退火温度对溅射铝膜结构与电性能的影响

 采用直流磁控溅射方法成功地制备了Al膜,研究了退火温度对Al膜表面形貌、晶体结构、应力、择优取向及反射率的影响。研究表明：不同退火温度的薄膜晶粒排布致密而光滑,均方根粗糙度小。XRD测试表明：不同温度退火的铝膜均成多晶状态,晶体结构为面心立方,退火温度升高到400 ℃时,Al膜的应力最小达0.78 GPa,薄膜平均晶粒尺寸由18.3 nm增加到25.9 nm;随着退火温度的升高,(200)晶面择优取向特性变好。薄膜紫外-红外反射率随着退火温度的升高而增大。     

退火及超声处理对ZnO薄膜结构和发光特性的影响

 利用对向靶射频磁控溅射系统在Si（100）衬底上制备了ZnO薄膜，并对其进行了退火和超声处理。采用XRD,AFM和光致发光谱对其结构、表面形貌和性能进行了分析。结果表明：沉积态ZnO薄膜（002）择优取向稍差,尺寸较小,表面粗糙度较大。随退火温度的升高，颗粒粒径增大，样品的取向性和结晶度都明显变好，应力状态由压应力转变为张应力,粗糙度降低。超声处理缓解了薄膜中的张应力，晶粒尺寸更趋增大;用波长为280 nm的激发光激发薄膜时，沉积态薄膜无发光峰存在;随着退火温度升高，出现了一个378 nm的紫外峰和一个398 nm的紫峰;紫外峰峰值强度随退火温度升高不断增强，而紫峰的峰位随退火温度升高基本不发生变化，峰值强度增强;700 ℃退火后的薄膜经超声处理后，发光谱中出现了峰值波长为519 nm的绿色发光带。     

CC5083与CC5182铝合金冷轧与再结晶后偏光金相观察组织和X射线检测织构对比研究

连续冷却铸造5083铝合金板较大塑性变形量冷轧后的组织、织构及性能与再结晶处理工艺关系的研究有限。对冷轧压下量约为91.5%的CC5083与CC5182铝合金板分别进行室温入箱式电炉、随炉不限速升温到不同温度退火2 h和分别进行直接入不同温度盐炉退火30 min、出炉水冷至室温后,采用偏光金相显微镜观察组织、采用X射线衍射检测织构,进一步对比研究较大压下量冷轧后退火工艺与再结晶组织和织构关系。结果显示：(1)电炉退火CC5083铝合金板的再结晶开始及晶粒长大温度为343 ℃,晶粒长大后形状为长条状(创新点);盐炉退火CC5083铝合金板的再结晶开始温度为343 ℃;二者再结晶完成温度都为371 ℃。(2)CC5182铝合金板分别在电炉与盐炉454 ℃以上退火,晶粒开始显著长大;电炉退火与盐炉退火CC5083铝合金板再结晶开始温度分别高于电炉与盐炉退火的CC5182铝合金板,盐炉退火CC5083铝合金板再结晶晶粒长大温度高于另外三种方式退火;CC5182铝合金板盐炉退火再结晶晶粒长大温度高于电炉退火的。CC5083和CC5182铝合金冷轧板表层再结晶及再结晶晶粒长大温度明显高于内层的(创新点)。(3)四种方式退火再结晶晶粒长大温度及相同温度退火时织构转变程度有差异(创新点);退火过程中织构检测结果与金相组织观察结果反映的再结晶进程不很一致。     

不同退火温度对球磨法制备La2/3Ca1/3MnO3的微观结构和电磁输运行为的影响

本文研究了在球磨法制备La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3的过程中,不同退火温度对多晶陶瓷样品在微观结构和电磁输运行为方面的影响.结果表明,退火温度为850℃时,样品已经形成La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3相;900℃以下,样品的晶粒为200~300nm,存在明显的晶界效应,在低温区出现明显的CMR效应;随退火温度升高,晶粒迅速长大至微米级,在1400℃退火时达4~5μm,表现出与固相反应法样品类似的性质,并且在金属-半导体转变温度附近出现较大的CMR峰值,在0.3T外场下达22%.     

