薄膜性能研究

用非平衡磁控溅射技术分别制备了锐钛矿、金红石、锐钛矿和金红石共存结构的氧化钛薄膜.用X射线衍射(XRD)分析薄膜的晶体结构,血小板粘附和凝血因子实验研究薄膜的血液相容性,分光光度计和接触角测量法测试薄膜表面物化性质.研究表明,氧化钛薄膜具有宽禁带的半导体特性,血液相容性优于热解碳.金红石结构氧化钛薄膜由于其与血浆白蛋白、血浆纤维蛋白原、血液及水之间有较小的界面张力,自身较低的表面能色散分量与极性分量的比值,加之其宽禁带宽度的n型半导体特性使其具有最优的血液相容性.

脉冲偏压对电弧离子镀非晶氧化钛薄膜性能的影响

用脉冲偏压电弧离子镀技术在玻璃基片上制备均匀透明的氧化钛薄膜，通过改变脉冲偏压幅值，考察其对氧化钛薄膜性能的影响。结果表明，沉积态薄膜为非晶态；脉冲偏压对薄膜性能有明显的影响。随偏压的增加，薄膜厚度、硬度和弹性模量均先增大后减小，前者峰值出现在-100-200V负偏压范围，后两者则在-150～250v范围：-300v偏压时的薄膜硬度最高；达到原子级表面光滑度，RRMs为0．113nm，薄膜折射率也最高，在λn=550nm达到已有报道的最高值2．51，此时薄膜具有最好的综合性能。文中对脉冲偏压对薄膜性能的影响机理也进行了分析。

纳米晶钛薄膜的制备及结构分析

采用磁控溅射和离子镀膜工艺在Mo基片上制备了具有不同晶粒尺寸的纯Ti薄膜 ,并利用X光衍射 (XRD)、透射电镜 (TEM )和扫描电镜 (SEM )分析和观察了两类Ti膜的结构和形貌。实验结果显示 :与溅射镀膜相比 ,离子镀膜的晶粒择优取向程度略低 ,Ti膜与基片结合较好 ;较高的基片温度有利于提高膜的致密程度 ,并降低膜的晶粒择优取向程序。

钛薄膜氢化及热释放特性研究

用高能离子非卢瑟福背散射分析和前向反冲分析方法研究了C、O污染对Ti膜的吸放氢能力的影响。实验观测到 ,1 2 6× 1 0 16cm-2 C和 2 6× 1 0 16cm-2 O的双重污染可使Ti膜在 3 0 0nm的范围内存在着低的H浓度区 ,使氢的热释放温度大大提高。表面镀Ni可显著增强Ti膜的吸放氢能力 ,使H在Ti膜中均匀地饱和分布 ,同时 ,将H的热释放温度降到了热力学分解温度附近。

电子束蒸发氧化钛薄膜的化学成分与显微结构

用电子束蒸发的方法在Ti盘上沉积氧化钛薄膜。分别用场发射扫描电镜,X射线光电子谱和X射线衍射分析所制备薄膜的表面形貌、化学成分和晶体结构,所制备的氧化钛薄膜的晶体结构依赖于制备过程中的沉积参数,薄膜的成分主要为金红石结构,是包含TiO2,Ti2O3和TiO三种结构的多晶体,随着沉积过程中氧气流量的增加,所制备的薄膜中高价钛离子(如Ti4+)的含量不断增大,同时低价钛离子(如Ti2+)的含量不断减小。随着氧气流量的增加和后续热处理温度的升高,薄膜的结晶度不断增大,并呈现出单一金红石(101)相位的趋势。

