磁控溅射做fe,Co薄膜
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随着自旋电子学的发展,在各种衬底上制备导电薄膜成为越来越多人研究的内容,基于柔性材料PET 耐高温、价格便宜、资源丰富等优良特性,在柔性衬底PET 材料上,通过磁控溅射的技术,以Fe 为靶材制备薄膜,通过研究不同溅射时间对薄膜X 射线衍射图谱的不同,我们得出溅射时间对薄膜的结构形成并无明显的影响,鉴于这一实验结果,我们制定下一步实验计划,研究溅射压强对薄膜影响。
引言:柔性导电透明薄膜具有重量小、体积占比小、易于折叠和方便携带的特点,在生活中,已经被广泛地应用在塑料薄膜太阳能电池、不易碎热反射镜、液晶显示屏和一些柔性的电光材料等领域。
对于导电薄膜的制备,通常会在薄膜额材料和衬底的材料两方面进行选择,由于我们研究的是柔性衬底上制备透明导电薄膜,对于薄膜材料,我们需要其具有良好的光电性能的同时,还要关注其有无毒性、资源的价格和制作成本等特点;对于衬底的选择,我们要求其成膜温度尽可能低,这就要求所选用的柔性衬底需要具有耐高温的特性,另外对其透明性也有一定的要求,透明度越高越好。
自旋电子学,也被称为自旋电子,是本征的研究自旋的电子和其相关联的磁矩,除了其基本电子电荷,在固态设备。
自旋电子学与传统电子学的根本区别在于,除电荷状态外,电子自旋还被用作进一步的自由度,对数据存储和传输的效率有影响。
自旋电子系统通常在稀磁半导体(DMS )和赫斯勒合金中实现,并且在量子计算领域中特别受关注。
近年来,自旋电子学的不断发展,人们已经发现自旋电子学相关的特性及使用场景,这使得对自旋电子学相关的薄膜特性研究变得更加急需,本文从自旋电子学和柔性薄膜材料两个角度结合考虑,使用磁控溅射技术在PET 薄膜上制备Fe 薄膜,进而研究溅射时间对薄膜性能的影响,并得出相关结论。
1.研究现状周强等人在PET 柔性衬底上做了薄膜沉积的实验,其在室温下在PET 通过沉积实验,成功制备了具有低电阻率的CdO 导电薄膜,经过实验验证,该薄膜具有良好的导电能力和不错的结晶能力,但实验验证其薄膜的波长透过性能指标不高,从而得出薄膜不能在发光器件及全色显示中应用的结论。
磁控溅射制备薄膜材料的研究及其发展摘要这篇文章简单的介绍了磁控溅射原理还有制备薄膜的应用举例,简述沉积工艺参数对薄膜附着能力的影响!通过回顾历史发展中各个关键的发现以及技术的更新改进,并根据现有的研究总结对未来展望一下。
关键词:磁控溅射应用沉积工艺历史总结展望前言溅射技术是物理气相沉积(pvd)的一种,作为薄膜材料制备的重要方法之一。
此项技术是利用了带电荷的粒子在电场中加速后具备一定动能,将离子引向想要溅射的物质材料做成的阴极靶电极,使靶材原子溅射出来让其沿着一定的方向运动到衬底并最后沉积于衬底之上形成成膜的方法。
而磁控溅射是指把磁控原理与一般溅射技术结合起来利用控制磁场的特殊分布进而控制电场中的电子运动,这样就改进了溅射的工艺。
如今,磁控溅射技术已经是沉积耐磨、装饰、耐腐蚀、光学等等其他各种各样功能薄膜的重要制作方法!格洛夫(Grove)在1852年研究发现阴极溅射的现象,溅射技术的发展由此开始。
在上世纪30年代开始采用磁控溅射沉积技术制取薄膜,不过采蒸镀的方式制取薄膜在上世纪70年代中期以前,要比采用磁控溅射方法运用的更多。
主要是溅射技术在那时初步发展,它的溅射的沉积率比较低,而且溅射的压强高。
溅射同时发展的蒸镀技术其镀膜速率比溅射镀膜高一个数量级,使得溅射镀膜技术生产销售处于不利位置。
美国贝尔实验室和西屋电气公司于1963年采用长度为10米的连续溅射镀膜装置,镀制集成电路中的钽膜时首次实现的。
在1974年,由J.Chapin发现了平衡磁控溅射后,使高速、低温溅射有了实质的应用,磁控溅射也更好的发展起来了。
3.原理磁控溅射的工作原理:电子在电场加速E的作用下,使之飞向基片时与氩原子接触碰撞,并使其电离产生出Ar正离子和新的电子;新电子飞向基片,Ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶,并具备高能量去撞击靶表面,导致靶材发生溅射。
在溅射粒子中,中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜,而产生的二次电子会受到电场和磁场作用,产生E(电场)×B (磁场)所指的方向漂移,简称E×B漂移,其运动轨迹近似于一条摆线。
磁控溅射薄膜金属的制备黎明烟台大学环境与材料工程学院山东烟台111E-mail:1111111@摘要: 金属与金属氧化物在气敏、光催化与太阳能电池等方面有着极为重要的应用,通过磁控溅射法制备的金属氧化物薄膜,具有纯度高、致密性好、可控性强、与基底附着性好等优点,因此磁控溅射技术被广泛应用于工业化生产制备大面积、高质量的薄膜。
