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射频磁控溅射法制备氮化硼薄膜

李宁 , 邵红红

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2006.11.006

采用射频磁控溅射方法在T10钢表面获得了氮化硼薄膜.借助光学显微镜、摩擦磨损试验仪和划痕试验仪等研究了溅射时间、溅射功率以及中间层对薄膜性能的影响.结果表明:氮化硼薄膜的摩擦因数约为钢基材料的一半,中间层镍磷合金的加入使薄膜结合力显著提高.

关键词: 射频磁控溅射 , 氮化硼薄膜 , 摩擦因数 , 结合力

表面热处理对氮化硼薄膜场发射特性的影响

李卫青 , 顾广瑞 , 李英爱 , 何志 , 冯伟 , 刘丽华 , 赵春红 , 赵永年

功能材料

用RF磁控溅射的方法在最佳沉积条件下在Si(100)基底上沉积了纳米氮化硼薄膜,然后对薄膜在真空度低于5×10-4Pa、温度分别为800℃和1000℃条件下进行了表面热处理,分别用红外光谱、原子力显微镜以及不同退火温度的场发射试验对薄膜进行了研究,结果表明表面热处理对BN薄膜的表面形貌没有明显影响,样品场发射特性的变化可能与表面负电子亲和势有关,未进行热处理的样品阈值电场较低,可能归因于表面负电子亲和势效应,阈值电场为8V/μm,发射电流为80μA,热处理温度为800℃时,负电子亲和势仍然存在,直到热处理温度达到1000℃时,表面负电子亲和势才消失.

关键词: 氮化硼薄膜 , 表面热处理 , 场发射 , 发射电流 , 阈值电场

氢、氧等离子体处理对氮化硼薄膜场发射特性的影响

顾广瑞 , 金逢锡 , 李全军 , 盖同祥 , 李英爱 , 赵永年

功能材料

利用射频磁控溅射方法,在n型(100)Si基底上沉积了氮化硼(BN)薄膜,红外光谱测试表明,所有样品为六角氮化硼(h-BN)结构.经过氢、氧等离子体处理之后,在超高真空系统中测量了BN薄膜的场发射特性.实验结果表明,经过氢等离子体处理后BN薄膜的场发射开启电场明显降低,发射电流明显升高;而氧等离子体处理前后对h-BN薄膜的场发射特性影响不大,只是发射电流略有降低.不同样品的Fowler-Nordheim(F-N)曲线均为直线,表明电子发射是通过隧穿BN表面势垒发射到真空.

关键词: 氮化硼薄膜 , 场发射 , 氢等离子体 , 氧等离子体

氢、氧等离子体处理对氮化硼薄膜场发射特性的影响

李卫青 , 顾广瑞 , 李英爱 , 何志 , 冯伟 , 刘丽华 , 赵春红 , 赵永年

功能材料

用RF磁控溅射的方法在Si(100)基底上沉积了纳米氮化硼薄膜,然后分别用氢、氧等离子体对薄膜表面进行了处理,用红外光谱、原子力显微镜、光电子能谱以及场发射试验对薄膜进行了研究,结果表明氢等离子体使BN薄膜表面NEA增加,阈值电场降低,发射电流明显增大.氧等离子体处理对BN薄膜的场发射特性影响不大,只是发射电流略有降低,这只能是由于氧化层存在的原因.

关键词: 氮化硼薄膜 , 场发射 , 表面处理 , 阈值电场 , 发射电流

沉积温度对温度梯度法制备氮化硼薄膜结构和硬度的影响

王明娥 , 巩水利 , 马国佳 , 刘星 , 张林 , 王达望 , 陆文琪 , 董闯

稀有金属材料与工程

采用温度梯度法,通过MW-ECR射频磁控溅射在硅片基底上制备了六方和立方混合的氮化硼薄膜.研究了薄膜的键结构,化学成分和力学性能.结果显示,对于氮化硼立方相的出现存在温度阈值,薄膜的硬度随沉积温度提高而提高.相对于传统薄膜制备方法,温度梯度方法具有更高的效率.

关键词: 氮化硼薄膜 , 溅射 , 温度梯度法 , 硬度

沉积气压对氮化硼薄膜场发射特性的影响

李卫青

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2008.03.018

利用等离子体增强脉冲激光沉积系统,在n型Si(100)基底上沉积了不同沉积气压下的纳米BN薄膜,利用红外光谱(FTIR)对BN薄膜进行了表征.通过原子力显微镜(AFM)观察了薄膜的表面形貌.在超高真空(<5.0×10-7 Pa)情况下测量了薄膜的场致发射特性.实验结果表明,沉积气压对BN薄膜的场发射特性影响很大.BN薄膜的阈值电场随着沉积气压的升高而升高,发射极限电流随着沉积气压的升高而较小,但耐压特性提高.沉积气压为2 Pa时沉积的BN薄膜的场发射的阈值电场最低,为12 V/μm,当电场升高到27 V/μm时,场发射电流密度为140.6 μA/cm2;当沉积气压升高到5 Pa时,阈值电场升高为26 V/μm,当电场升高到59 V/μm时,发射电流密度为187.5 μA/cm2;沉积气压升高到15 Pa时的样品的阈值电场已经高达51 V/μm.所有BN薄膜的F-N曲线都符合F-N理论,表明电子发射是通过隧穿表面势垒完成的.

关键词: 射频等离子体 , 氮化硼薄膜 , 场发射特性 , 阈值电场

离子束辅助沉积合成B—N薄膜的分析

江海 , 陶琨 , 李恒德

金属学报

用离子束辅助沉积(IBAD)技术合成氮化硼薄膜,红外吸收谱和透射电镜的观测结果显示,薄膜含有c—BN和h—BN相薄膜Knoop硬度值高达35GPa。逐层剥离的AES谱结果表明,薄膜表面存在氮离子的注入效应,薄膜由注入层、成分均匀层和离子束混合过渡层组成

关键词: 离子束辅助沉积 , BN film

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