用离子束溅射方法制备的钛薄膜表面形貌分析

用离子束溅工艺在K9玻璃基片上沉积Ti薄膜，并用原子力显微镜对其表面形貌进行测量，通过数值相关运算，发现在此工艺条件下薄膜生长界面为各向同性的自仿射分形表面，并用粗糙指数、横向相关长度和标准偏差粗糙度对薄膜样品表面进行定量描述。利用自仿射分形表面的相关函数对数值运算的结果进行拟合，得出Ti薄膜生长界面的粗糙度指数α＝0．72，相应的分形维数Df＝2．28，并由此得到在离子束溅射工艺下Ti薄膜屑于守恒生长的结论，其生长动力学过程可用Kuramoto—Sivashinsky方程来描述。     

溅射粒子能量对金属Mo薄膜表面特性的影响

利用原子力显微镜研究了不同溅射离子能量对Mo薄膜表面形貌的影响.利用特殊设计的夹具，在同一真空内完成所有薄膜样品的制备，减少了多次沉积过程对薄膜生长特性的影响 .对原子力显微镜测量得到的表面高度数据进行相关运算，从统计角度定量地研究了不同沉积能量下Mo薄膜表面特性.结果表明，薄膜表面具有典型的分形特征，在相关运算的基础上给出表面的分形维数、水平相关长度、界面宽度等参数.其中，屏栅电压为500V时制备 的薄膜样品与300和700?V时制备的薄膜样品表面的界面宽度及水平相关长度具有倍数差别，但三种溅射电压下薄 关键词： 离子束溅射 钼 薄膜 分形     

非晶氧化钛薄膜形成过程中钛离子能量对表面结构影响的机理

研究了非晶氧化钛薄膜沉积过程中入射钛离子能量对表面结构形成机理以及薄膜特性的影响.模拟结果表明,通过提高入射钛离子能量,可以有效降低成膜表面粗糙度,从而减小薄膜表面的光学散射损耗.研究发现,当入射离子能量提高后,薄膜生长模式从"岛"状生长过渡到了"层"状生长,且离子入射点附近的平均扩散系数也有显著增加,这有利于形成更加平整的高质量薄膜表面.     

二氧化锆薄膜表面粗糙度的研究

采用电子束蒸发工艺,利用泰勒霍普森相关相干表面轮廓粗糙度仪,研究了不同基底粗糙度、不同二氧化锆薄膜厚度以及不同的离子束辅助能量下所沉积的二氧化锆薄膜的表面粗糙度。结果表明：随着基底表面粗糙度的增加,二氧化锆薄膜表面粗糙度呈现出先缓慢增加,当基底的粗糙度大于10nm后呈现快速增加的趋势;随着二氧化锆薄膜厚度的增加,其表面均方根粗糙度（RMS）先减小后增大;随着辅助沉积离子能量的增加,其表面粗糙度呈现出先减小后增加的趋势。     

Al(001)表面上沉积Ti薄膜的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法,研究了Ti原子连续沉积于Al(001)表面上的薄膜生长过程,分析了入射能量为0.1、5 eV和衬底温度为300、700 K时的界面结合及微观结构.模拟结果表明,增加入射能量和衬底温度,使Ti薄膜的表面越光滑;通过径向分布函数和键对分析技术对薄膜微观结构进行分析,发现衬底温度时薄膜微观结构影响较大,温度300 K及以下时,Ti薄膜主要是FCC结构,随着温度升高,FCC结构成分减少,无序结构成分增加,而入射能量则对薄膜微观结构没有明显影响.     

入射能量对Au/Au(111)薄膜生长影响的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟了Au原子在Au(111)表面低能沉积的动力学过程.采用嵌入原子方法的原子间相互作用势,通过对沉积层原子结构的分析和薄膜表面粗糙度、层覆盖率的计算,研究了沉积粒子能量对薄膜质量的影响及其机制.结果表明:当入射能量Ein25 eV时,沉积层和基体表层均呈现规则的单晶面心立方(111)表面的排列,沉积原子仅注入到基体最表面两层,随着入射能量的增加,薄膜表面粗糙度降低,薄膜越趋于层状生长,入射能量的增加有利于薄膜的成核和致密化;当Ein 25 eV时,沉积层表面原子结构出现了较为明显的晶界,沉积原子注入到基体表面第三层及以下,随着入射能量的增加,薄膜表面粗糙度增加,沉积层和基体表层原子排列越不规则,载能沉积会降低基体内部的稳定性,导致基体和薄膜内部缺陷的产生,降低薄膜质量.此外,当基体内部某层沉积原子数约等于该层总原子数的一半时,沉积原子将能穿过该层进入到基体内部更深层.     

