脉冲偏压电弧离子镀Cr-O薄膜结构及光学性能研究

采用脉冲偏压电弧离子镀技术在单晶硅基片及石英玻璃上制备了一系列均匀透明的Cr-O薄膜. 用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子谱、纳米压痕仪、紫外可见光分光光度计等方法对薄膜的表面形貌、膜厚、相结构、成分、元素的化学价态、硬度和光学性能等进行表征, 主要研究了偏压幅值对薄膜结构和性能的影响. 结果表明, 施加偏压可使薄膜的沉积质量明显提高, 其相结构由非晶态转变为晶体态, 并随着偏压幅值的增加, 由Cr₂O₃相向CrO相转变; 薄膜的硬度先增大后减小, 当偏压为-300 V时, 硬度达到最大值24.4 GPa; 薄膜具有良好的透光率, 最高可达72%; 当偏压为-200 V时, 薄膜的最大光学帯隙为1.88 eV.