对TiO2亲水特性有决定性影响的物理因素

影响TiO2薄膜亲水性的三种物理特性有——表面形貌、表面粗糙度、表面颗粒大小。本文中使用电子束蒸发法制备TiO2薄膜,使用AFM、静态接触角检测对不同厚度的TiO2薄膜的物理特性以及亲水特性进行了分析。结果显示,相较于薄膜表面的颗粒尺寸及表面粗糙度,薄膜表面形貌对TiO2薄膜亲水特性有着更重要的影响。     

纳米TiO2薄膜的结构及光催化特性

利用磁控溅射方法在单晶硅和石英衬底表面沉积TiO2薄膜. 通过调节实验参量,制备出不同结构的TiO2薄膜. 通过X射线衍射、扫描电镜、拉曼光谱、吸收光谱等对样品进行表征,同时对不同结构的TiO2薄膜的光催化特性进行分析,发现具有网络状结构锐钛矿相的TiO2薄膜具有更高的光催化能力. 本文对不同薄膜的表面形貌和生长机理进行分析,并讨论TiO2结构和表面形貌对其光催化特性的影响.     

不同氧气流量对直流磁控溅射TiO2薄膜的影响

采用直流反应磁控溅射法,以高纯Ti为靶材,高纯O2为反应气体,制备了TiO2薄膜.研究了氧气流量对薄膜结晶取向、表面形貌和光学性能的影响.研究发现,TiO2薄膜主要呈锐钛矿TiO2(101)择优取向,当氧气流量较小时,薄膜中还含有金属Ti(100),氧气流量较大时,薄膜含TiO2(101)和TiO2(004),成多晶态;薄膜的粗糙度和颗粒大小都随氧气流量的增大而增大;薄膜在400～1 100nm可见-近红外波段有较高的透射率并且其吸收峰随着氧气流量的增大而红移,当氧气流量为5sccm时,平均透射率最高.     

水热法制备TiO2薄膜的研究

采用水热法在玻璃基片上制备了TiO2薄膜.利用x射线衍射(XRD)、x射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)等分析测试手段对所制备的TiO2薄膜的相结构、表面化学组成及形貌等进行了分析和表征,研究了不同水热条件对所制备TiO2薄膜的光吸收特性的影响.结果表明,所制备的薄膜为锐钛矿型TiO2,均匀、致密、无可视缺陷,具有优异的可见光透过性和紫外吸收特性 关键词： 水热法 TiO2薄膜 比消光度     

光电变色器件用纳米晶氧化钛薄膜的微结构与特性

纳米晶TiO2薄膜在光电变色器件中具有很重要的作用。它的微结构直接影响染料的吸附、光的散射以及电荷输运的特性。因此，探索TiO2薄膜的微结构(如粒径、表面形貌和厚度等)及光电性能是非常有意义的。采用电子束蒸发工艺制备了光电变色器件用纳晶TiO2薄膜，利用原子力显微镜、X射线衍射、俄歇电子能谱等手段对纳米晶TiO2薄膜的表面形貌、结晶状态及组分进行了分析。从理论上研究和讨论了纳米晶TiO2薄膜晶粒尺寸对光电性能的影响，并用量子限制效应解释了吸收光谱峰值波长随粒径减小而发生蓝移的现象。     

电化学方法制备ZnO纳米颗粒掺杂类金刚石薄膜及其场发射性能研究

采用液相电化学沉积技术制备了ZnO纳米颗粒掺杂的类金刚石(DLC)薄膜, 研究了ZnO纳米颗粒掺杂对DLC薄膜场发射性能的影响. 利用X射线光电子能谱、透射电子显微镜、Raman光谱以及原子力显微镜分别对薄膜的化学组成、 微观结构和表面形貌进行了表征. 结果表明: 薄膜中的ZnO纳米颗粒具有纤锌矿结构, 其含量随着电解液中Zn源的增加而增加. ZnO纳米颗粒掺杂增强了DLC薄膜的石墨化和表面粗糙度. 场发射测试表明, ZnO纳米颗粒掺杂能提高DLC薄膜的场发射性能, 其中Zn与Zn+C的原子比为10.3%的样品在外加电场强度为20.7 V/μm时电流密度达到了1 mA/cm². 薄膜场发射性能的提高归因于ZnO掺杂引起的表面粗糙度和DLC薄膜石墨化程度的增加.     

