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oe1(光电查) - 科学论文

14 条数据
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  • 高功率脉冲磁控溅射制备氮化铝薄膜的最优靶材溅射模式

    摘要： 低表面粗糙度、低残余应力且具有(002)择优取向的氮化铝(AlN)薄膜在微电子和光电器件中备受青睐。本文采用反应式高功率脉冲磁控溅射(HPPMS)技术沉积AlN薄膜，研究了铝靶溅射模式及溅射功率对薄膜残余应力、晶体结构、表面粗糙度及形貌的影响。结果表明：当铝靶溅射模式从金属模式依次转变为过渡模式和化合物模式时，铝物种数量减少而离子-中性粒子比升高。与化合物模式相比，过渡模式下制备的AlN薄膜具有更低的表面粗糙度和残余应力。此外，在过渡模式下提高溅射功率可获得具有(002)择优取向且残余应力更低的AlN薄膜。要制备具有特定(002)择优取向、低表面粗糙度及残余应力的反应式HPPMS-AlN薄膜，采用高溅射功率的过渡模式靶材溅射为最优方案。

    关键词： 氮化铝，微观结构，织构，高功率脉冲磁控溅射，溅射模式，溅射功率

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 反应性高功率脉冲磁控溅射沉积含铜纳米团簇的类金刚石碳膜：脉冲长度效应

    摘要： 在本研究中，采用反应性高功率脉冲磁控溅射（HIPIMS）技术制备了含铜纳米团簇的类金刚石碳膜（DLC:Cu薄膜）。研究考察了HIPIMS脉冲长度（脉冲开启时间）的影响，发现化学成分与脉冲长度存在依赖关系。通过拉曼散射光谱分析该纳米复合薄膜中类金刚石碳基体的结构表明，sp3/sp2碳键比例随HIPIMS脉冲长度增加而轻微上升。氦离子显微镜对铜纳米团簇形貌和尺寸的研究显示，HIPIMS脉冲开启时间的延长会导致纳米团簇数量增多及后续尺寸增大。光学性能研究表明所有测试薄膜均呈现表面等离子体共振效应，且发现光学吸收光谱与泵浦-探测光谱记录的光激发载流子弛豫时间存在关联。当激发波长接近表面等离子体共振吸收峰波长时，观测到最长的弛豫时间。使用400微秒HIPIMS脉冲开启时间制备的DLC:Cu薄膜表现出最大弛豫时间，这归因于弛豫时间与铜纳米团簇尺寸的依存关系。

    关键词： 脉冲长度，类金刚石碳，高功率脉冲磁控溅射，结构，光学性能，X射线光电子能谱，铜，纳米团簇

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • [IEEE 2018国际半导体会议（CAS）- 罗马尼亚锡纳亚（2018.10.10-2018.10.12）] 2018年国际半导体会议（CAS）- 氢氩等离子体处理对夹在氧化硅基质中的硅锗纳米颗粒光电导率的影响

    摘要： 研究了室温氢等离子体处理对含SiGe纳米颗粒的SiO2基体光电导特性的影响。等离子体处理后观察到光电流强度显著增加。这种增强部分归因于纳米颗粒周围悬挂键的中和，部分归因于基体及纳米颗粒-基体界面处非辐射中心与缺陷的钝化。

    关键词： 氢化、磁控溅射、光电导性、高功率脉冲磁控溅射、硅锗、二氧化硅

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 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

  • 温度和偏压对HiPIMS沉积类金刚石碳膜电学及电化学性能的影响

    摘要： 类金刚石碳（DLC）膜较高的电阻率是其在电子器件应用中的主要缺陷之一。本研究采用高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）工艺在304不锈钢表面制备DLC膜，系统考察了沉积温度与偏压对膜层微观结构、电学/电化学性能、硬度及结合强度的影响。当偏压从0V升至-400V时，DLC膜的sp2/sp3键比例先降后升且表面致密性增强；而沉积温度从100°C升至300°C时，膜层转变为类石墨结构并出现疏松化。增大偏压和沉积温度可降低界面接触电阻（ICR），但当沉积温度达300°C时，DLC膜的耐腐蚀性与硬度显著恶化。300°C沉积的DLC膜呈现软质特性且结合强度优于100°C沉积的硬质膜。综合比较发现：-400V偏压/300°C条件下制备的DLC膜具有最低ICR值；而-400V偏压/100°C条件下制备的DLC膜在ICR、耐腐蚀性及硬度三方面表现最优。

    关键词： 电化学腐蚀、基体温度、高功率脉冲磁控溅射、界面导电性、类金刚石碳、偏压

    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

  • [网络与系统讲义] 工程研究与技术应用进展 第63卷（国际会议ICERA 2018论文集）|| 直流放电与HiPIMS放电的比较及其在镍薄膜制备中的应用

    摘要： 本研究对比了直流（DC）与高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）两种工艺。我们首先指出，直流放电产生的等离子体主要由气态物质组成，而HiPIMS放电则形成以金属蒸气为主导的等离子体，其特点是存在大量强电离且低能量的带电粒子。对于镍（Ni）薄膜而言，采用HiPIMS工艺能制备出密度更高、结晶更完善的镀层，从而提升复杂几何形状基底上涂层的均匀性。

    关键词： 镍薄膜，高功率脉冲磁控溅射，磁控溅射

    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

  • 通过磁控溅射法合成锐钛矿（核）/金红石（壳）纳米结构TiO?薄膜用于染料敏化太阳能电池

    摘要： 目前，锐钛矿/金红石核壳结构被认为是二氧化钛基催化剂或染料敏化太阳能电池（DSSCs）中光电极的高效构建单元。研究表明，在锐钛矿核心柱表面覆盖薄层金红石可延缓半导体/敏化剂/电解质界面的电荷复合，从而提升DSSCs性能。本研究采用掠射角反应磁控溅射技术，通过不同功率模式合成了核壳纳米结构TiO?薄膜：先用直流模式制备分散的纯锐钛矿柱体，随后对钛靶施加高脉冲峰值功率（高功率脉冲磁控溅射-HiPIMS），使锐钛矿柱表面形成金红石薄层。该技术通过增强成膜过程中的能量负载（这是常温下获得通常需高温才能形成的金红石相的关键参数），实现了目标结晶结构和金红石顶层厚度的优化。通过调节峰值电流、频率和脉冲宽度获得理想参数。扫描电镜截面图显示HiPIMS过程中高能粒子轰击未影响柱状结构形貌。掠入射X射线衍射（GIXRD）证实薄膜中存在锐钛矿与金红石两相。透射电镜（TEM）和电子能量损失谱（EELS）面扫描等电子透射技术进一步表征核壳界面，验证了锐钛矿柱体表面部分覆盖金红石壳层的假设。

    关键词： 电子能量损失谱、染料敏化太阳能电池、透射电子显微镜、二氧化钛、气相沉积法、反应磁控溅射、核壳纳米结构、高功率脉冲磁控溅射

    更新于2025-09-12 10:27:22