我们通过磁控溅射法制备了氧化铜纳米线阵列薄膜,并研究了其气敏性质;除此之外,我们还通过磁控溅射法制备了TiO2/WO3复合薄膜,研究了两者之间的电荷传输性质关键词:磁控溅射;气敏性质;光电性质Magnetron sputtering metal film preparationLiMingEnvironmental and Materials Engineering, Yantai UniversityShandong Yantai111E-mail:1111111@Abstract:GAasMetal and metal oxide have important applications in gas-sensing, photocatalyst and photovoltaics, etc. The metal oxide film prepared by magnetron sputtering technique possesses good qualities, such as high purity, good compactness, controllability and excellent adhesion. Therefore magnetron sputtering technique is widely used to prepare large area and high quality films in industrial production. In our work, CuOnanowires (NWs) array films were synthesized by magnetron sputtering. Their gas-sensing properties were also investigated. Except this, WO3/ TiO2nanocomposite films were synthesized by magnetron sputtering and their dynamic charge transport properties were investigated by the transient photovoltage technique. KeyWords :Gmagnetron Sputtering, Photo-electric Properties, Gas-sensing Properties1绪论磁控溅射由于其显著的优点应用日趋广泛,成为工业镀膜生产中最主要的技术之一,相应的溅射技术与也取得了进一步的发展!非平衡磁控溅射改善了沉积室内等离子体的分布,提高了膜层质量;中频和脉冲磁控溅射可有效避免反应溅射时的迟滞现象,消除靶中毒和打弧问题,提高制备化合物薄膜的稳定性和沉积速率;改进的磁控溅射靶的设计可获得较高的靶材利用率;高速溅射和自溅射为溅射镀膜技术开辟了新的应用领域。
中频反应磁控溅射制备二氧化硅薄膜的方法一、引言二氧化硅薄膜具有优异的光学、电学和机械性能,因此在光伏器件、光学涂层、微电子器件等领域具有广泛的应用。
中频反应磁控溅射是一种常用的制备二氧化硅薄膜的方法,本文将对该方法的原理、设备、工艺和应用进行综述。
二、中频反应磁控溅射的原理及设备1.中频反应磁控溅射的原理中频反应磁控溅射是利用中频交变电源产生的磁场,引导电子在高真空环境下以高速撞击靶材表面,使靶材表面材料溅射并沉积在基片上,通过控制气体混合比例和反应条件,可以实现对二氧化硅薄膜的制备。
2.中频反应磁控溅射设备中频反应磁控溅射设备由真空室、靶材、基片夹持架、气体供给系统、沉积监测系统等组成。
真空室通常采用不锈钢材料制成,具有良好的气密性和耐腐蚀性;靶材可以是氧化硅或其他硅材料,通过外部电源加热或水冷方式降低溅射过程中靶材的温度,从而提高薄膜的致密性和均匀性;气体供给系统提供所需的工艺气体,如氧气和惰性气体等;沉积监测系统可以实时监测沉积速率和薄膜厚度,从而实现对沉积工艺的实时控制。
三、中频反应磁控溅射制备二氧化硅薄膜的工艺1.底层沉积在进行二氧化硅薄膜沉积之前,通常需要在基片上沉积一层辅助材料,以增强薄膜的附着力和均匀性。
通常使用氧化铝或氮化硅等材料作为底层材料,通过中频反应磁控溅射的方式进行沉积。
底层材料的选择和沉积工艺的优化对二氧化硅薄膜的性能具有重要影响,需要根据具体应用需求进行调整。
2.二氧化硅薄膜沉积二氧化硅薄膜的沉积通常采用二氧化硅靶材和氧气混合气体进行溅射,通过控制溅射功率、气体流量和沉积时间等工艺参数,可以实现对二氧化硅薄膜的沉积。
