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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 大功率脉冲磁控溅射中的气体击穿与放电形成

    摘要： 研究了不同靶材在高功率脉冲磁控溅射中的放电行为，观察到显著的电流-电压曲线和靶电流波形差异。随着元素在周期表中族和周期的原子序数增加，击穿电压和最大靶电流呈现周期性下降。研究发现靶电流密度主要受二次电子发射产率影响，因此其数值无法直接评估高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）过程中溅射原子的电离程度。本文通过分析电压电流特性，探讨了二次电子发射、溅射产率和电离能对溅射原子电离程度的交互影响。据此可将靶材按电离程度分为三类：1）低电离度靶材（如Ag和C，<10%）；2）中等电离度靶材（如Cr和Cu，分别为55%和35%）；3）存在第二电离过程的Ti、Zr和Mo靶材。这些结果为先进HiPIMS应用提供了直观的操作参数范围。

    关键词： 光学发射光谱法（OES）、电离度、电流波形、气体击穿、高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 利用高度电离脉冲等离子体合成先进薄膜与纳米粒子

    摘要： 脉冲等离子体工艺为薄膜和纳米颗粒合成中采用极高等离子体密度及调制沉积提供了可能。高等离子体密度使源材料达到高度电离状态，从而为表面工程开辟了新途径。与原子相比，离子的能量和方向更易控制，这对薄膜生长具有优势。此外，离子还能提高气相生长纳米颗粒对材料的捕获概率。源材料的脉冲溅射喷射还产生其他效应：等离子体中的材料与生长表面的材料到达量将剧烈波动，导致脉冲开启期间出现高度过饱和状态。本文概述了高电离脉冲等离子体的产生特性，并总结了此类放电在薄膜与纳米颗粒生长领域中的应用与重要性。

    关键词： 高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）、高功率脉冲磁控溅射（HPPMS）、溅射、离子化物理气相沉积（IPVD）、薄膜、纳米颗粒合成

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 正脉冲对HiPIMS沉积硬质DLC涂层的影响

    摘要： 采用一种新型HiPIMS方法沉积类金刚石碳（DLC）涂层，该方法在传统HiPIMS放电结束时施加正电压脉冲。通过使用不同正电压幅值（100、200、300、400和500 V）评估该操作模式对放电过程及沉积DLC涂层力学性能的影响。研究发现，施加正脉冲能增强溅射碳和氩物种的电离程度。质谱测量显示产生了更多高能C+离子，其离子能量与过冲电压幅值成正比。正脉冲诱导的离子轰击使沉积DLC涂层具有更高的压应力并更致密。此外，随着脉冲电压升高，其拉曼光谱显示出更低的D带与G带强度比（ID/IG），表明sp3键含量更高。通过纳米压痕测试评估力学性能，发现沉积DLC薄膜硬度从无电压脉冲时的9.6 GPa提升至施加500 V正脉冲电压时的22.5 GPa。

    关键词： 高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）、硬质涂层、类金刚石碳（DLC）、摩擦学

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 采用高功率脉冲155kHz-ICP的感应耦合脉冲溅射（ICIS）空间光学发射特性的时间演化

    摘要： 铜靶施加负偏压，通过155 kHz感应耦合等离子体（ICP）以突发脉冲模式产生的氩离子轰击溅射，持续时间为800微秒。该系统称为ICIS（感应耦合脉冲溅射）。ICP区域的等离子体密度约为10^19 m^-3。靶电流密度和功率密度分别约为0.8 A/cm2和0.3 kW/cm2。讨论了等离子体物种的光学发射随时间的变化。观测到的物种包括氩离子、激发态氩和激发态铜。整个区域由ICP、主体等离子体和靶等离子体组成。ICP中产生的氩离子通过双极扩散向靶传输，而激发态氩和激发态铜物种主要在靶等离子体中产生。观察到氩离子的平台发射和源自二次电子的高能电子的尖峰发射。氩气体的稀薄化也影响了特别是靠近靶区域的瞬时演化。使用碳靶对此进行了讨论。

    关键词： 感应耦合脉冲溅射、辉光放电、感应耦合等离子体、高功率脉冲磁控溅射、HiPIMS、ICIS

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 利用二阶干涉显著提升ZrO2/V1-W O2/ZrO2热致变色涂层的性能

    摘要： 该论文研究了通过反应磁控溅射法制备的VO2基热致变色涂层。我们结合四种方法提升涂层性能并拓展其应用潜力：首先，采用脉冲氧流量控制的高功率脉冲磁控溅射技术，在极具工业适用性的沉积条件下（无需基底偏压、仅330°C低温）制备出化学计量比准确的晶态VO2；其次，通过钨掺杂（本文中V1-xWxO2的x=0.012）将热致变色转变温度降至室温附近（本文为39°C），且未牺牲涂层性能；第三，我们在热致变色V1-xWxO2层上下均设置ZrO2减反射层，提出优化的ZrO2/V1-xWxO2/ZrO2复合涂层结构。关键发现是：虽然利用ZrO2的一阶干涉需在可见光透过率(Tlum)与太阳能调制率(ΔTsol)间权衡，但二阶干涉可同步优化两者；第四，底层ZrO2的晶体结构进一步改善了VO2结晶度及工艺重复性，其实验最优厚度值与设计预测完全吻合。这些成果对智能窗用高性能耐久VO2基热致变色涂层的低温制备与设计具有重要价值。

    关键词： 热致变色涂层、低沉积温度、减反射层、高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）、掺杂、二氧化钒（VO2）

    更新于2025-09-04 15:30:14