多腔耦合微波表面波PECVD法沉积 DLC薄膜研究

报道了利用多腔耦合微波表面波等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的方法制备类金刚石(DLC)薄膜。通过发射光谱(OES)测量,对Ar等离子体中的各种放电参数以及全部四个腔室内放电的均匀性作出评估。采用表面轮廓仪测量了薄膜的厚度;薄膜的表面形貌、组成结构通过原子力显微镜(AFM)、激光拉曼光谱和X射线衍射光谱(XPS)进行了表征。在12.5μm厚度的有机薄膜聚酯(PET)表面沉积一定厚度DLC后,通过测量水蒸气透过率(WVTR)对DLC薄膜的阻隔性能进行了研究。结果表明,这种多腔耦合微波表面波等离子体装置,不仅能够实现四个腔室同时相对均匀的放电,也能够实现单个腔室的轴向均匀放电。制备的DLC薄膜结构致密、成分均匀,可以使PET薄膜阻隔性能提高约20倍。     

高阻隔碳氢膜的制备及性能研究

利用射频等离子体化学气象沉积法（r.f.PECVD），在12μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)上制备了碳氢膜. 用原子力显微镜（AFM），x射线光电子能谱（XPS），激光拉曼光谱，傅里叶红外光谱等仪器，对碳氢膜的表面形貌和内部结构特性进行了较详细研究. 镀碳氢膜PET的阻隔性能在标准透水蒸气测试仪上进行检测. 实验结果证明：沉积工艺参数对碳氢膜的生长速率及结构性能有重要影响；在PET上沉积的是纳米碳氢膜，该膜主要由sp2和sp3杂化的碳氢化合物组成；当PET上碳氢膜厚度为900nm时，阻水蒸气性能可提高7倍. 关键词： 碳氢膜 射频等离子体化学气象沉积法 聚对苯二甲酸乙二醇酯 阻隔性能     

大气压电晕等离子体射流制备氧化钛薄膜

大气压等离子体因具有很多独特优势从而在材料制备和表面工艺领域备受关注.本文利用大气压针-板电晕放电等离子体射流制备氧化钛(TiO_2)薄膜,研究了电晕极性和放电参数对薄膜特性的影响.实验测试了正负电晕等离子体射流的电学性能、发展过程和发射光谱,并对不同条件下制备的TiO_2薄膜进行了表征和分析.结果表明:负电晕等离子体射流制备的TiO_2薄膜表面更均匀而且薄膜中钛(Ti)含量更高.正负电晕等离子体射流制备的薄膜的结合力均优于4.7 N/cm,表面电阻低于10~(10) Ω.此外,发现TiO_2薄膜在基底表面沉积和在气相中成核存在竞争机制,并进一步阐述了电晕放电等离子体制备薄膜的成膜机理和不同极性放电的差异.本文结果将为大气压等离子体制备均匀、致密的功能氧化物薄膜材料提供有益参考.     

低磁场下驻波对螺旋波等离子体均匀性的影响

螺旋波放电具有很高的耦合效率,作为一种高密度等离子体源在材料表面处理、薄膜沉积、离子推进器等领域具有广阔的应用前景.不同的波模式下能量耦合的方式直接关系到源区的等离子体分布,进而影响扩散腔中材料的处理和沉积薄膜的均匀性.本文通过电特性(功率-电流)曲线、增强型电荷耦合相机和磁探针诊断等方式对螺旋波等离子体源中出现的角向不均匀性进行研究,认为天线下端出现的驻波螺旋波可能是造成这种现象的关键因素.     

DLC/Ag/DLC复合多层薄膜光学性能

采用等离子体增强化学气相沉积类金刚石(DLC)薄膜、高真空磁控溅射镀膜设备溅射Ag靶的方法制备了不同厚度Ag、DLC层的DLC/Ag/DLC多层膜,分别用紫外可见分光光度计、四探针测试仪对样品的光学性能、电学性能进行了测试.结果表明,随着Ag层厚度的增加,DLC/Ag/DLC多层膜透射率先增后减,外层DLC薄膜和内层DLC薄膜对透射率影响基本一致,随着厚度增加透射率先增后减,在内外层厚度为40 nm,Ag夹层厚度为16 nm时,DLC(30 nm)/Ag(16 nm)/DLC(40 nm)膜在550 nm处的透射率高达94.4%,电气指数高达112.4 ×10-3Ω-1,远远超过现有透明导电膜的电气指数(FTC≈20×10-3Ω-1).     

