研究目的
通过室温、低功率、无偏压的反应溅射工艺制备高等离子体特性的氮化钛（TiN）薄膜和纳米结构，并研究其光学特性以及对溅射条件和衬底材料的依赖性。
研究成果
该研究成功展示了采用室温、低功率且无偏压的反应溅射工艺制备高性能等离激元氮化钛（TiN）薄膜与纳米结构。相较于其他等离激元TiN薄膜，所制TiN薄膜呈现出最大的介电函数实部负值之一。这种室温沉积工艺为制备等离激元TiN提供了经济高效的途径，并能制造复杂的TiN基纳米结构，有望与现有CMOS工艺技术集成以实现实际等离激元应用。
研究不足
该研究承认，氮化钛薄膜的等离子体特性受多种加工参数影响，包括基底材料、沉积温度和外加偏压，这些因素可能限制薄膜性能的可重复性和优化。此外，研究发现沉积在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）基底上的薄膜表面粗糙度会影响其光学特性。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用室温、低功率、无偏压反应溅射工艺，在多种基底表面沉积TiN薄膜。通过可变角光谱椭偏仪(VASE)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)研究薄膜的光学与结构特性。
2：样品选择与数据来源：
TiN薄膜沉积于Si、石英、HfO2和PMMA等不同基底表面，测量了薄膜的介电函数、厚度、透射率和反射率。
3：实验设备与材料清单：
使用射频(RF)反应溅射系统(Kurt J. Lesker)进行薄膜沉积，通过VASE、XRD、XPS(VGS Thermo K-Alpha)和AFM(Bruker Innova)进行表征。
4：实验流程与操作步骤：
在室温下以不同Ar:N2气体流量比进行溅射工艺，随后分析薄膜的光学特性与结构特征。
5：数据分析方法：
采用Drude-Lorentz模型分析光学特性，通过XRD和XPS光谱解析结构特性。
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获取完整内容-
X-ray photoelectron spectrometer
K-Alpha
VGS Thermo
Analysis of chemical composition of TiN films
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Atomic force microscope
Innova
Bruker
Measurement of surface roughness of TiN films
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RF reactive sputtering system
Kurt J. Lesker
Deposition of TiN thin films
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Variable angle spectroscopic ellipsometer
Measurement of dielectric function, thickness, transmittance, and reflectance of TiN films
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X-ray diffractometer
Characterization of crystalline structure of TiN films
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