Be原子在Be基底上的沉积过程研究

利用分子动力学方法模拟了Be原子在Be基底上的沉积过程. 模拟了沉积粒子不同入射动能条件下, 沉积薄膜表面形态的差异. 在一定能量范围内, 增加粒子入射动能可以减小薄膜的表面粗糙度. 但是, 过高的入射动能, 不利于减小薄膜表面粗糙度. 通过沉积薄膜中原子配位数以及单个原子势能沿薄膜厚度的分布, 分析沉积原子入射动能对于薄膜及表面结构的影响. 沉积动能较大时, 薄膜的密度较大; 单个原子势能沿薄膜厚度分布较为连续; 同时薄膜中原子应力沿薄膜厚度分布较为连续. 最后, 分析了沉积粒子能量转化的过程、粒子初始动能对基底表面附近粒子局部动能增加的影响.     

Si表面离子束辅助沉积Ti纳米膜的研究

用离子束技术探讨了Si表面纳米Ti薄膜制备的可行性以及Ti薄膜组织结构与离子束工艺之间的关系。实验进行试样表面预处理、轰击离子能量、离子密度、温度、沉积时间等离子束工艺参数对单晶Si(111)表面沉积的Ti薄膜结构的影响。采用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)分析了Ti膜表面晶粒形貌，并用X射线衍射仪(XRD)和俄歇电子谱仪(AES)分析了Ti膜的结构和成分。由于残余气体的影响，Ti膜发生了不同程度的氧化，随温度升高和轰击离子强度增加氧化愈加明显。     

激光溅射沉积制备的ZnO:Ga薄膜表面形貌分析

薄膜表面形貌定量研究有助于薄膜生长机理的认识.研究的薄膜是用激光脉冲沉积法(PLD)制备的ZnO:Ga(GZO)透明导电薄膜.由于GZO薄膜的生长是在远离平衡态情况下实现的,具备自仿射分形特征,可以用高度-高度相关函数进行描述.通过对用原子力显微镜(AFM)获得的表面高度数据进行相关运算,定量地分析了PLD制备的GZO...     

Cu-W薄膜表面形貌的分形表征与电阻率

磁控溅射制备铜钨薄膜，用原子力显微镜和功率谱密度法分析薄膜生长表面形貌的分形维数，发现频段的选择基本不影响分形维数与溅射时间的关系.随溅射时间延长，薄膜厚度增加，分形维数增大，电阻率随分形维数的增大而升高.分析分形维数与电阻率的关系，认为对同一物质的导电薄膜，其表面形貌与电阻率存在对应关系. 关键词： Cu-W薄膜 分形维数 功率谱密度 电阻率     

沉积工艺对二氧化锆薄膜生长特性影响的研究

利用反应离子束溅射、反应磁控溅射和电子束蒸发在K9基底上沉积ZrO2薄膜，并用原子力显微镜对薄膜表面形貌进行测量。通过数值相关运算，对不同工艺条件下薄膜生长界面进行定量描述，得到了薄膜表面的粗糙度指数、横向相关长度、标准偏差粗糙度等参量。由于沉积条件的不同，薄膜生长具有不同的动力学过程。在反应离子束溅射和反应磁控溅射沉积薄膜过程中，薄膜生长动力学行为均可用Kuramoto-Sivashinsky方程来描述，电子束蒸发制备薄膜的过程可以用Mullins扩散模型来描述，并发现在沉积薄膜过程中基底温度和沉积过程的稳定性对薄膜表面特征影响很大。     

体心立方金属W薄膜晶体取向的膜厚尺寸效应及其表面映射

体心立方W膜(110)织构系数T₁₁₀的变化存在非单调的厚度尺寸效应，这依赖于薄膜中晶粒形核和长大时表面能和应变能的相互作用，薄膜表面结构演变反映了两者的竞争过程.应用小波变换结合分形几何描述薄膜表面结构各向异性行为，用此法构建了薄膜织构系数T₁₁₀与表面结构各向异性的关系，表明薄膜晶体取向存在表面映射. 关键词： 金属薄膜 晶体取向 膜厚 表面形貌     

射频磁控溅射低温制备非晶铟镓锌氧薄膜晶体管

利用射频磁控溅射技术室温制备了铟镓锌氧(IGZO)薄膜,采用X射线衍射(XRD)表征薄膜的晶体结构,原子力显微镜(AFM)观察其表面形貌,分光光度计测量其透光率。结果表明:室温制备的IGZO薄膜为非晶态且薄膜表面均匀平整,可见光透射率大于80%。将室温制备的IGZO薄膜作为有源层,在低温(<200℃)条件下成功地制备了铟镓锌氧薄膜晶体管(a-IGZO TFT),获得的a-IGZO-TFT器件的场效应迁移率大于6.0 cm2.V-1.s-1,开关比约为107,阈值电压为1.2 V,亚阈值摆幅(S)约为0.9 V/dec,偏压应力测试a-IGZO TFT阈值电压随时间向右漂移。     