在沉积过程中,需要实时监测沉积速率和薄膜厚度,根据监测结果进行实时调整,以保证薄膜的质量和均匀性。
3.后续处理二氧化硅薄膜沉积完成后,通常需要进行后续处理以改善薄膜的性能。
常见的后续处理包括退火、氧化、掺杂等,通过这些处理可以进一步提高薄膜的光学、电学和机械性能。
第53卷第4期 辽 宁 化 工 Vol.53,No. 4 2024年4月 Liaoning Chemical Industry April,2024收稿日期: 2023-08-05磁控溅射制备金属-钙钛矿氧化物薄膜在水分解反应中的应用黄先杰(厦门建霖健康家居股份有限公司,福建 厦门 361000)摘 要: 目前,采用电催化途径将水转化为具有高能量密度的“零排放”能源载体:氢气,已成为研究的热点。
钙钛矿氧化物由于资源丰富、价格低廉等特点,被认为是最有可能替代贵金属基催化剂的选择之一。
本研究通过磁控溅射技术结合原位析出方法构筑了“金属-钙钛矿”异质结电解水析氧反应电催化剂薄膜,并发现原位析出策略显著提高了其电催化活性面积,电解水氧化反应活性及稳定性。
本研究为低成本电解水反应催化剂的设计构建提供了新的思路。
关 键 词:钙钛矿氧化物; 薄膜; 电解水; 磁控溅射中图分类号:O646.5 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2024)04-0506-05近年来,随着经济的飞速发展,人类对能源,特别是石油等碳基能源的消耗与日俱增,而化石能源使用一方面造成了能源短缺危机,更造成的地球生态环境的恶化,因此,寻求高能量密度且环保低碳排的能源载体,以替代碳基燃料成为迫在眉睫的问题。
氢能具有清洁环保、储能密度高等特点,被认为是未来最理想的清洁能源。
目前,通过可再生能源发电,并基于此电能电解水制备氢气利用是氢能大规模利用的最佳制备途径之一 。
电解水制氢包含了阴极的产氢反应(Hydrogen Evolution Reaction ,HER)和阳极的产氧反应(Oxygen Evolution Reaction ,OER)。
相对于HER 来说,OER 反应涉及四步质子-电子耦合转移过程,电极过程动力学十分缓慢,过电位较大, 因此,OER 反应也成为制约电解水过程大规模应用的瓶颈[1]。
贵金属基氧化物如氧化铱(IrO 2) 和氧化钌(RuO 2) 具有较好的OER 性能,但是其高昂的成本高及较差的稳定性限制了在商业中的大规模应用。
实验三十六磁控溅射法制备导电薄膜实验名称:磁控溅射法制备导电薄膜实验项目性质:综合训练所涉及课程:薄膜电子材料与元器件,电子信息材料科学基础,真空技术基础计划学时:3学时一、实验目的1.了解真空的获得方法和测量技术;2.了解机械泵、分子泵工作原理和操作方法;3.掌握物理汽相沉积法制备薄膜材料的原理和方法;4.掌握磁控溅射镀膜机的操作方法。
二、实验原理1.真空的获得和测量见(实验一)2.磁控溅射法制备薄膜材料的原理溅射法是物理气相淀积薄膜的方法之一。
溅射法是利用带电离子在电场中加速后具有一定动能的特点,将离子引向欲被溅射的靶电极。
在离子能量合适的情况下,入射离子在与靶表面原子的碰撞过程中使靶原子溅射出来。
这些被溅射出来的原子将带有一定的动能,并沿一定方向射向衬底,从而实现了在衬底上的薄膜沉积。
表征溅射特征得参量主要有溅射阈值,溅射率,溅射原子的速度和能量等。
溅射阈值:采用溅射法制备的薄膜种类很多,所需要的靶材种类也很多。
对于每一种靶材,都存在一个能量阈值,低于这个值就不会发生溅射现象。
不同靶材其溅射阈值不同。
溅射率:它表示正离子轰击作为阴极的靶材时,平均每个正离子能从靶材上打出的原子数目,就是被溅射出来的原子数与入射离子数之比。
溅射率的大小与入射离子的能量、种类、靶材的种类,入射离子的入射角等因素有关。
溅射原子的能量和速度:溅射原子的平均逸出能量,随入射离子能量的增加而增加;在相同轰击能量下,原子逸出能量随入射离子质量线性增加;不同靶材具有不同的原子逸出能量,溅射率高的靶材料,原子平均逸出能通常较低。
具体溅射方式较多,例如直流溅射,射频溅射,磁控溅射,反应溅射,离子束溅射,偏压溅射等。
也可根据实际应用,将上述各种方法结合起来构成某种新方法,如将磁控溅射和反应溅射结合起来就构成磁控反应溅射,磁控射频溅射等。
磁控溅射技术作为一种沉积速率较高,工作气体压强较低的溅射技术具有其独特的优越性。
因为速度为V的电子在电场E和磁感应强度B的磁场中运动时,既受电场力的作用,又受洛仑兹力的作用,则电子的运动轨迹将是沿电场方向加速,同时绕磁场方向螺旋前进电子的运动路径由于磁场的作用而大幅度地增加,提高了与原子的碰撞几率,从而有效地提高了气体的离化效率和薄膜的沉积速率。