MOCVD制备的Pt/C薄膜的结构与性能研究

以乙酰丙酮铂为前驱体,采用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)法在石英及YSZ基体上制备Pt/C薄膜,研究了Pt/C薄膜的结构和电化学性能。沉积过程中通入一定量的氧气可以大幅降低Pt/C薄膜中的含C量,含C较高的Pt/C薄膜的XRD谱线低而宽,具有非晶态衍射特征。在500℃测量温度下,以Pt/C薄膜为电极的YSZ氧气浓差电池的电动势及电流输出高于传统的Pt电极。

磁控溅射B_4C薄膜的制备与力学性能

通过磁控溅射方法在不同基片温度下制备了B4C薄膜 ,利用傅立叶红外光谱、X射线衍射、透射电子显微镜表征了薄膜的微结构 ,并采用纳牛力学探针测量了薄膜的力学性能。结果表明 ,室温下制备的B4C薄膜具有很高的硬度 ( 4 2 5GPa)和杨氏模量 ( 3 0 0GPa) ,薄膜呈现非晶或纳米晶特征。随基片温度的提高 ,薄膜略有晶化 ,硬度与杨氏模量相应增加到5 0 4GPa和 4 2 0GPa。

维C银翘片中原料VC薄膜微粒制备条件的优选及检测

目的:为提高维C银翘片的稳定性,对VC银翘片中的原料VC粉进行微粒制备后包膜并对薄膜微粒制备的条件进行优选。方法:采用正交设计法,以羟丙基甲纤维素(HPMC)为主要材料对原料VC粉进行微粒制备后包膜;并通过对VC微粒的含量、吸收度的测定、分析和比较而进行质控。结果:经过高温、高湿实验后证明,该方法可提高VC银翘片的稳定性,主药VC在保质期内氧化和降解反应大为减少,符合部颁标准要求。结论:该方法技术可行、质量可靠,可作为VC银翘片的工艺改进,用于生产,为提高和保证维C银翘片的质量提供了依据。

α-SiO_x∶C薄膜的结构与发光特性研究

采用双离子束共溅射法制备了SiOx∶C薄膜。对样品的XRD和TEM测试结果表明薄膜为非晶结构 ;PL谱图显示有两个发光峰分别位于 4 2 0nm(紫光 )、4 70nm(蓝绿光 )处 ;4 70nm处的发光峰位来自于硅基薄膜中富硅引起的中性氧空位缺陷 (O3 Si- SiO3 ) ,是由与氧原子配位的二价硅的单态以及三态 单态之间的跃迁所致 ,而与掺碳无关。进一步的XPS测试分析表明 ,4 2 0nm处的PL峰位可能来自于Si、C。

N掺杂对非晶C薄膜的电子结构与光学性质的影响

用直流磁控溅射法制备了非晶C薄膜及N掺杂非晶C(a-C∶N)薄膜,用紫外-可见分光光谱仪、椭圆偏振仪、俄歇电子能谱(AES)等对薄膜进行了检测。结果表明:随源气体中N气含量的增加,透过率和折射率变小,而光学带隙先增大后减小;当薄膜中N的含量很少,N的掺入对sp3杂化C起稳定作用,使得薄膜光学带隙Eg增大。而较高量N的掺入抑制了sp3杂化C的形成,提高了薄膜中sp2键含量,使得薄膜光学带隙变小。参数D定义为俄歇电子能谱(AES)中最大正峰和最低负峰之间的距离,用俄歇电子能谱中的D值来计算薄膜的sp2键的百分含量,俄歇电子能谱(AES)表征也表明:较高量的N的掺入抑制了sp3杂化C的形成。所以应该考虑在较低N分压条件下掺N来改善非晶C薄膜的光学性能。

ECR结合磁控溅射——制备DLC薄膜的新方法

介绍了新型的结合电子回旋共振(ECR)微波等离子体气相沉积与磁控溅射镀膜特点的ECR-650型镀膜系统,并利用该系统通过溅射石墨靶和金属钛靶在不锈钢基底上制备了具有Ti/TiNx/TiNxCy中间层结构的C薄膜。由于镀膜工艺问题,得到的薄膜主要由石墨构成。研究了制备时不同的气压和氩气分压对薄膜表面形貌、硬度等的影响。