面向心血管应用的电子束蒸发氧化钛薄膜的特性——润湿性与血液相容性

用电子束蒸发的方法在钛盘上沉积氧化钛薄膜以检验其在心血管支架方面的应用.用接触角仪测定水滴在所制备氧化钛薄膜表面的接触角,随着沉积过程中氧气流量的增加,薄膜的接触角不断降低,经过热处理后薄膜的亲水性得到了增强.通过观察猪主动脉平滑肌细胞(PASMC)在样品表面的生长行为,研究薄膜的结构与细胞活性的关系.结果表明,覆有薄膜的钛盘具有更好的生物相容性,而沉积后的热处理能够进一步改善氧化钛薄膜的生物相容性.通过观察血小板的吸附行为研究薄膜的血液相容性,发现在所制备的氧化钛薄膜上吸附了极少的血小板.研究结果表明,用电子束蒸发制备的氧化钛薄膜能够用于心血管支架的表面改性.

沉积温度和氩气压力对钛薄膜物相结构和性能的影响

采用多弧离子镀方法在低温（166K）、室温（300K）以及不同氩气压力（0．2～0．8Pa）条件下沉积钛薄膜，通过X射线衍射仪、原子力显微镜、显微硬度计和划痕试验机等对薄膜的物相结构和性能进行了研究。结果表明：不同工艺条件下沉积的钛薄膜均为密排六方纳米晶ω-Ti和ω-Ti的两相复合相结构；在低温、低氩气压条件下沉积的钛薄膜具有较高含量的硬脆∞相，因而具有较高的显微硬度，同时还表现出良好的膜基结合性能，比较适宜用作固体润滑薄膜与钢基体间的过渡层，以改善其膜基结合性能和承载能力。

不同注入剂量和能量对氧化钛薄膜结构的影响

为研究离子注入以及真空退火对氧化钛薄膜的结构和性能影响,利用非平衡磁控溅射技术,在单晶硅基体上沉积得到了金红石氧化钛薄膜,在此基础上注入磷离子,并进行真空退火处理.研究结果表明：注入剂量和能量的增加,使得氧化钛薄膜的晶体结构损伤程度加剧;真空退火后,未注入与离子注入的薄膜Ram an峰均出现红移和加宽现象,薄膜能带结构因氧缺位及低价钛而产生的变化,导致薄膜的方块电阻逐渐降低,电阻可降至100~200Ω/cm2.

室温下反应磁控溅射沉积氧化钛薄膜光学性能和力学性能研究

目的通过对比不同溅射功率和氧气分压下氧化钛薄膜性能的变化规律,分析其力学性能和光学性能的关系。方法在室温条件下,采用直流反应磁控溅射技术在K9玻璃基底上沉积TiO_2薄膜,通过紫外可见红外分光光度计和椭偏仪对薄膜的光学特性进行分析,通过微纳米压痕技术对薄膜的力学性能进行表征。结果在给定工艺参数范围内,薄膜的光学折射率与纳米硬度和弹性模量正相关,随着溅射靶功率的增大,所制备薄膜的折射率、纳米硬度和弹性模量随之增大,而薄膜的光学带隙则随着溅射功率的增大而下降。同时,O_2流量对薄膜的光学性能和力学性能的影响更明显,在较低O_2流量条件下(Q(Ar)/Q(O_2)=10/1),所制备薄膜的折射率减小而光学带隙变大,随着O_2流量进一步减少(Q(Ar)/Q(O2)=20/1),薄膜的折射率增大而光学带隙减小,但薄膜的纳米硬度和弹性模量随O_2流量的减少而下降。结论磁控溅射沉积TiO_2薄膜的折射率与其光学带隙反向相关,而仅在适量氧气条件下所制备的薄膜的力学性能与光学特性有相关性。

钛薄膜制备工艺及物理特性研究

采用直流磁控溅射镀膜技术,在硅片上以不同的工艺参数(如溅射功率、工作气压)制备钛薄膜。通过单因素试验研究了溅射功率和工作气压对钛薄膜沉积速率、电阻率的影响,并利用扫描电子显微镜观察薄膜样品截面,获得了制备低电压起爆的复合含能桥膜的最佳工艺参数。

