离子束辅助沉积二氧化硅
缓冲层和保护层提高激光增透膜损伤阈值
缓冲层和保护层提高激光增透膜损伤阈值张蕾;刘洪祥;陈光;高卫东【摘要】To improve the laser induced damage threshold of dual-wavelength antireflection coatings which were deposited by ion beam sputtered for 1 064 nm and 532 nm, a certain thickness of the silica layer was deposited near the substrate and the air respectively to investigate the effect of the buffer layer and the protective layer on antireflection coatings for laser induced damage threshold. The laser induced damage thresholdof different antireflection coatings was tested by a 1 064 nm laser system according to ISO 21254-2 standard. The experiment results show that compared with the coatings without buffer layer and protective layer, the laser induced damage threshold of the coatings with buffer layer, the coatings with protective layer and the coatings with buffer layer and protective layer are 65.4%, 66.7%, 119% higher respectively.%为提高离子束溅射制备1064 nm、532 nm双波长增透膜抗激光损伤阈值，分别在靠近基板、空气侧加镀一定厚度二氧化硅膜层，研究缓冲层、保护层对增透膜抗激光损伤阈值的影响。
CVD法采用TEOS-O-,3-沉积二氧化硅膜
关键词 ＣＶＤ 二氧化硅 沉积 硅酸乙酯
I
Abstract
Abstract
SiO2 was deposited on the substrate utilizing tetraethoxysilane (TEOS)and O3 as precursors by chemical vapor deposition. For the atmospheric chemical vapor deposition the optimal experimental condition of coating is determined by the analysis of different temperature and different flow rate of TEOS and different O2/TEOS ratio. The uniformity was tested by aqueous HF etch rate. Optimization studies indicate that at temperature 400 , at higher Ozone/TEOS ratio at least bigger than 4 give the best combination of film growth rate uniformity.
It has instructive meaning to improve stability of materials and widen application of materials.
Key words: CVD; SiO2; Deposition; TEOS
II
第一章 序言
河北大学 硕士学位论文 CVD法采用TEOS-O<,3>沉积二氧化硅膜 姓名：李娟 申请学位级别：硕士 专业：光学 指导教师：李志强
聚焦离子束诱导沉积_概述及解释说明
聚焦离子束诱导沉积概述及解释说明1. 引言1.1 概述离子束诱导沉积（Ion Beam Induced Deposition，简称IBID）是一种在材料表面上利用高能离子束进行沉积的先进技术。
通过控制离子束的能量、流强和轰击时间等参数，可以实现对材料表面进行局部改变并沉积出所需形状和结构的纳米材料。
该技术广泛应用于微电子器件制备、光学薄膜制备以及生物医学领域等多个领域。
1.2 文章结构本文将着重介绍离子束诱导沉积的原理、材料科学中的应用、技术发展现状与挑战以及未来的发展趋势。
下面将分别在各章节中详细阐述相关内容。
1.3 目的本文旨在全面概述离子束诱导沉积技术，并探讨其在材料科学领域中的应用前景和发展趋势。
通过系统性地介绍离子束诱导沉积技术原理和工艺流程，读者将对该技术有一个清晰全面的了解。
同时，文章还将重点讨论离子束诱导沉积在光学薄膜制备、二维材料生长和生物医学领域中的应用研究进展。