不同退火温度的Al_2O_3:C薄膜热释光和光释光性能

α-Al_2O_3:C晶体的热释光和光释光性能优越,但其制备要求高,需高温和高还原气氛.与α-Al_2O_3:C晶体性能接近的α-Al_2O_3:C陶瓷,热释光峰不单一.本文采用两次阳极氧化法在0.5 mol/L的草酸溶液中5℃恒温制备高度均匀有序的多孔Al_2O_3:C薄膜,主要研究不同退火温度对其热释光和光释光特性的影响.结果表明,经不同温度退火后的Al_2O_3:C薄膜均为非晶结构;不同退火温度的Al_2O_3:C薄膜热释光的主发光峰约在310℃左右,符合通用级动力学模型.600℃退火后的Al_2O_3:C薄膜热释光灵敏度最强,其热释光剂量曲线在1-10 Gy范围内具有很好的线性响应,在剂量10-120 Gy范围内出现超线性响应;在相同的辐照剂量下,随着退火温度的升高(≤600℃)光释光的初始发光强度逐渐增强.不同退火温度的Al_2O_3:C薄膜光释光衰减曲线都呈典型的指数衰减且快衰减速率相比α-Al_2O_3:C晶体显著加快.600℃退火后的Al_2O_3:C薄膜光释光灵敏度最强,其光释光剂量响应曲线在1-200 Gy整体上都具有很好的剂量线性关系.与热释光相比,Al_2O_3:C薄膜的光释光具有更宽的线性剂量响应范围.此研究为Al_2O_3:C薄膜作为光释光辐射剂量材料做出了有益的探索.

Parylene C薄膜微波电路的应用可行性研究

针对三防材料在微波电路中多余物防控方面的可行性、可靠性问题,提出在产品表面用真空化学气相沉积法镀Parylene C薄膜,结果表明该膜层可有效控制直径d小于1 mm的可动多余物,提高微波产品PIND(颗粒碰撞粒子检测)测试的合格率。同时与焊接、胶粘、互联、清洗等配装工艺有良好的适配性,且满足可靠性要求。该薄膜较高的绝缘强度,对微波电路有优异的绝缘防护作用。说明Parylene C薄膜材料在微波产品中具有应用可行性和潜在价值。

生长温度对Si_(1-x)Ge_x∶C薄膜特性的影响

用化学气相淀积方法,在Si(100)衬底上生长Ge组分渐变的Si1-xGex∶C合金薄膜。用X射线衍射(XRD)、喇曼散射光谱(Raman)、能量色散谱(EDS)等对所得到的样品进行了表征测量,着重研究了Si1-xGex∶C合金层生长温度对样品结构特征的影响。结果表明,Si1-xGex∶C合金层中的Ge原子浓度沿表面至衬底方向逐渐降低,其平均组分随着生长温度的升高而降低,这与较高生长温度(760～820℃)所导致的原子扩散效应相关;Si1-xGex∶C合金薄膜具有单一的晶体取向,薄膜的晶体质量随着温度的升高而降低。Si1-xGex∶C/Si样品载流子浓度沿衬底至表面方向逐渐上升且Si1-xGex∶C合金层总体呈p型导电,对其导电分布特性进行了分析研究。

宽温域下MoCN、MoCN+MoS_(2)及MoCN+C薄膜的摩擦磨损性能

为了研发用于航空发动机与燃气轮机的在宽温域下具有低摩擦系数和低磨损率的涂层,采用非平衡磁控溅射技术在718镍基高温合金及单晶硅片基体上沉积了MoCN单层、MoCN和MoS_(2)双层及MoCN和C双层3种薄膜,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对薄膜的表截面形貌、成分及相结构进行了表征,利用MTS Nano Indenter G200系统测试了薄膜的硬度和弹性模量,并利用高温摩擦磨损试验机(CSM)对3种薄膜进行了不同温度下(25,300,500℃)的摩擦测试,系统研究了宽温域下3种薄膜的摩擦学机理。结果表明:常温下,MoCN和C双层薄膜显示出最低的摩擦系数0.09,磨损机制主要为黏着磨损,而MoCN单层薄膜的摩擦系数最大,摩擦机制主要为磨粒磨损;当摩擦温度上升到300℃时,MoS_(2)和C顶层通过抑制MoCN薄膜的氧化而改善薄膜的摩擦学性能;而摩擦温度为500℃时,3种薄膜均发生严重的氧化行为,但高温下生成的自润滑相MoO3使得摩擦系数降低,且3种薄膜的摩擦系数值较接近。

