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元素成分对磁控溅射TiNi薄膜结构性能的影响及其控制

刘二强 , 鲍明东 , 田林海 , 唐宾

电镀与涂饰

描述了TiNi形状记忆合金薄膜的一般特性及成分对其组织及性能的重要影响.磁控溅射法是应用最为广泛的制备TiNi基形状记忆薄膜的方法之一,但由于Ti与Ni的溅射产额不同,很难得到理想成分的TiNi薄膜.目前主要采用改变工艺参数或靶材成分补偿的方法控制薄膜的成分.借鉴反应磁控溅射沉积薄膜时成分控制方法,提出了一种利用溅射靶表面光发射谱的控制技术,理论上可以达到精确检测或控制TiNi形状记忆合金薄膜成分的目的.

关键词: 钛镍 , 形状记忆合金 , 薄膜 , 成分 , 控制 , 光发射谱

直流电弧等离子喷射CVD中控制生长(111)晶面占优的金刚石膜

周祖源 , 陈广超 , 戴风伟 , 兰昊 , 宋建华 , 李彬 , 佟玉梅 , 李成明 , 黑立富 , 唐伟忠

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.03.010

运用光发射谱(OES)技术对大功率直流电弧等离子喷射CVD金刚石膜的气相沉积环境进行了原位诊断,研究了气相环境中主要含碳基团的浓度及分布与沉积参数的关系,发现了C2基元比其他基元对沉积参数更加敏感.利用光发射谱对C2基元发射强度的监测,实时调控沉积各参数,在大功率直流电弧等离子喷射CVD中实现了(111)晶面占优的金刚石膜的可控生长,I(111)/I(220)XRD衍射峰强度的比值达48.

关键词: 光发射谱 , 金刚石膜 , 直流电弧等离子喷射CVD , (111)占优晶面

放电功率对VHF-PECVD微晶硅薄膜生长过程的影响

杨仕娥 , 崔宗超 , 郭巧能 , 陈永生 , 李艳阳 , 卢景霄

人工晶体学报

采用基于有限元的数值模拟方法,研究了VHF-PECVD法制备微晶硅薄膜的等离子体放电和气相反应过程,模拟了放电功率对等离子体特性及气相化学的影响,并与光发射谱(OES)在线监测结果进行了比较.模拟结果表明:当放电功率从30 W增大至70W时,等离子体中心区域的电子温度t基本保持不变,电子浓度ne和等离子体电势Φ线性增大;气相中H和SiH3等基元浓度逐渐增大,二者的浓度比nH/nSiH3亦随功率单调增大,模拟结果与OES测量结果吻合的很好.最后,根据数值模拟结果,对实验上不同放电功率下微晶硅薄膜的生长特性进行了解释.

关键词: 微晶硅 , 等离子体 , 数值模拟 , 光发射谱

硅烷馈入方式对微晶硅薄膜光发射谱和结构的影响

李新利 , 任凤章 , 马战红 , 李武会 , 王宇飞 , 卢景霄

材料热处理学报

采用SRS00光谱光度计对甚高频等离子体增强化学气相沉积本征微晶硅薄膜过程进行了在线监测,分析了硅烷不同注入方式对等离子体光发射谱和薄膜结构的影响.结果表明,采用硅烷梯度注入时,等离子体中的Hα*、Hβ*和SiH*峰强度逐步升高,且高的Hα*/SiH*比值有利于高晶化率界面层的沉积;这与采用XRD分析薄膜的结构得到的结果一致.选择硅烷梯度注入方式沉积微晶硅薄膜电池本征层,在沉积速率为1 nm/s本征层厚度为2400 nm时,最终获得了光电转换效率为7.81%的单结微晶硅薄膜太阳能电池.

关键词: 硅烷馈入方式 , 等离子体 , 光发射谱 , 微晶硅薄膜 , 太阳能电池

SiH4射频放电功率耗散机制的光发射研究

石旺舟 , 黄翀 , 姚若河 , 林揆训 , 林璇英

功能材料

采用OMA-4000测量了SiH4射频辉光放电等离子体的光发射谱,研究了其谱线强度随放电射频功率和反应气体流量间的变化关系.发现在放电射频功率增加和反应气体流量升高的过程中,其等离子体状态分别发生性质不同的转变,这种转变联系到射频功率耗散机制的变化.当反应气体流量增加时,电子获得能量的机制由阴极暗区加速转变为等离子体内电场的加热效应;而在放电功率升高的过程中,离子轰击阴极产生二次电子发射效应导致了光发射谱强度急剧增强的转变.

关键词: SiH , 射频辉光放电 , 功率耗散 , 光发射谱

氮气氛下金刚石薄膜生长过程中的光发射谱研究

李灿华 , 廖源 , 常超 , 王冠中 , 马玉蓉 , 方容川

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2001.01.013

利用原位光发射谱对衬底附近的化学气相性质进行了研究. 研究表明,氮气的引入使得金刚石生长的气相化学和表面化学性质发生了很大变化. 含氮基团的萃取作用提高了金刚石表面氢原子的脱附速率,从而提高了金刚石膜的生长速率. 而含氮基团的选择吸附使金刚石(100)取向变得化学糙化,这种化学糙化使得(100)晶面生长速率远大于其它晶面,最终使金刚石薄膜呈现(100)织构. 还利用化学气相沉积方法研究了氮气浓度对金刚石生长的影响,结果与光发射谱分析是一致的.

关键词: 热丝CVD , 光发射谱 , 含氮基团 , 金刚石生长

电压对Q235钢等离子体电解硼碳共渗中光谱特性的影响

刘润 , 周颖 , 李伟 , 施新辉 , 吴杰

材料热处理学报

采用液相等离子体电解渗方法,在280 V和300 V电压下对Q235低碳钢进行硼碳共渗处理,分析了渗层的显微组织和相成分.研究不同电压下硼碳共渗过程的光发射谱(OES),并评估了等离子体放电区的电子温度、电子浓度特征参数.结果表明,等离子体电解硼碳共渗中放电区的电子浓度大于8×1022m-3,达到局部热平衡状态.电子温度为3000~ 12000 K,等离子体放电为活性碳原子和硼原子在钢基体中快速扩散创造了高温环境.随着电压的升高,等离子体放电变得剧烈,电子温度明显增加,Q235低碳钢表面岛状硼化物颗粒逐渐增大相连接,形成较厚的渗硼层.

关键词: 等离子体电解硼碳共渗 , 光发射谱 , 等离子体参数 , 电子温度 , 低碳钢

室温下快速合成均质大颗粒有机-无机杂化钙钛矿薄膜

李新利 , 李丽华 , 马战红 , 黄金亮 , 任凤章

人工晶体学报

在室温下,采用超声辅助液相法快速合成了有机-无机杂化钙钛矿薄膜.碘化铅和甲基碘化氨的摩尔比为1∶1,通过超声振荡法溶于γ-丁内酯(GBL)溶液,得到黄色透明液体.采用荧光分光光度计对溶液的光发射谱进行表征,发现在495 nm和826 nm出现特征峰;采用滴涂法以及溶剂蒸发来制备有机-无机杂化钙钛矿薄膜,通过XRD和SEM对薄膜结构和形貌进行分析.结果表明,获得的钙钛矿薄膜是四方晶系,薄膜的晶粒呈现不规则的六边形且尺寸达到微米量级.

关键词: 液相法 , 有机-无机杂化钙钛矿薄膜 , 光发射谱

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