最后，文章将分析离子束诱导沉积技术当前存在的问题与挑战，并展望其未来的发展前景。
以上是“1. 引言”部分内容的详细清晰撰写，希望能对你撰写长文有所帮助。
2. 离子束诱导沉积的原理2.1 离子束诱导沉积的基本概念离子束诱导沉积（Ion Beam Induced Deposition，IBID）是一种利用离子束能量和动量传递来控制材料表面微观结构形成的技术。
该技术通过将高速离子束定向轰击目标材料表面，并在被轰击区域引起化学反应或物理相变，从而在局部区域上产生所需形态和组分的材料。
2.2 离子泵浦技术的应用示例离子泵浦技术是一种常用于真空系统中的开关设备，可实现气体压力的控制和调节。
在离子束诱导沉积过程中，离子泵浦技术被广泛应用于提供必要的低压环境，以便减少气体分子对待生成物质质量、致密度和晶格结构等性能产生不利影响。
2.3 离子束诱导沉积的工艺流程离子束诱导沉积工艺流程主要包括以下步骤：步骤1：设定离子束参数。
对于离子束诱导沉积，需要设定合适的离子种类、能量和通量等参数。
离子束辅助沉积
离子束辅助沉积
离子束辅助沉积（IonBeamAssistedDeposition，IBAD）是一种新型薄膜材料制备技术，它是将离子束注入到目标材料表面，通过离子束的能量和动量传递，改变材料表面物理和化学性质，从而实现薄膜沉积的一种方法。
这种技术可以用于制备多种材料的薄膜，如氧化物、金属、半导体等。
它的优点是可以控制薄膜的厚度、结构和性质，同时可以在低温下进行制备，避免了高温处理对材料的热损伤。
此外，离子束辅助沉积可以实现大面积、高质量、均匀性好的薄膜制备。
离子束辅助沉积技术在集成电路、光电器件、传感器等领域有广泛应用。
在集成电路制造中，利用这种技术可以制备高质量的氧化硅薄膜、多层金属膜等，在光电器件制造中也可以制造高质量的掺杂氧化锌薄膜、氮化硅薄膜等。
总之，离子束辅助沉积技术的出现，为新型材料的制备提供了新的思路和方法，同时为材料科学的发展做出了重要贡献。
- 1 -。
光学薄膜离子束辅助蒸发沉积技术新进展
光学薄膜离子束辅助蒸发沉积技术新进展一、离子束辅助沉积离子束辅助沉积是在气象沉积镀膜的同时,利用高能粒子轰击薄膜沉积表面,对薄膜表面环境产生影响,从而改变沉积薄膜成分、结构的过程。
这一薄膜制备手段的优点是:合成的薄膜致密,附着力强,能够在低温下合成,可以合成一些用常规手段难以获得的特殊薄膜材料,等等。
这一技术开始于20世纪70年代,到80年代中期受到普遍重视,目前已经成为国际上广泛关注的新型薄膜制备手段。
离子辅助沉积技术是一种新型的镀膜技术,其特点是在气相沉积的同时,用高能离子轰击基体或薄膜,这种把离子辅助与反应蒸发法结合起来的镀膜技术能够实现低温成膜,改善薄膜的微观结构、力学性能并提高薄膜和基体结合力,提高薄膜的综合性能。
二、研究背景对光学薄膜的硬度和环境稳定性的不断提高,促使人们开发离子辅助镀膜技术。
今天的用户越来越重视薄膜的坚固性和耐久性。
典型的要求是优良的光学性能加上最好的环境稳定性和较低的价格。
采用离子技术可以满足上述要求,但是离子束溅射有较高的价格,因此这种技术只用于不多考虑价格的场合。
离子束辅助沉积技术应运而生。
三、研究进展由于荷能离子与沉积原子的级联碰撞效应, 增加了沉积原子的迁移能力,减轻或消除成膜过程中的阴影效应。
荷能离子的轰击还会使沉积原子与基体原子间相互扩散,提高膜层与基片的附着力,从而可在低温甚至室温下镀制出均匀性强、聚集密度高、膜基结合好的高质量膜层。
轰击用离子源一般使用考夫曼离子源,离子束能量从几十到几千电子伏特,轰击离子一般为氩离子或氮离子。
离子束辅助沉积技术初期报导最多和最成功的是镀制光学膜方面与蒸发法连用。
热蒸镀技术的优点是设备简单,并可容易地镀制多种物质,但利用蒸镀法沉积出的光学膜层常是疏松的柱状结构、抗湿性、耐磨性不能满足许多领域对膜层高可靠和长寿命的要求。
而简单的在热蒸镀中加入离子枪,进行离子束辅助沉积,则可镀制出高质量的光学膜。
在高功率激光薄膜材料中,氧化铅是一种常见的薄膜材料,它具有从紫外到红外较宽的透明区域,同时川花入还具有高的折射率和较高的抗激光损伤阑值。
laseroptik镀膜原理的简单介绍-解释说明
laseroptik镀膜原理的简单介绍-概述说明以及解释1.引言1.1 概述laseroptik镀膜是一种在光学元件表面上涂覆一层特殊膜层的技术，旨在改善光学元件的光学性能。
具体而言，laseroptik镀膜通过控制光线的干涉与反射来实现。
该技术在现代光学之中起着重要作用，广泛应用于光学器件、激光设备、光学通信等领域。
laseroptik镀膜原理主要涉及光的干涉以及薄膜的光学性质。
通过合理设计并选择不同折射率的薄膜材料，可以实现对特定波长的光进行选择性增强或衰减。
这些薄膜层经过多次沉积、热处理和退火等工艺，以形成非常精细的光学膜。
借助这些薄膜层，光可以在光学元件内部多次反射和透射，从而实现对光的控制和调节，达到特定的光学性能要求。
laseroptik镀膜原理的应用领域十分广泛。
其中一些典型的应用包括激光器的输出镜片、光谱仪的分光镜片、光学薄膜滤波器等。
通过使用适当的镀膜工艺，可以增强激光设备的输出功率和稳定性，改善光学元件的抗反射和反射特性，扩展光学系统的应用范围等。