大面积表面波等离子体源微波功率吸收的数值模拟研究

建立了大面积矩形表面波等离子体(SWP)源全尺寸的三维模型,用数值模拟的方法研究了SWP源基于碰撞的功率吸收问题,给出了随等离子体参数变化的微波反射率曲线,分析了不同天线对微波功率沉积的影响,并讨论了微波功率吸收和表面波的定性关系. 结果发现,均匀放电的SWP源功率沉积本质是由表面波等离子体的性质决定的,等离子体密度太大或太小都不利于功率吸收. 在正常工作气压下,SWP源通过碰撞机理即可以实现微波功率的有效沉积,微波吸收率可达80%以上,与已有实验相符. 本研究同时发现,天线阵列激发的表面波模式越紧凑,强度越大,越有利于微波的吸收. 关键词： 时域有限差分法 等离子体表面波 功率吸收 狭缝天线     

射频、直流磁控溅射和多弧离子镀沉积类金刚石薄膜的拉曼光谱分析

用射频、直流磁控溅射和多弧离子镀制备一系列类金刚石(DLC)薄膜样品,并测量了样品的拉曼光谱.通过数据分析发现三种沉积方式中多弧离子镀沉积得到的薄膜含有更高的sp3含量.采用多弧离子镀设备,在不同的溅射负偏压下沉积了一系列的DLC薄膜样品,对样品进行拉曼光谱测试,通过对比分析发现随着沉积负偏压的提高,薄膜内sp3的含量不断提高.表明可以通过提高多弧离子镀的负偏压来提高DLC薄膜的质量.     

Ag/TiN复合薄膜制备及其表面增强拉曼光谱研究

高灵敏基底材料是表面增强拉曼光谱(SERS)技术应用的关键。本研究采用电化学沉积法将氮化钛(TiN)薄膜与贵金属银复合,利用两者协同效应提高SERS灵敏度。借助XRD、SEM、UV-VIS和Raman等测试手段系统探究了电化学沉积参数对复合基底SERS性能的影响。研究发现,当沉积液浓度为5 mmol/L、沉积电压为5 V及沉积时间为5 min时,复合基底单质Ag和TiN两种物相共存,Ag纳米颗粒沿优势晶面生长,银颗粒在TiN薄膜上生长为棒状结构,分布均匀。与其他沉积参数下制备的基底相比,上述条件下合成的复合薄膜展现出较明显的等离子体共振吸收双峰,表明体系中Ag和TiN两相间产生等离子体共振叠加效应,电磁场耦合作用增强,局部表面等离子体共振耦合作用增加,薄膜表面形成更多的SERS“热点”,并有助于促进电荷转移,进而赋予基底较为优异的SERS性能。这证实了优化电化学沉积参数来调控复合薄膜形貌从而改善SERS基底性能的可行性,可为采用电化学沉积技术制备Ag/TiN复合薄膜作为SERS基底材料提供技术支持。     

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利用微波电子回旋共振等离子体增强型化学气相沉积(ECR-PECVD)采用一步法直接在K9玻璃上低温沉积制备了多晶硅薄膜.研究了不同实验参数对薄膜沉积的影响,采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)等实验分析方法对不同条件下制备的样品进行了晶体结构和表面形貌分析,并讨论了多晶硅薄膜沉积的最佳条件.实验结果表明,玻璃衬底上多晶硅薄膜呈柱状生长,并有一定厚度的非晶孵化层;较高氢气比例和衬底温度有利于结晶,薄膜的结晶率达到了62％;晶粒团簇的最大尺寸约为500nm.     

碳氮薄膜的制备及其拉曼光谱研究

使用自行设计的真空系统 ,采用弧光放电等离子体的方法 ,成功制备了表面光滑致密的碳氮薄膜 .牛顿环干涉图样进一步验证了薄膜厚度的均匀性 .拉曼光谱显示了 3个主要的散射峰和几个相对较弱的峰 ,拉曼光谱分析表明 ,膜的结构是一种无定形非晶碳氮膜 ,碳原子与氮原子在薄膜中以各种不同的键态存在 .通过比较样品不同区域的拉曼光谱图发现 ,谱图几乎没有变化 ,说明制备的碳氮薄膜结构是均匀的     

电子回旋共振（ECR）等离子体的研究和应用

近年来,在低气压、低温等离子体研究和应用中的一个重要发展是微波电子回旋共振放电。由于它是一种无极放电,能够在低气压下产生高密度、高电离度、大体积均匀的等离子体,所以在等离子体物理研究,表面处理和薄膜制备等应用中,成为一个十分引人注目的新领域。本文综述了ECR放电的基本物理过程和实验研究概况,介绍了ECR等离子体在表面处理、镀膜和离子源等方面应用的最新结果。     

电子回旋共振(ECR)等离子体的研究和应用

近年来,在低气压、低温等离子体研究和应用中的一个重要发展是微波电子回旋共振放电。由于它是一种无极放电,能够在低气压下产生高密度、高电离度、大体积均匀的等离子体,所以在等离子体物理研究,表面处理和薄膜制备等应用中,成为一个十分引人注目的新领域。本文综述了ECR放电的基本物理过程和实验研究概况,介绍了ECR等离子体在表面处理、镀膜和离子源等方面应用的最新结果。     

用微波ECR等离子体溅射法在蓝宝石(0112)晶面上生长ZnO薄膜的研究

蓝宝石上外延生长ZnO薄膜在表面波和声光器件中有重要的应用．用微波电子回旋共振(ECR)等离子体溅射法在蓝宝石(0112)晶面上外延生长了ZnO薄膜,膜无色透明,并且表面光滑,基片温度为380℃,为探索沉积工艺参数对薄膜结构的影响,用XRD对不同基片温度和沉积速率生长的ZnO薄膜进行了研究．     