C/Sn复合薄膜的磁控溅射制备及其作为锂离子电池负极材料的电化学性能

采用磁控溅射的方法在铜箔上制备了C/Sn复合薄膜并将其作为锂离子电池负极材料,研究了C/Sn复合薄膜中Sn质量分数对其电化学性能的影响。研究发现,随着复合薄膜中Sn质量分数的增加,其首圈放电比容量增加,在一定范围内增加Sn质量分数,首圈库仑效率增加,但当Sn质量分数过多时其库仑效率降低。Sn质量分数分别为89.20%、91.61%、93.85%、95.81%的四种复合薄膜,在电流密度为500 mA/g时的首圈放电比容量分别为1195.4、1372.97、1574.86、1642.30 mA·h/g,首圈库仑效率分别为86.84%、87.88%、94.06%、80.66%。循环200圈后,四种复合薄膜的比容量衰减率分别为0.70%、6.13%、11.32%、18.88%。研究结果表明,当复合薄膜中Sn质量分数为89.20%时,其具有最优的倍率性能和循环稳定性能,随着复合薄膜中Sn质量分数的增加,其倍率性能及循环稳定性变差。

非晶SiO_x:C薄膜的发光特性研究

采用双离子束溅射法制备了SiOx:C非晶薄膜,在室温下可观察到薄膜样品有强的420nm(紫光)、470nm(蓝绿光)的光致发光(PL)。分别对样品在不同温度下退火后,PL测试显示随着退火温度的升高420nm处的峰带逐渐增强变为强的发光峰;470nm处的发光峰位来自于硅基薄膜中富硅引起的中性氧空位缺陷(O3≡Si-Si≡O3),是由与氧原子配位的二价硅的单态-单态之间的跃迁所致;420nm范围的峰带可能来自于薄膜中由C单质、以及Si、O、C三者组成的一个复杂结构。

Pt浓度对磁控溅射制备Co_(1-x)Pt_x:C薄膜的影响

采用组合靶,利用磁控共溅射技术制备了Co1-xPtx:C复合纳米颗粒薄膜,研究发现CoPt粒子取向和磁性能与CoPt:C薄膜中的Pt浓度有密切关系,在较高Pt浓度的CoPt:C薄膜中观察到垂直各向异性现象。通过改变Pt浓度,可以获得粒子粒径小于10nm、矫顽力可控、高的垂直磁晶各向异性能的薄膜。综合考虑,薄膜的最佳成分为Co47Pt53:C,此时矫顽力达到最大。

Co掺杂非晶C薄膜的低温磁输运特性及磁性能研究(英文)

采用磁控共溅射方法在n型Si(100)基片上制备了一系列具有不同Co含量(x,at%)的Co掺杂非晶C颗粒薄膜,溅射温度为室温。研究了Co-C颗粒薄膜的微结构,磁输运特性及磁性能。通过优化Co含量,在低温下发现了较大的负磁电阻(MR)。温度为2K、磁场为90×79.6kA.m-1时,Co含量为6.4at%的Co-C薄膜的负磁电阻值最大,达到27.6%。随着Co含量从6.4at%增加至16.4at%,MR值从27.6%逐渐减小至2.2%。电阻率??随温度T的变化曲线显示了线性的ln?-T-1/2关系,说明样品中电子传导遵循隧穿输运机制。

C、Hf薄膜抑制栅极电子发射的机理研究

利用双离子束溅射和射频磁控溅射技术在Mo基底上分别制备了C膜和Hf膜,并利用化学方法制备了BaO涂层以模拟行波管栅极结构,随后在N2保护下,通过在900～1300K 范围内退火,研究样品处于高温工作环境下表面相结构和成分的变化,以此解释了C、Hf薄膜抑制栅极电子发射的工作机理。