TiO2纳米薄膜微观结构及光学性能研究

用sol-gel法制备了纳米TiO₂薄膜,用原子力显微镜(AFM)观察了薄膜的表面形貌,测量了薄膜的表面粗糙度(RMS)为2.832 nm;用红外光谱(IR)研究了TiO₂薄膜前驱体溶胶的组成; 探讨了TiO₂薄膜的焙烧温度、层数等制备条件对TiO2光催化活性的影响,结果发现在490℃,8层膜的TiO₂活性最高.     

导模共振滤波器用二氧化钛薄膜制备及研究

利用原子层沉积技术在具有二维结构的石英玻璃上制备出二氧化钛（TiO2）薄膜,并在不同的温度下进行退火处理。对样品的晶体结构、表面形貌、表面粗糙度以及光谱特性进行研究,结果表明：当热处理温度为200～400℃时,所制备的二氧化钛薄膜具有较好的锐钛矿结构,无其他杂相存在。随着热处理温度的增加,薄膜晶粒尺寸逐渐增大,薄膜折射率变大,但表面粗糙度均小于0.4 nm。研究了由单层二维结构光栅和光波导层（二氧化钛薄膜）组成的导模共振滤波器,采用严格耦合波理论分析了该装置在不同条件下的光谱特性。结果表明,通过改变光波导层二氧化钛薄膜的折射率,可以控制该装置共振波长的位置,并保持窄线宽特性。该装置的波长控制范围为946.9～967.9 nm,半峰全宽小于0.8 nm。     

衬底温度对PLD制备的Mo薄膜结构及表面形貌的影响

 运用脉冲激光沉积(PLD)技术在Si(100)基片上沉积了金属Mo薄膜。在激光重复频率2 Hz,能量密度5.2 J/cm²,本底真空10^－6 Pa的条件下,研究Mo薄膜的结构和表面形貌,讨论了衬底温度对薄膜形貌与结构的影响。原子力显微镜(AFM)图像和X射线小角衍射(XRD)分析表明,薄膜表面平整、光滑,均方根粗糙度小于2 nm。沉积温度对Mo薄膜结构和表面形貌影响较大,在373~573 K范围内随着温度升高,薄膜粗糙度变小,结晶程度变好。     

Si(001)基片上反应射频磁控溅射ZnO薄膜的两步生长方法

利用反应射频磁控溅射技术，采用两步生长方法制备了ZnO薄膜，探讨了基片刻蚀时间和低温过渡层沉积时间对ZnO薄膜生长行为的影响.研究结果表明，低温ZnO过渡层的沉积时间所导致的薄膜表面形貌的变化与过渡层在Si(001)表面的覆盖度有关.当低温过渡层尚未完全覆盖基片表面时，ZnO薄膜的表面岛尺度较小、表面粗糙度较大，薄膜应力较大；当低温过渡层完全覆盖Si(001)基片后，ZnO薄膜的表面岛尺度较大、表面粗糙度较小，薄膜应力较小.基片刻蚀时间对薄膜表面形貌的影响与低温过渡层的成核密度有关.随着刻蚀时间的增加，ZnO薄膜的表面粗糙度逐渐下降，表面形貌自仿射结构的关联长度逐渐减小. 关键词： ZnO薄膜 反应射频磁控溅射 两步生长 形貌分析     

不同沉积参量下ZrO2薄膜的微结构和激光损伤阈值

ZrO2采用X射线衍射(XRD)技术分析了不同充氧条件和沉积温度对ZrO2溥膜组成结构的影响,并对不同工艺下制备的薄膜的表面粗糙度和激光损伤阈值进行了测量。结果发现随着氧压的升高,ZrO2溥膜将由单斜相多晶态逐渐转变为非晶态结构,而随着基片温度的增加,溥膜将由非晶态逐渐转变为单斜相多晶态。同时发现随着氧压升高晶粒尺寸减小,而随着沉积温度增加,晶粒尺寸增大。氧压增加时工艺对表面粗糙度有一定程度的改善,而沉积温度升高,工艺对表面粗糙度的改善不明显。晶粒尺寸大小变化与表面粗糙度变化存在对应关系。激光损伤测量表明,氧压条件和沉积温度对ZrO2薄膜的抗激光损伤能力有着较大影响。     

二氧化钛胶体及其自组装薄膜的光谱分析

水解钛酸四丁酯制备了二氧化钛胶体;采用静电自组装技术制备了聚电解质与二氧化钛胶体的复合薄膜;采用吸收光谱和荧光光谱对二氧化钛胶体及其复合薄膜进行了表征。吸收光谱显示,胶体的吸收带边蓝移,显示出量子尺寸效应,胶体的荧光光谱出现了多个发光带,最短发光波长位于371nm,发光主要集中在蓝光区域内;在252nm光源激发下。复合薄膜的发射谱带具有二氧化钛水溶胶的发射谱带的特征,荧光发射主要来源于二氧化钛,聚电解质的引入对复合薄膜的光致发光特性有一定影响。     

Influence of Annealing Temperature on the Microstructure and Morphology of TiN Films Synthesized by Dual Magnetron Sputtering

TiN films synthesized on leucosapphire substrates by dual magnetron sputtering have been annealed in vacuum at 600, 700, 800, and 900°C for 2 min. The microstructure and morphology of the films have been studied by X-ray diffraction and scanning electron microscopy at different temperatures. It has been found that annealing changes the microstructure, texture, grain size, and surface roughness of the TiN films.     