磁控溅射氧化钛薄膜的光学性能

常温下,通过反应磁控溅射法在K9双面抛光玻璃基底上制备氧化钛薄膜.采用X线衍射(X-rayDiffraction,XRD)、光栅光谱仪和椭偏仪对氧化钛薄膜样品的结构和光学性能进行测试,并拟合分析得到薄膜的折射率和厚度等光学参数.结果表明:氧化钛纳米薄膜呈非晶态,其折射率和消光系数随波长的变化而变化,薄膜的透射率测量结果和理论计算结果在350～800 nm光波范围内吻合良好.由于氧化钛薄膜的折射率高且在可见光波段吸收小、呈透明状,是用来构成一维光子晶体的理想组分,有关其光学性能的基础研究对光子晶体的结构设计及其器件的开发应用具有积极的意义.

氚钛薄膜靶中氚深度分布的反演

金属氚化物中体相氚的总量和深度分布测定是体相中氚行为研究的难点,利用氚β衰变诱发X射线谱的氚分析技术分析了金属薄膜靶中体相氚的深度分布情况,建立了薄膜靶中氚深度分布计算模型,利用Tikhonov正则化方法反演了薄膜靶中体相氚的深度分布。反演结果表明,正则化数值算法能够有效提高对薄膜靶法向非均匀性的分辨。

氧化钛薄膜表面等离子体处理引发官能团形成的研究

采用水/氧气,丙烯酸/氧气脉冲射频等离子体处理方法,对氧化钛薄膜进行表面改性。结果表明,水蒸气/氧气混合气体等离子体处理在氧化钛薄膜表面产生了吸附水及游离羟基,丙烯酸/氧气混合气体等离子体处理在氧化钛薄膜表面形成了羟基、羧基和羰基官能团。经水蒸气/氧气、丙烯酸/等离子体处理的氧化钛薄膜的水接触角分别降低了67．3和58．5°,极性分量分别增加了36．5和50．9mJ/m^2,表现出很好的亲水性。

磁控溅射工艺参数对氧化钛薄膜晶体结构的影响

用非平衡磁控溅射技术制备氧化钛薄膜.研究了基体偏压、沉积温度、基体性质及溅射功率对薄膜晶体结构的影响.结果表明,到达基体的粒子的能量和离子/原子比是影响氧化钛薄膜晶体结构的主要因素;而到达基体的离子/原子比是生成完全金红石结构氧化钛薄膜的决定性因素.

溅射电流对钛薄膜光电性能的影响

为了研究溅射电流对磁控溅射沉积钛薄膜光、电学性能的影响,在其它工艺参数相同的情况下改变溅射电流(0.3 A~0.8 A)制备了6组薄膜样品,采用四探针电阻测试仪测量样品的电阻率,用紫外可见分光光度计测量样品的透射率.同时,利用磁控溅射技术成功制取钛薄膜光栅,采用读数显微镜测量光栅常量.研究表明:钛薄膜电阻率随溅射电流的增大而减小,最小电阻率为3.0343Ω·cm;透射率随溅射电流的增大先减小后增大,最大透射率约为99%(对应溅射电流0.3 A),最小透射率约为0.03%(对应溅射电流0.7 A);测得钛薄膜光栅的光栅常量为(0.1701±0.0007)mm.

采用不同功率溅射制备氧化钛薄膜的研究

常温下,利用射频(RF)反应磁控溅射方法在K9双面抛光玻璃基底上沉积氧化钛薄膜.采用光栅光谱仪对薄膜样品的透射谱进行测试,通过椭圆偏振光谱仪测试并拟合得到薄膜的厚度、折射率和消光系数等光学参数,借助掠入射角X-射线衍射对薄膜的结晶状态进行了测试.实验结果表明:不同溅射功率下沉积的样品呈非晶态,在40～100W范围内,溅射功率越大,薄膜的沉积速率越大,但溅射功率对折射率和消光系数影响不大.