Si-C复合薄膜的制备及电化学性能研究

采用磁控溅射法,通过控制其中石墨薄膜的溅射时间,在铜箔集流体上沉积了三种不同厚度的Si-C复合薄膜。运用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)对样品表面形貌和结构进行分析。运用恒电流充放电和循环伏安等方法研究了复合薄膜作为锂二次电池负极材料的电化学性能。结果表明,随着石墨溅射时间的增加,复合薄膜循环性能呈上升趋势,对比纯Si薄膜,石墨的复合添加明显改善了薄膜的循环性能。

磁控溅射制备Co_(1-x)Pt_x:C复合纳米颗粒薄膜的研究

采用组合靶,利用磁控共溅射技术制备了Co1-xPtx∶C复合纳米颗粒薄膜,并从实验和理论上对不同Pt浓度CoPt∶C薄膜的组分、微结构、磁性能、组分和微结构与磁性能之间的关系以及薄膜的应用进行了初步研究。发现CoPt粒子取向和磁性能与CoPt∶C薄膜中的Pt浓度有密切关系,在较高Pt浓度的CoPt∶C薄膜中观察到垂直各向异性现象。通过改变Pt浓度,可以获得粒子粒径小于10nm、矫顽力可控、垂直磁晶各向异性较高的薄膜。晶格结构和晶粒之间的作用力可认为是影响CoPt∶C薄膜磁性能的主要因素。

磁控反应溅射MoS_2/Ti/C复合薄膜的组织结构及摩擦磨损性能

为了提高MoS2薄膜在室温潮湿大气条件下的摩擦磨损性能,通过磁控反应溅射制备了MoS2/Ti/C复合薄膜。采用能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)对薄膜的成分、相组成和形貌进行表征,采用纳米压痕仪测试薄膜的结合力、纳米压痕硬度,采用多功能微摩擦磨损试验机测试薄膜的摩擦系数,并采用真彩色高分辨率共聚焦显微镜观察薄膜的磨损形貌。结果表明:与MoS2薄膜相比,含非晶态Ti和C的MoS2/Ti/C复合薄膜的(002)滑移面平行于基体表面生长,不含(100)面,结构致密,与基体的结合力提高了7.05倍,纳米压痕硬度提高了7.11倍;在室温潮湿大气条件下,MoS2/Ti/C复合薄膜比MoS2薄膜具有更低的摩擦系数和更优异的耐磨性能,平均摩擦系数为0.103,磨损率为9.67×10-7mm3/(N.m)。

碱土族金属掺杂对C_(60)薄膜的电子结构与性质的影响

将Ｓｎ粉末和Ｃ６０粉末共同蒸发获得碱土族金属掺杂的Ｃ６０薄膜样品,与未掺杂的纯Ｃ６０样品一起进行扫描电镜、紫外可见吸收光谱和电阻随温度变化特性的测量,分析比较掺杂对薄膜样品的组成、结构和性质的影响．结果显示,掺锡后组成薄膜的纳米颗粒略有增大并突出表面,使薄膜的电子发射阈值降低;掺入的Ｓｎ原子在禁带中形成杂质能级,使电子吸收跃迁由原来的直接跃迁变为间接跃迁,导电性也由原来的绝缘体变为Ｎ型半导体．

Ta种子层对Ni_(65)Co_(35)薄膜微结构和磁性的影响

用直流磁控溅射方法制备了Ta(x nm)/Ni_(65)Co_(35)(40 nm)双层薄膜(x=0,1,2,3,4,5 nm),研究了Ta种子层不同制备工艺条件对Ni_(65)Co_(35)(40 nm)薄膜的各向异性磁电阻(AMR)和矫顽力的影响；通过X射线衍射(XRD)对Ni_(65)Co_(35)薄膜的微结构进行了分析．结果表明,适当的Ta种子层的厚度和较高的溅射速率有利于Ni_(65)Co_(35)薄膜(111)织构形成,并能显著提高Ni_(65)Co_(35)膜薄的AMR值和磁传感元件的灵敏度．