L-MBE法生长ZnO薄膜的退火研究

研究了空气退火对于激光分子束外延(L-MBE)法制备的ZnO薄膜光学及结构特性的影响,报道了采用小角度X射线分析(GIXA)技术对于ZnO薄膜退火前后的表面及界面状况的定量分析结果.RHEED衍射图样表明,薄膜经过380℃及600℃原位退火后,其表面仍然较为粗糙.而XRD在面(in-plane)Φ扫描结果显示出经过800℃空气退火之后,薄膜具有更好的外延取向性.GIXA分析结果表明,800℃退火后ZnO薄膜的表面方均根粗糙度从退火前的1.13 nm下降为0.37 nm;同时ZnO/Al2O3界面粗糙度从2.10 nm上升为2.59 nm.ZnO室温PL结果显示,退火后薄膜紫外近带边发光强度比退火前增大了40倍,并出现了源于电子－空穴等离子体(EHP)复合的N带受激发射峰,激发阈值约为200 kW/cm2.     

气相传输平衡法在(11-20)面蓝宝石上制备γ铝酸锂膜

为了寻找可能替代蓝宝石作为氮化镓外延的新型衬底,通过48 h的气相传输平衡,分别在1000℃、1030℃、1050℃、1070℃和1100℃制备了一层单相多晶的γ铝酸锂膜。X射线衍射和扫描电镜分别用于表征膜的物相、取向和表面形貌。结果显示,γ铝酸锂择优取向的好坏取决于气相平衡传输温度,在1050℃制备的γ铝酸锂具有高度的[100]择优取向;在γ铝酸锂(001)面上的双轴拉应力可能有助于[100]择优取向的形成;γ铝酸锂晶粒表面裂纹的方向一致性与其择优取向紧密相关。上述结果表明在合适的工艺条件下,气相传输平衡法制备的γ铝酸锂/蓝宝石可能成为一种很有前景且适合(1-100)面氮化镓生长的复合衬底。     

二氧化锆薄膜制备及其特性测量

在室温下采用电子束蒸发的办法制备二氧化锆（ZrO2）薄膜。 借助紫外分光光度计、原子力显微镜（AFM）、X射线衍射（XRD）等方法研究了薄膜的透射率和表面结构。 同时研究了不同退火温度对薄膜物理性质的影响。在退火温度700,900,1 050 ℃时显微镜图像没有明显差别。随着退火温度的变大，薄膜表面的晶粒的直径逐渐变大，但粒径均在25 nm左右。当退火温度达到1 150 ℃时，粒径变得很大(约400 nm)。在700,900,1 050 ℃下退火后的薄膜的X射线衍射谱没有明显差别。在退火温度1 150 ℃下出现了较高的峰，研究结果表明:退火温度的增加，大量大粒径二氧化锆单晶晶粒出现，使得二氧化锆薄膜的漏电流增大，从而导致其热稳定性变差。     

涂层导体外延MgO层的织构与表面形貌探究（英文）

采用直流反应磁控溅射技术在IBAD-MgO基底上外延生长MgO.良好的MgO薄膜(面内织构度FWHM7°,表面均方根粗糙度RMS2nm)能够在较宽的温度区间400℃到500℃间获得.对于温度影响的MgO薄膜生长,我们采用了基于密度泛函的第一性原理进行模拟,得到与实验结果相符合的结论:过高的温度在损害薄膜织构的同时,会造成表面粗糙度的增加.而与之相反的:薄膜厚度由40nm增加到600nm时,薄膜织构虽然优化但会损害薄膜表面.薄膜的岛状生长与Ehrlich–Schwoebel(ES)势垒,是造成表面恶化的主要原因.     

高浓度Er/Yb共掺ZnO薄膜的结构及室温光致发光特性

采用射频磁控溅射方法制备了Er/Yb共掺ZnO薄膜,研究了退火处理对高浓度Er/Yb共掺ZnO薄膜的结构演化和光致发光(PL)特性的影响。X射线衍射分析结果表明:Er/Yb掺杂导致ZnO薄膜的晶粒细化及择优取向性消失,ZnO晶粒随退火温度的增加而逐渐长大。900℃退火时,出现Er3 、Yb3 偏析,退火温度高于1000℃时,薄膜与基体间发生了界面反应,1200℃时,ZnO完全转变为Zn2SiO4相。光致发光测量结果表明:高于900℃退火处理后,Er/Yb共掺ZnO薄膜在1540 nm附近具有明显的光致发光,发光强度在退火温度为1050℃时达到最大值;光致发光光谱呈现典型的晶体基质中Er3 离子发光光谱所具有的明锐多峰结构特征。此外,探讨了薄膜结构演化及其对光致发光光谱的影响。     

