磁控溅射法制备氮化钛薄膜及其结构与电性能研究.pdf

南昌大学
硕士学位论文
磁控溅射法制备氮化钛薄膜及其结构与电性能研究
姓名:刘倩
申请学位级别:硕士
专业:精密仪器及机械
指导教师:刘莹
20090508
双层薄膜的颗粒平均粒径与表面粗糙度均小于ゲ惚∧ぃ涞缱摘要流、氩气与氮气流量比和基底温度对ゲ惚∧ぜ癟肗双层薄膜的组分、氮化钛是过渡金属氮化物,它由离子键、金属键和共价键混合而成,它具有高强度、高硬度、耐高温、耐酸碱侵蚀、耐磨损以及良好的导电性、导热性和优良的光学性能等一系列优点,广泛用于制备金属陶瓷、切削工具、模具、熔炼金属用坩埚、熔盐电解金属用电极的衬里材料、电触点和金属表面的被覆材料以及太阳能选择性透射膜。本文采用直流反应磁控溅射法在蚐基底上制备∧ぃ捎茫单参数变化法研究工艺参数对所制备的∧さ慕峁购偷缪阅艿挠跋臁M过正交实验设计,研究各参数对薄膜导电性能的影响程度,并分别研究溅射电结晶取向、表面形貌、电学性能的影响,分析并总结了溅射∧すひ詹问本文的研究表明,对于单层薄膜,∠蛴向1涞淖折点,随着溅射电流的增大,薄膜厚度和均方粗糙度增大,电阻率先减小后增大;改变氩气与氮气流量比所制备的薄膜主要成分是裼湃∠虻牧⒎较孀烹财氲F髁勘鹊脑黾樱∧ず穸戎鸾ピ龃螅砻娲植诙扔氲缱率先减小后增大,当氩气与氮气流量比为:保∧け砻娲植诙群偷缱杪蚀到最小值;改变基底温度所制备的薄膜主要成分为立方相附近是择优取向由转变的临界点,随着基底温度的升高,甆薄膜的电对于用ú惚∧ぃ谋浣ι涞缌魉票傅谋∧び擅芘帕浇峁沟腡四方结构的和面心立方结构的嘧槌桑孀沤ι涞缌鞯脑龃螅缱率显著减小;改变氩气与氮气流量比所制备的薄膜由密排六方结构的和面心立方结构的较嘧槌桑孀烹财氲F髁勘鹊脑龃螅嫉缧阅苤鸾ケ浜谩本论文的研究为进一步探究∧の⒐劢峁褂肫浔砻嫘蚊病⑻岣逿薄膜性能等提供了理论上的参考,为高性能甆薄膜及与之相关的其它纳米薄膜的制备提供了规律性的参考和实验依据。关键词:反应磁控溅射;∧ぃ槐砻嫘蚊玻坏缱杪变化对薄膜性能的影响规律,为高性能∧さ闹票柑峁┝耸笛橐谰荨阻率显著降低。率与ゲ惚∧は啾雀蟆摘要
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刳倚学位论文作者签名中:夸签字日期:年签字日期:遚月日学位论文独创性声明学位论文版权使用授权书为获得直昌太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确本学位论文作者完全了解直昌太堂有关保留、使用学位论文盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权直昌太堂可以将学位论文的全C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含的说明并表示谢意。的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。学位论文作者签名:
第滦髀引言纳米科技甋是指在纳米级尺度上研究物质的特性和相互作用,以及利用这些特性的多学科交叉的科学与技术。它在纳米尺度认识自然界、改造自然界,重新安排自然界,通过直接操作和安排原子、分子以创造新的物质。纳米科技就是研究纳米尺度的物质和体系的运动规律、相互作用和在其应用中存在的技术问题。它包括物理、化学、材料和生物等多门科学,同时也包括信息、微电子、精密机械、计算机、能源、航空航天、化工、纺织、医药等的设计、制造、测量、控制和制成产品的技术。纳米材料学是纳米科技中富有活力、研究内涵十分丰富的,也是最重要的领域之一。近年来纳米材料的研究获得了极大的进展,世界各国都投入了很大的人力、物力进行这方面的开发研究。纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围内,或由纳米基本单元构成的材料【。纳米材料大部分是人工制备的,属于人工材料。但自然界中也有纳米材料,如动物的牙齿表层都是纳米微粒构成的。纳米材料按其性能、结构和实际应用可分为纳米微粉材料位纳米材料⒛擅紫宋一维纳米材料⒛擅妆∧二维纳米材料⒛擅卓体材料、纳米微结构材料以及纳米复合材料。纳米薄膜是指由尺寸在纳米量级的晶粒蚩帕构成的薄膜,或将纳米晶粒镶嵌于某种薄膜中构成的复合膜鏕疭獹馇队赟∧ぶ,以及每层厚度在纳米量级的单层或多层膜,有时也称为纳米晶粒薄膜和纳米多层膜。其性能强烈依赖于晶粒帕尺寸、膜的厚度、表面粗糙度及多层膜的结构,这也就是目前纳米薄膜研究的主要内容。与普通薄膜相比,纳