学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

离子辅助沉积氧化物薄膜的特性分析

作　者: 赵永江
导　师: 顾培夫
学　校: 浙江大学
专　业: 光学工程
关键词: 离子辅助沉积 特性分析 常规工艺 薄膜应力 Ta2O5薄膜 单层膜 光学特性 窄带干涉滤光片 TiO2薄膜 多层膜
分类号: O484.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 149次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本论文的主要工作是对常规工艺下和离子辅助条件下沉积薄膜的特性进行比较研究，研究的薄膜包括单层膜和多层膜。 1、单层膜的研究 研究的单层膜为SiO2、TiO2、Ta2O5等氧化物介质薄膜，对比研究了常规工艺下和离子辅助条件下它们的光学特性和机械特性。光学特性涉及折射率、消光系数、波长漂移和聚集密度，发现离子辅助沉积对单层薄膜的光学特性明显改善。机械特性涉及薄膜应力，对离子辅助沉积和常规工艺条件下镀制的薄膜应力进行了试验研究，并对台阶仪测量镀膜前后基板表面的曲率的方法进行了探讨。在基板温度低于100℃时，在离子辅助工艺条件下镀制的TiO2薄膜应力略大于常规工艺条件下得到的应力；随着薄膜厚度的增加，TiO2薄膜的应力逐渐减小，从125nm的392 MPa下降到488 nm的30 MPa；离子源阳极电压对薄膜应力影响也较大，在100 V时得到的薄膜应力为164 MPa，当电压升高到190 V时，应力下降到75 MPa；同时也测试了SiO2和Ta2O5单层薄膜的应力，发现Ta2O5薄膜的应力特性与TiO2薄膜的类似，SiO2的薄膜的应力为压应力。 2、多层膜的研究 采用霍尔源离子辅助沉积（IAD）技术制备了TiO2／SiO2、Ta2O5／SiO2窄带干涉滤光片，并与常规沉积条件下制备的样品做了比较，并在各种参数条件下对薄膜样品进行特性分析，发现离子辅助明显地减小了滤光片的光谱漂移（△λ），光谱稳定性得到很大提高。同时发现间隔层对光谱漂移的影响最大，越远离间隔层的膜层，其影响越小；在各种基板温度下，离子辅助工艺技术制备TiO2／SiO2窄带干涉滤光片漂移△λ比常规工艺制备的滤光片小8nm左右；在离子辅助工艺条件下，发现随着阳极电流的增加，Ta2O5／SiO2窄带干涉滤光片的中心波长的漂移有明显的下降，从1.4A的10nm下降到2.6A的5nm。同时还分析了TiO2／SiO2滤光片的应力特性，发现该滤光片存在零应力的可能。 总之，无论是单层膜还是多层膜，离子辅助样品相对常规工艺样品的光学特性得到明显改善。在离子辅助工艺下，TiO2薄膜在较高的沉积温度和阳极电压条件下应力较小。

全文目录


第一章 绪论  6-20
  1．1 光学薄膜的应用  6-8
  1．2 光学薄膜的制备方法  8-11
  1．3 薄膜的微结构特性  11-13
  1．4 离子辅助沉积技术(IAD)  13-17
    1．4．1 离子辅助沉积技术概述  13-14
    1．4．2 常用离子源介绍  14-16
    1．4．3 Kaufman和Hall源性能比较  16-17
  1．5 本课题的研究工作  17-18
  参考文献  18-20
第二章 离子辅助沉积对单层膜特性的影响  20-47
  2．1 薄膜材料属性  20-22
    2．1．1 TiO_2  20-21
    2．1．2 Ta_2O_5  21
    2．1．3 SiO_2  21-22
  2．2 薄膜制备  22-25
    2．2．1 实验设备  22-23
    2．2．2 制备工艺参数控制  23-24
    2．2．3 具体制备过程  24-25
  2．3 特性检测原理和方法  25-29
    2．3．1 光学特性  25-29
    2．3．2 力学特性  29
  2．4 实验结果和数据分析  29-44
    2．4．1 常规工艺下和离子辅助条件下制备的薄膜光学特性  29-35
    2．4．2 常规工艺下和离子辅助条件下制备的薄膜力学特性  35-44
  2．5 结语  44-45
  参考文献  45-47
第三章 离子辅助沉积对多层膜特性的影响  47-62
  3．1 相关理论阐述  47-53
    3．1．1 窄带干涉滤光片  47-49
    3．1．2 波长漂移(Δλ)  49-53
    3．1．3 光谱漂移(??)测试  53
  3．2 全介质F—P干涉滤光片的制备  53-55
    3．2．1 实验环境  53
    3．2．2 镀膜工艺过程中遇到的问题及分析  53-55
  3．3 实验结果及数据分析  55-61
    3．3．1 TiO_2—SiO_2窄带滤光片  56-58
    3．3．2 Ta_2O_5—SiO_2窄带滤光片  58-60
    3．3．3 多层薄膜的应力分析  60-61
  3．4 结语  61
  参考文献  61-62
第四章 几种氧化物薄膜的比较  62-66
  4．1 光谱曲线的测试  62-63
  4．2 波长漂移的比较  63-65
  参考文献  65-66
第五章 总结与展望  66-68
硕士期间发表的论文  68-69
致谢  69

相似论文

  1. 镁合金上电弧离子镀金属氮化物薄膜的研究,TG174.444
  2. 类金刚石薄膜改善人工关节摩擦学性能的研究,O484
  3. NdFeB/Mo多层膜的制备与磁性能研究,TM273
  4. IDT/A1N/Diamond声表面波多层膜的模拟与制备,O484.1
  5. 纳米两相复合永磁材料的微磁学研究,TM273
  6. 二氧化钒多层膜系设计与实现,O484.41
  7. 电化学法制备FePt薄膜,O611.4
  8. 磁控溅射和多弧离子镀方法合成ZrB_2/AlN、CrN/AlN纳米多层膜的研究,TB383.1
  9. 左手介质中Goos-H（？）nchen位移及多层膜色散特性的研究,O441.6
  10. NiFeSiMn/Mo/Cu/NiFeSiMnMo多层膜的非线性巨磁阻抗效应,O484.4
  11. 纳米金属多层膜的微结构热稳定性的模拟,TB383.1
  12. TiN/zrN纳米多层膜的微结构与力学性能,TB383.1
  13. Keggin型钨磷酸盐/氧化物纳米粒子复合膜的制备与光催化研究,TB383.2
  14. 含缺陷Ta_2O_5/MgF_2一维光子晶体的理论分析,O734
  15. 金膜—一维光子晶体结构的热辐射特性,O734
  16. PbNb_x(Zr_(0.2)Ti_(0.8))O_3/BiFeO_3多层薄膜织构及电性能研究,TB383.2
  17. 非晶硅/纳米晶硅薄膜的微结构和光学性质研究,TB383.2
  18. 基于TFDC理论薄膜的制备及其残余应力的研究,TB383.2
  19. 电沉积制备镍铜纳米多层膜的工艺及组织与性能研究,TB383.1
  20. Co/Cu多层膜层间耦合作用的调节,O482.54

中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 固体物理学 > 薄膜物理学 > 薄膜的性质
© 2012 www.xueweilunwen.com