退火对多晶ZnO薄膜结构与发光特性的影响

用射频反应溅射法在Si（111）衬底上制备了C轴取向的多晶ZnO薄膜，通过不同温度的退火处理，研究了退火对多晶ZnO薄膜结构和发光特性的影响.由x射线衍射得知，随退火温度的升高，晶粒逐渐变大，薄膜中压应力由大变小至出现张应力.光致发光测量发现，样品在430nm附近有一光致发光峰, 峰的强度随退火温度升高而减弱，联合样品电阻率随退火温度升高而逐渐变大的测量及能级图，推测出ZnO薄膜中的蓝光发射主要来源于锌填隙原子缺陷能级与价带顶能级间的跃迁. 关键词： ZnO薄膜 退火 光致发光 射频反应溅射     

退火工艺对ICF靶用冷轧镍膜的影响

 为了满足惯性约束聚变（ICF）和状态方程（EOS）实验以及靶装配工艺的需要，在薄膜轧制过程中间以及轧制工艺完成以后需要对镍膜进行热处理来改善其组织结构和力学性能。对多辊轧机冷轧的方法制备的厚11 mm镍膜中间退火工艺进行了研究，根据确定的合适的退火工艺退火后继续轧制得到成品镍膜厚7 mm，表面粗糙度小于50 nm，基本满足目前状态方程实验对箔膜的要求。金相显微照片表明镍膜晶粒经500 ℃保温1 h退火由轧制前的条带状变为等轴晶；镍膜硬度经500 ℃退火后由4 GPa降低到了2.3 GPa左右；XRD衍射测试表明镍膜经500 ℃以上温度退火后，高角度的衍射峰开始出现，织构得到一定程度的改善。由此可以确定镍膜合适的中间退火温度为520 ℃保温1 h。     

Effect of sputtering power on surface topography of dc magnetron sputtered Ti thin films observed by AFM

Titanium films were deposited on glass substrates at room temperature by direct current (dc) magnetron sputtering at fixed Ar pressure of 1.7 Pa and sputtering time of 4 min with different sputtering power ranging from 100 to 300 W. Atomic force microscopy (AFM) was used to study topographic characteristics of the films, including crystalline feature, grain size, clustering and roughening. The amorphous-like microstructure feature has been observed at 100-150 W and the transition of crystal microstructure from amorphous-like to crystalline state occurs at 200 W. The increase in grain size of Ti films with the sputtering power (from 200 to 300 W) has been confirmed by AFM characterization. In addition, higher sputtering power (300 W) leads to the transformation of crystal texture from globular-like to hexagonal type. The study has shown that higher sputtering power results in the non-linear increase in deposition rate of Ti films. Good correlativity between the surface roughness parameters including root mean square (RMS) roughness, surface mean height (Ra) and maximum peak to valley height (P-V) for evaluating the lateral feature of the films has been manifested. Surface roughness has an increasing trend at 100-250 W, and then drops up to 300 W.     

Effect of annealing on the surface and band gap alignment of CdZnS thin films

Effects of the annealing temperature on structural, optical and surface properties of chemically deposited cadmium zinc sulfide (CdZnS) films were investigated. X-ray diffraction (XRD) results showed that the grown CdZnS thin films formed were polycrystalline with hexagonal structure. Atomic force microscopy (AFM) studies showed that the surface roughness of the CdZnS thin films was about 60-400 nm. Grain sizes of the CdZnS thin films varied between 70 and 300 nm as a function of annealing temperature. The root mean square surface roughness of the selected area, particular point, average roughness profile, topographical area of roughness were measured using the reported AFM software. The band gaps of CdZnS thin films were determined from absorbance measurements in the visible range as 300 nm and 1100 nm, respectively, using Tauc theory.     

Grain size and its distribution in NiTi thin films sputter-deposited on heated substrates

Grain size and its distribution in NiTi thin films sputter-deposited on a heated substrate have been investigated using the small angle x-ray scattering technique. The crystalline particles have a small size and are distributed over a small range of sizes for the films grown at substrate temperatures 370 and 420℃. The results show that the sizes of crystalline particles are about the same. From the x-ray diffraction profiles, the sizes of crystalline particles obtained were 2.40nm and 2.81nm at substrate temperatures of 350 and 420℃, respectively. The morphology of NiTi thin films deposited at different substrate temperatures has been studied by atomic force microscopy. The root mean square roughness calculated for the film deposited at ambient temperature and 420℃ are 1.42 and 2.75nm, respectively.     