ECR-PECVD制备Si3N4薄膜沉积工艺的研究

由偏心静电单探针诊断了电子回旋共振等离子体增强化学汽相沉积(ECR-PECVD)反应室内等离子体密度的空间分布规律．结果表明在轴向位置Z=50cm处,直径Φ12cm范围内等离子体密度分布非常均匀．分析了等离子体密度径向均匀性对沉积速率均匀性和薄膜厚度均匀性的影响．讨论了沉积制备一定薄膜厚度的Si₃N₄薄膜的工艺重复性．研究了各种沉积工艺参数与Si₃N₄薄膜沉积速率的相互关系．得到了ECR-PECVD技术在沉积薄膜时的工 关键词：     

一种准光反射聚焦微波放电大气等离子体装置

设计了一种准光反射聚焦方式的微波放电大气等离子体实验装置,装置包括大气环境模拟室和微波辐射聚焦系统。辐射微波在腔室中心形成kV/cm量级的非均匀强场,击穿大气产生等离子体。通过仿真计算了腔室内的空间辐射场分布,并利用小信号传递的方式进行测量,测量结果与仿真相符,形成的等离子体形态与辐射场分布强弱一致。电磁场在聚焦区域形成驻波,等离子体出现明显分层现象。实验通过拍照记录了不同参数条件下的等离子体图样,等离子体形态随气压升高而收缩,放电区域受场强和气压共同影响。对实验结果进行分析,验证了该装置的能力。     

用微波ECR等离子体溅射法在蓝宝石(0112)晶面上生长ZnO薄膜的研究

蓝宝石上外延生长ZnO薄膜在表面波和声光器件中有重要的应用．用微波电子回旋共振(ECR)等离子体溅射法在蓝宝石(0112)晶面上外延生长了ZnO薄膜,膜无色透明,并且表面光滑,基片温度为380℃,为探索沉积工艺参数对薄膜结构的影响,用XRD对不同基片温度和沉积速率生长的ZnO薄膜进行了研究．     

类金刚石和碳氮薄膜的电化学沉积及其场发射性能研究

利用电化学方法在室温下成功地沉积了类金刚石(DLC)薄膜和非晶CN_x薄膜，并 对制备条件进行了讨论.通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱技术，分析了薄膜的表面形貌和化学结合状态.场发射测量结果表明：DLC膜和非晶CN_x的开启场分别为88和 10V/μm；并且在23V/μm的电场下，DLC膜和非晶CN_x膜的发射电流密度分别达到10 和037mA/cm². 关键词： 电化学沉积 类金刚石薄膜 x薄膜')" href="#">CN_x薄膜 场致电子发射     

基于原子层沉积技术的石英管表面减反射膜的制备

采用原子层沉积(ALD)技术在石英管表面制备了薄膜,研究了该薄膜的均匀性,以及石英管的内径、外径、长度对沉积薄膜均匀性的影响。以单波长减反射膜为研究对象,实验测试的反射光谱与仿真结果一致,石英管表面最低反射率可降至0.17%。忽略夹具影响,石英管外壁与内壁的减反射薄膜的非均匀性基本一致,在±1.69%范围内,内外壁表面减反射薄膜的厚度和中心波长相同,且石英管尺寸对内外壁薄膜均匀性无明显影响。利用ALD技术可在大曲率元件的内外表面沉积厚度偏差小且均匀性分布相似的减反射薄膜。     

聚对苯二甲酸乙二酯表面等离子体改性

纤维表面等离子体改性在学术上、工艺上都是很有意义的工作,人们对此甚感兴趣[1,2].我们利用射频电容耦合辉光放电产生等离子体,用静电双探针测量等离子体的电子温度和离子密度,用热电偶测量气体温度.研究等离子体与聚对苯二甲酸乙二酿(PET)的作用,拍摄了等离子体与PET作用时的     

气体压强及表面等离激元影响表面波等离子体电离发展过程的粒子模拟

基于表面等离激元 (SPP) 的表面波等离子体 (SWP) 源, 具有高密度、低温度及高产率等优异性能, 其应用在电子器件微纳加工、材料改性等领域. 但由于SPP激励SWP放电的电离过程难于用理论分析和实验测量描述, 因而SWP源均匀稳定产生的电离发展过程一直未研究清晰. 本文以SWP放电的数值模拟为研究手段, 采用等离子体与电磁波相互作用的粒子模拟 (PIC) 方法, 结合蒙特卡罗碰撞 (MCC) 方法处理碰撞效应的优势, 研究气体压强影响电离过程的电磁能量耦合机理. 模拟结果表明SWP的高效产生是SPP的局域增强电场致使, 气体压强能够改变波模共振转换的出现时刻而影响了SWP的电离发展过程. 本文的研究成果展示了SPP维持SWP放电的电离过程, 可为下一代米级SWP源的参数优化提供设计建议. 关键词： 表面波等离子体 表面等离激元 粒子模拟 电离过程