Improvement of corrosion resistance of NiTi sputtered thin films by anodization

Anodization of sputtered NiTi thin films has been studied in 1 M acetic acid at 23 °C for different voltages from 2 to 10 V. The morphology and cross-sectional structures of the untreated and anodized surfaces were investigated by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The results show that increasing anodization voltage leads to film surface roughening and unevenness. It can be seen that the thickness of the anodized layer formed on the NiTi surface is in the nanometer range. The corrosion resistance of anodized thin films was studied by potentiodynamic scan (PDS) and impedance spectroscopy (EIS) techniques in Hank's solution at 310 K (37 °C). It was shown that the corrosion resistance of the anodized film surface improved with increasing voltage to 6 V. Anodization of austenitic sputtered NiTi thin films has also been studied, in the same anodizing conditions, at 4 V. Comparison of anodized sputtered NiTi thin films with anodized austenitic shape memory films illustrate that the former are more corrosion resistant than the latter after 1 h immersion in Hank's solution, which is attributed to the higher grain boundary density to quickly form a stable and protective passive ?lm.     

High pyroelectric Ba0.65Sr0.35TiO3 thin films with Ba0.65Sr0.35RuO3 seeding-layer for monolithic ferroelectric bolometer

Ba_0.65Sr_0.35TiO₃ (BST) thin films were deposited by RF sputtering with a very thin Ba_0.65Sr_0.35RuO₃ (BSR) seeding-layer on Pt/Ti/SiO₂/Si substrate. The crystallization of BST thin films and the surface morphology of BSR seeding-layer were characterized by X-ray diffraction (XRD) and atomic force microscopy (AFM), respectively. XRD patterns show that the BSR seeding-layer affected the orientation of BST thin film, which is highly a-axis textured. It was also found that the BSR seeding-layer had a marked influence on the dielectric properties of BST thin films. Comparing with BST thin films directly deposited on Pt electrode, the dielectric relaxation can be suppressed and dielectric constant increased due to a possible reduction of interface oxygen vacancies at BST/BSR interface. Moreover, J–V measurement indicates that the leakage current density of BST thin films on BSR seeding-layer were greatly reduced compared with that of BST thin films directly on Pt electrodes. The pyroelectric coefficient of BST thin films with BSR seeding-layer is 7.57 × 10⁻⁷ C cm⁻² K⁻¹ at 6 V/μm at room temperature (RT). Our results reveal that high pyroelectric property of BST thin film could be achievable using BSR seeding-layer as a special buffer.     

低温透明非晶IGZO薄膜晶体管的光照稳定性

采用室温射频磁控溅射非晶铟镓锌氧化合物(a-IGZO), 在相对低的温度(<200 ℃)下成功制备底栅a-IGZO 薄膜晶体管器件, 其场效应迁移率10 cm^-2·V^-1·s^-1, 开关比大于10⁷, 亚阈值摆幅 SS为0.4 V/dec, 阈值电压为3.6 V. 栅电压正向和负向扫描未发现电滞现象. 白光发光二极管光照对器件的输出特性基本没有影响, 表明制备的器件可用于透明显示器件. 研究了器件的光照稳定性, 光照10000 s后器件阈值电压负向偏移约0.8 V, 这种漂移是由于界面电荷束缚所致. 关键词： 非晶铟镓锌氧化合物 薄膜晶体管 光照稳定性 电滞现象     

Ag-BaO薄膜在垂直表面电场作用下的光吸收增强

Ag-BaO薄膜是金属纳米微粒埋藏于半导体介质中的功能复合薄膜,它具有超快的光电时间响应,可以检测超短激光脉冲,在Ag-BaO薄膜表面加入垂直电场,可以提高薄膜的光电发射效率,在垂直表面电场作用下近紫外波段光吸收有较明显增强现象,在波长λ=303nm处15V电压作用下光吸收增强6.5%,30V电压作用下增强18%。这种光吸收增强是由于在电场作用下,薄膜的能带结构发生倾斜,以及在强电场下能级分裂。光吸收涉及被激发电子在倾斜能带间隧穿几率的增加,和被激发电子在这些分裂能级间的跃迁。     

射频磁控溅射法制备SnS薄膜及其结构和光学特性

利用射频磁控溅射法在玻璃衬底上沉积SnS薄膜并对其进行快速退火处理,利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、X射线能量色散谱(EDS)、原子力显微镜(AFM)和紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)分光光度计研究了不同溅射功率(60~120 W)条件下制备的SnS薄膜的晶体结构、物相组成、化学组分、表面形貌以及有关光学特性。结果表明:经快速退火的薄膜均已结晶,提高溅射功率有利于改善薄膜的结晶质量、生长择优取向程度和化学配比,薄膜的平均颗粒尺寸呈增大趋势;溅射功率为100 W的薄膜样品的结晶质量和择优取向度高,薄膜应变最小,且为纯相SnS薄膜,Sn/S组分的量比为1∶1.09,吸收系数达10~5cm~(-1)量级,直接禁带宽度为1.54 eV。