退火时间对硼掺杂纳米金刚石薄膜微结构和电化学性能的影响

采用高分辨透射电镜、紫外和可见光Raman光谱及循环伏安法研究了1000 ℃下退火不同时间的硼掺杂纳米金刚石薄膜的微结构和电化学性能. 结果表明,随退火时间的延长,薄膜中纳米金刚石晶粒尺寸逐渐减小.当退火时间为0.5 h时, 金刚石晶粒尺寸由未退火样品的约15 nm减小为约8 nm, 金刚石相含量增加;当退火时间为2.0 h时,金刚石晶粒减小为2—3 nm, 此时晶界增多,金刚石相含量减少;退火时间为2.5 h时纳米金刚石晶粒尺寸和金刚石相含量又略有上升.晶粒尺寸和金刚石相含量的变化表明薄膜在退火过程中发生了金刚石和非晶碳相的相互转变.可见光Raman光谱测试结果表明,不同退火时间下, G峰位置变化趋势与I_D/I_G值变化一致,说明薄膜内sp²碳团簇较大时, 非晶石墨相的有序化程度较高.退火0.5, 1.0, 1.5和2.0 h时, 电极表面进行准可逆电化学反应,而未退火和退火时间为2.5 h时电极表面进行不可逆电化学反应.退火有利于提高薄膜电极的传质效率, 退火0.5 h时薄膜电极的传质效率最高,催化氧化性能最好.较小的晶粒尺寸、 较高的金刚石相含量以及纳米金刚石晶粒的均匀分布有利于提高电极表面反应的可逆性和催化氧化性能.     

退火对ZnO薄膜晶体结构和ZnO/p-Si异质结光电性质的影响

采用脉冲激光沉积方法在p-Si(100)衬底卜牛长ZnO薄膜,分别在500℃、600℃和700℃下真空退火,采用X射线衍射仪研究了退火对ZnO薄膜品体结构的影响,并测量了ZnO的面电阻和ZnO/p-Si异质结的、I-V特性曲线.研究表明,随着退火温度的升高,ZnO的(002)衍射峰强度逐渐增大,半峰全宽不断减小,同时薄膜内应力减小,ZnO晶粒尺寸变大.表明高温退火有助于ZnO薄膜结晶质量的提高.在没有光照的条件下,异质结的漏电流随退火温度的增加而增大;用650 nm光照射样品时,600℃退火的样品表现出最明显的光电效应,而过高的退火温度会破坏ZnO/p-Si异质结的界面结构,使其光电流变小.所以,要得到性能良好的光电器件,应选取适当的退火温度.     

热处理温度对ZnO∶Al薄膜性能的影响

利用溶胶-凝胶技术在玻璃衬底上制备了ZnO∶Al薄膜,表征了薄膜的结构、光透过和光致发光特性,探讨了热处理温度对薄膜晶体结构和光学性质的影响.结果表明,在热分解温度400 ℃和退火温度600 ℃时,ZnO∶Al薄膜的C轴择优取向明显,透过率较高.在热处理温度400 ℃情况下,激发波长340 nm的光致发光谱中有三个发光中心,紫外发光强度随退火温度的升高先升高后下降,500 ℃时发光强度最强.其它两个发光峰的强度随退火温度的升高而降低甚至消失.激发波长不同,ZnO∶Al薄膜的发光中心和强度均发生变化.     

退火对电子束热蒸发Al2O3薄膜性能影响的实验研究

 用电子束热蒸发方法镀制了Al₂O₃材料的单层膜，对它们在空气中进行了250~400 ℃的高温退火。对样品的透射率光谱曲线进行了测量，计算了样品的消光系数、折射率和截止波长。通过X射线衍射仪（XRD）测量分析了薄膜的微观结构,采用表面轮廓仪测量了样品的表面均方根粗糙度。结果发现随着退火温度的提高光学损耗下降，薄膜结构在退火温度为400 ℃时仍然为无定形态，样品的表面粗糙度随退火温度的升高而增加。引起光学损耗下降起主导作用的是吸收而不是散射，吸收损耗的下降主要是由于退火使材料吸收空气中的氧而进一步氧化，从而使薄膜材料的非化学计量比趋于正常。