直流磁控溅射制备氧化钒薄膜

讨论了在低温下以高纯金属钒作靶材,用直流磁控溅射的方法制备出了氧化钒薄膜。通过设计正交试验,分析了氩气和氧气的流量比,溅射功率,工作压强,基底温度对氧化钒薄膜沉积速率和电阻温度系数TCR的影响,采用RTP-500型快速热处理机对氧化钒薄膜样品进行了退火热处理,实验结果表明:当Ar与O2的比例为100:4,溅射功率为120W,工作压强为2Pa时,所获得薄膜TCR较大,都在-2%/K附近,最高的可达-3.6%/K。     

快速热处理制备相变氧化钒薄膜及其特性研究

采用直流对靶磁控溅射在Si<100>基底上沉积金属V薄膜, 然后分别在纯氧气环境和纯氮气环境下进行快速热处理制备具有 金属-半导体相变特性的氧化钒(VO_X)薄膜, 热处理条件分别为纯氧气环境下430℃/40 s, 450℃/40 s, 470℃/40 s, 450℃/30 s, 450℃/50 s, 纯氮气环境下500℃/15 s. 用X射线衍射仪、X射线光电子能谱、原子力显微镜 和扫描电子显微镜对薄膜的结晶结构、钒的价态和组分以及微观形貌进行分析. 利用四探针薄膜电阻测量方法和THz时域频谱技术分析薄膜的电学特性和光学特性. 结果表明: 金属V薄膜经过纯氧气环境450℃/40 s快速热处理 后形成了具有低相变特性的VO_X薄膜, 升温前后薄膜方块电阻变化幅度达到两个数量级, THz透射强度变化幅度较小. 为了提高薄膜的相变特性, 对制备的VO_X薄膜采用纯氮气环境500℃/15 s快速热处理, 薄膜的相变特性有了明显提升, 相变前后方块电阻变化达到3个数量级, THz透射强度变化达到56.33%.     

射频磁控溅射制备氧化钒薄膜的研究

氧化钒（VOx）薄膜是一种广泛应用于红外热成像探测的薄膜材料,研究VOx薄膜的制备工艺、获取高电阻温度系数（TCR）的VOx薄膜具有重要意义。以高纯金属钒作靶材,采用射频磁控溅射的方法在室温下制备了VOx薄膜。主要研究了氩氧流量比以及功率等工艺参数对薄膜TCR的影响,获得了较好的工艺参数。采用万用表和X射线光电子能谱仪（XPS）分别测试了不同条件下射频磁控溅射法制备的VOx薄膜的电阻特性和薄膜成分,测试结果表明,采用所获得的较好工艺参数制备的VOx薄膜TCR值大于1.8%。     

基片温度与氧分压对磁控溅射制备氧化钒薄膜的影响

采用磁控溅射工艺制备了V₂O₅薄膜.通过改变制备工艺中基片温度和氧分压两个条件，研究了薄膜的晶相组成、表观形貌以及氧化物中钒和氧元素的化合价态.当基片温度升高时，V₂O₅薄膜中颗粒结晶由细长针状转变为平行于基片的片状，V⁵⁺状态保持不变，但723 K时氧结合能向高键能态移动.氧分压较低时，薄膜表面有部分V⁴⁺态存在，但存在较多的高键能氧，此时薄膜中晶粒尺寸较小.随着氧分压的提 关键词： 氧化钒 磁控溅射 相变薄膜 X射线光电子能谱     

Ti-B-C-N纳米复合薄膜结构及力学性能研究

利用反应磁控溅射方法在单晶硅和高速钢(W18Cr4V)基片上制备出不同C含量Ti-B-C-N纳米复合薄膜. 使用X射线衍射和高分辨透射电子显微镜研究了Ti-B-C-N纳米复合薄膜的组织和微观结构,用纳米压痕仪测试了它们的硬度和弹性模量. 结果表明,利用往真空室通入C₂H₂气体的方法制备得到的Ti-B-C-N纳米复合薄膜中,在所研究成分范围内只发现TiN基的纳米晶. 当C₂H₂流量较小时,C元素的加入可以促进Ti-B-C 关键词： Ti-B-C-N薄膜 磁控溅射 微观结构 力学性能     