Surface morphology and crystalline structure of high-stable polycrystalline transparent conductive zinc oxide films

Surface morphology and crystalline structure of high-stable zinc oxide films were evaluated by atomic force microscopy, scanning electron microscopy and X-ray diffraction (XRD) measurements. AFM measurement revealed that the higher stable samples have smaller roughness (average roughness and root mean square) parameters than the lower stable samples. Furthermore, in-plane XRD measurement showed that the crystallite size of high stable samples is smaller than that of the low stable samples. These results indicate that the larger surface area and lower film density deteriorates the stability of zinc oxide films through the adsorption and reaction of water or oxygen molecules. They also suggest that we can prepare the high stable zinc oxide transparent electrode films by controlling the surface morphology.     

电子束、离子辅助和离子束溅射三种工艺对光学薄膜性能的影响

 运用电子束、离子辅助和离子束溅射三种镀膜工艺分别制备光学薄膜，包括单层氧化物薄膜和增透膜，然后采取一系列测试手段，如Zygo轮廓仪、原子力显微镜、表面热透镜技术和X射线衍射等技术，来分析和研究不同的工艺对这些薄膜性能的不同影响，以判断合理的沉积工艺。     

Improvement of dielectric （Ba,Sr）TiO3 thin tunability and loss tangent of films with K doping

Ba0.6Sr0.4 TiO3 thin films doped with K were deposited on Pt/Ti/SiO2 /Si substrates by the chemical solution deposition method. The structure, surface morphology and the dielectric and tunable properties of Ba0.6Sr0.4 TiO 3 thin films have been studied in detail. The K content in Ba0.6Sr0.4TiO3 thin films has a strong influence on the material’s properties including surface morphology and the dielectric and tunable properties. It was found that the Curie temperature of K-doped Ba0.6Sr0.4 TiO3 films shifts to a higher value compared with that of undoped Ba0.6Sr0.4TiO3 thin films, which leads to a dielectric enhancement of K-doped Ba0.6Sr0.4 TiO3 films at room temperature. At the optimized content of 0.02 mol, the dielectric loss tangent is reduced significantly from 0.057 to 0.020. Meanwhile, the tunability is enhanced obviously from 26% to 48% at the measured frequency of 1 MHz and the maximum value of the figure of merit is 23.8. This suggests that such films have potential applications for tunable devices.     

基于小波变换Cu-W薄膜表面形貌表征与硬度值分散性评价

提出了一种基于小波变换描述薄膜表面形貌的方法.运用离散小波变换法研究磁控溅射Cu-W薄膜表面特征随溅射时间的演变.结果表明，Cu-W薄膜在溅射时间超过600s时才达到稳定.不同薄膜表面形貌的变化主要是由高频部分引起.薄膜的粗糙表面会引起纳米压入硬度值的分散，这种分散性可用基于小波变换的薄膜表面形貌多尺度分解评价. 关键词： Cu-W 薄膜 表面形貌 小波变换 纳米压入     

Microstructure and surface morphology of YSZ thin films deposited by e-beam technique

In present study yttrium-stabilized zirconia (YSZ) thin films were deposited on optical quartz (amorphous SiO₂), porous Ni-YSZ and crystalline Alloy 600 (Fe-Ni-Cr) substrates using e-beam deposition technique and controlling technological parameters: substrate temperature and electron gun power which influence thin-film deposition mechanism. X-ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM), and atomic force microscopy (AFM) were used to investigate how thin-film structure and surface morphology depend on these parameters. It was found that the crystallite size, roughness and growth mechanism of YSZ thin films are influenced by electron gun power. To clarify the experimental results, YSZ thin-film formation as well evolution of surface roughness at its initial growing stages were analyzed. The evolution of surface roughness could be explained by the processes of surface mobility of adatoms and coalescence of islands. The analysis of these experimental results explain that surface roughness dependence on substrate temperature and electron gun power non-monotonous which could result from diffusivity of adatoms and the amount of atomic clusters in the gas stream of evaporated material.