氧化钒薄膜的微结构及阻变特性研究

采用射频反应溅射法于室温下在Cu/Ti/SiO₂/Si基底上制备了氧化钒薄膜. X-射线衍射、X射线光电子能谱分析仪及原子力显微镜结果表明, 室温下制备的氧化钒薄膜除微弱的V₂O₅ (101)和V₂O₃ (110)峰外, 没有明显的结晶取向, 是VO₂, V₂O₅, V₂O₃及VO的混合相薄膜, 且薄膜表面颗粒大小均匀, 表面均方根粗糙度约为1 nm. 采用半导体参数分析仪对薄膜的电开关特性进行测试. 结果表明薄膜具有较低的开关电压(V_Set<1 V, V_Reset<-0.5 V), 并且具有稳定的可逆开关特性. 薄膜从低阻态转变为高阻态的电流(I_Reset)随限流的增大而增大.通过高低阻态时I-V对数曲线的拟合(高阻态斜率>1, 低阻态斜率=1), 认为Cu离子在薄膜中扩散形成的导电细丝是该体系发生电阻转变的主要机制. 关键词： 氧化钒薄膜 电阻开关 电阻式非挥发存储器 导电细丝     

高择优取向Mo薄膜的直流磁控溅射制备及其电学性能

使用直流磁控溅射法在玻璃基底上沉积Mo薄膜,采用X射线衍射仪、原子力显微镜和四探针测试系统研究了溅射工艺对Mo薄膜的结构、形貌和电学性能的影响.结果表明:当基片温度为150℃时,薄膜获得(211)晶面择优取向生长,而在低于250℃的其它温度条件下,样品则表现为(110)晶面择优取向生长.进一步的表面形貌分析显示:薄膜的...     

高择优取向Mo薄膜的直流磁控溅射制备及其电学性能

使用直流磁控溅射法在玻璃基底上沉积Mo薄膜,采用X射线衍射仪、原子力显微镜和四探针测试系统研究了溅射工艺对Mo薄膜的结构、形貌和电学性能的影响.结果表明:当基片温度为150 ℃时,薄膜获得(211)晶面择优取向生长,而在低于250 ℃的其它温度条件下,样品则表现为(110)晶面择优取向生长.进一步的表面形貌分析显示:薄膜的粗糙度随基片温度变化不明显,其值大约为0.35 nm,随溅射功率密度的增大而变大|电学性能方面:随着溅射功率密度的升高,薄膜导电性能迅速增强,电阻率呈现近似指数函数衰减|随着基底温度的升高,薄膜的电阻率先减小后增大,当基底温度为150 ℃时,薄膜电阻率降低至最小值2.02×10-5 Ω·cm.     

溶胶凝胶制备氧化钒薄膜的生长机理及光电特性

采用溶胶凝胶法, 在不同的退火温度下制备了不同的氧化钒薄膜. 利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、高阻仪、紫外-可见分光光度计和傅里叶红外光谱仪等, 对薄膜的形貌、晶态、电学和光学特性进行了分析. 结果表明, 溶胶凝胶法获取V₂O₅薄膜的最佳退火温度为430 ℃, 低于此温度不利于使有机溶剂充分分解, 高于此温度则V–O键发生裂解、形成更多的低价态氧化钒. 本文制备的氧化钒薄膜具有较高的电阻温度系数和光吸收率, 适合应用在非制冷红外探测器中. 本文揭示了溶胶凝胶法制备氧化钒薄膜的生长机理. 关键词： 氧化钒薄膜 溶胶凝胶 光电特性 生长机理     

沉积在液体衬底上连续铝薄膜的微观结构

研究了沉积在硅油衬底表面的连续铝薄膜的微结构及其表面形貌.与沉积在单晶硅表面的铝薄膜相比,两种铝薄膜均属颗粒结构,但硅油表面的铝薄膜具有颗粒尺寸较小、大小不均匀,表面起伏较大等特点,而且在该铝薄膜边缘的下表面,有一明显的波纹状楔型结构,其斜率仅为10^-4—10^-5.实验结果表明：这一现象是由于液体衬底的热膨胀行为引起的.此外对样品的晶态也进行了研究. 关键词： 铝薄膜 液体衬底 微观结构     

溶胶-凝胶VO2薄膜转换特性研究

利用溶胶凝胶法在SiO2Si衬底上沉积高取向的V2O5薄膜,在压强低于2Pa,温度高于400℃的条件下,对V2O5薄膜进行真空烘烤,获得了电阻率变化3个数量级以上、弛豫宽度为62℃的VO2多晶薄膜.以X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)图和电阻率转换特性等实验结果为依据,详细分析了溶胶凝胶薄膜在真空烘烤时从V2O5向VO2的转化,它经历了从VnO2n+1(n=2,3,4,6)到VO2的过程.实验证明,根据选择合适的成膜热处理条件和真空烘烤条件是实现溶胶凝胶V2O5结构向VO2结构成功转换的关键 关键词： 溶胶-凝胶法 氧化钒薄膜 VO2膜转换特性     

直流磁控反应溅射法制备的钒氧化物薄膜及其光谱研究

用直流磁控反应溅射法和不同基底温度下在玻璃底上沉积微纳结构的氧化钒薄膜,通过X射线衍射、电子扫描显微镜、UV-Vis透射、红外和拉曼光谱研究了薄膜的结构特性.在低温下制备的薄膜表现出高的光学透过特性,在基底温度低于200℃下制备的薄膜具有无定形结构,而在基底温度高于200℃时制备的薄膜具有多晶结构.薄膜的光学参数使用经...     

Surface oxidation of vanadium dioxide films prepared by radio frequency magnetron sputtering

This paper reports that the thermochromic vanadium dioxide films were deposited on various transparent substrates by radio frequency magnetron sputtering, and then aged under circumstance for years. Samples were characterized with several different techniques such as x-ray diffraction, x-ray photoelectron spectroscopy, and Raman, when they were fresh from sputter chamber and aged after years, respectively, in order to determine their structure and composition. It finds that a small amount of sodium occurred on the surface of vanadium dioxide films, which was probably due to sodium ion diffusion from soda-lime glass when sputtering was performed at high substrate temperature. It also finds that aging for years significantly affected the nonstoichiometry of vanadium dioxide films, thus inducing much change in Raman modes.     

Low reflectance sputtered vanadium oxide thin films on silicon

Vanadium oxide thin films on silicon (Si) substrate are grown by pulsed radio frequency (RF) magnetron sputtering technique at RF power in the range of 100–700 W at room temperature. Deposited thin films are characterized by field emission scanning electron microscopy (FESEM), X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) techniques to investigate microstructural, phase, electronic structure and oxide state characteristics. The reflectance and transmittance spectra of the films and the Si substrate are recorded at the solar region (200–2300 nm) of the spectral window. Substantial reduction in reflectance and increase in transmittance is observed for the films grown beyond 200 W. Further, optical constants viz. absorption coefficient, refractive index and extinction coefficient of the deposited vanadium oxide films are evaluated.     

氧化法结合快速热处理制备VOx薄膜及其性质研究

采用磁控溅射法在单晶Si〈100〉基底上沉积金属钒(V)薄膜,在高纯氧环境下快速热处理制备具有相变特性的氧化钒(VOx)薄膜.利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱和扫描电子显微镜对薄膜结晶结构、薄膜中V的价态与组分及表面微观形貌进行分析,应用四探针测试方法和太赫兹时域频谱技术对样品的电学和光学特性进行测试.结果表明:在一定范围的快速热处理保温温度和保温时间下,都可以制备出具有热致相变特性的氧化钒薄膜,相变前后薄膜的方块电阻变化超过两个数量级,薄膜成分主要由V2O5和VO2混合组成,薄膜中V整体价态不因热处理条件改变而不同.在快速热处理条件范围内,500℃ 25 s左右条件下(中温区)制备出的氧化钒薄膜相变特性最佳,并且对THz波有一定的调制作用.     

Effects of oxygen content on the microstructures and optical properties of thermochromic vanadium oxide thin films

Reactive direct current magnetron sputtering and in situ thermal oxidation were used to prepare vanadium oxide (VO _X ) thin films with different oxygen contents. X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy and a field emission scanning electron microscope were employed to characterize the films. The optical properties of the VO _X films at room temperature and 90 °C were investigated by applying an spectroscopic ellipsometer with a three-layer model of BEMA/Brendel–Bormann oscillator/substrate. It was demonstrated that the vanadium–oxygen bonds were strengthened, the film thickness and roughness decreased, while the grain size increased with increasing oxygen content. The increase in oxygen content had the effect of decreasing the near-infrared reflectance and free-electron concentration of the film at 90°C due to the decrease in the amount of VO₂.