总之，laseroptik镀膜原理是一种通过控制光的干涉与反射，利用合适的材料制备高精度薄膜层，在光学器件上实现特定的光学性能。
这种技术在光学相关领域的应用非常广泛，为光学设备的研发和应用提供了重要的支持。
随着科学技术的不断进步，laseroptik镀膜原理的发展前景十分广阔，将继续为光学领域的发展贡献力量。
1.2 文章结构文章结构部分是对整篇文章的组织结构进行描述，通常包括引言、正文和结论部分。
下面是文章结构部分的一种可能内容：文章结构：本文主要包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分将首先对laseroptik镀膜原理进行概述，介绍laseroptik镀膜原理的基本概念和应用领域。
接着，将介绍本文的结构和目的，以便读者能够更好地理解文章的内容与框架。
最后，通过对laseroptik镀膜原理的总结，为接下来的正文部分做铺垫。
正文部分将详细探讨laseroptik镀膜原理的基本概念、主要步骤和应用领域。
离子注入对SiO_2表面非晶碳薄膜的化学状态及摩擦学性能的影响
离子注入对SiO_2表面非晶碳薄膜的化学状态及摩擦学性能的影响离子注入是一种常用的表面改性方法，可以改变材料的化学状态和物理性能。
在SiO2表面注入离子时，可能发生以下化学反应：1. 离子沉积：注入的离子会在表面上沉积形成薄膜。
沉积的离子种类和数量会影响薄膜的化学状态以及厚度。
2. 离子化：注入的离子与表面原子或分子发生化学反应，产生新的化学物质或改变表面物质的结构。
例如，碳离子可以与SiO2反应形成SiC等化合物。
3. 掺杂：离子注入还可以将外来原子或分子引入SiO2中，形成掺杂层。
这些掺杂物可以改变材料的电子能级结构和电学性能。
离子注入对SiO2表面非晶碳薄膜的摩擦学性能具有重要影响：1. 摩擦系数：离子注入可以改变非晶碳薄膜的表面化学状态，从而影响其摩擦系数。
注入过程中的离子种类和注入时间等参数会对摩擦系数产生显著影响。
2. 硬度：离子注入可以增强非晶碳薄膜的硬度，使其更耐磨损。
硬度的提高可以降低摩擦系数并提高摩擦表面的耐磨性能。
总之，离子注入可以改变SiO2表面非晶碳薄膜的化学状态，并对摩擦学性能产生重要影响。
这些影响因离子种类、注入参数和化学反应等因素而异。
因此，在具体应用中，需要根据实际需求优化离子注入参数，以实现期望的功能。
此外，离子注入还可以对SiO2表面非晶碳薄膜的化学状态产生其他影响，如表面能和化学活性的变化。
1. 表面能：通过离子注入，可以改变非晶碳薄膜的表面能，从而调节其表面润湿性和粘附性。
注入的离子可以在表面上形成新的化学键或增加表面活性位点，使得表面能增加或减小。
这将直接影响到表面与其他物质的相互作用，进而影响润湿性、粘附性和摩擦行为。
2. 化学活性：离子注入可以使非晶碳薄膜的化学活性发生变化。
注入的离子与材料内部的原子或分子反应，形成新的化学键或改变化学键的性质。
这将使得非晶碳薄膜表面具有更多的活性位点，从而提高化学反应的发生速率和效率。
此特性在某些应用中可以用于表面修饰、功能化或催化反应。
某低轨星载天线热控防护复合膜层的制备及性能
某低轨星载天线热控防护复合膜层的制备及性能王亚锋;胡江华;王济洲【摘要】针对工作在低地球轨道的某星载天线(基材为3A21铝合金)的结构特点和热控防护要求,采用离子束辅助真空蒸发镀膜技术依次在其上沉积了作为热控防护膜层的二氧化硅和氧化铝,以及作为保护膜的氧化铟锡.考察了膜厚以及基底表面粗糙度对膜层性能的影响,评估了膜层的附着力、抗热震性能、耐原子氧性能和耐紫外辐照性能,以及天线的电信性能.所得热控防护复合膜层能满足实际应用要求.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2018(037)013【总页数】4页(P585-588)【关键词】星载天线;铝合金;真空蒸发;热控防护涂层;太阳吸收比;半球发射率;厚度【作者】王亚锋;胡江华;王济洲【作者单位】中国电子科技集团有限公司第三十八研究所,安徽合肥 230031;中国电子科技集团有限公司第三十八研究所,安徽合肥 230031;无锡泓瑞航天科技有限公司,江苏无锡 214000【正文语种】中文【中图分类】TB34;TN23航天器在轨期间会受到各种空间环境因素的强烈作用，如电磁辐射、带电粒子辐射、高真空、冷黑环境、原子氧侵蚀、微流星和空间碎片的撞击等。
某低地球轨道(LEO，简称低轨)星载天线轨道的高度约400 km，属于舱外设备。
在工作期间，其表面温度受外部热源(如太阳)的影响较大[1]，要尽量避免其受外部热源的影响。
航天产品一般采用被动热控制技术中的热控涂层来调节固体表面的热辐射性能，从而达到控温的目的。
太阳吸收比(sα)和半球发射率(Hε)是2个重要的可控热辐射性能参数。
物体吸收了太阳辐射，使热量输入航天器并导致其温度上升，半球发射率则决定了物体向空间辐射自身热量的能力。
物体表面的热平衡温度(T)取决于太阳吸收比和半球发射率之比的1/4次方[2]。
本文针对上述低轨星载天线的工作环境和自身结构的特点，对其开展热控防护方面的研究，以制备出满足空间环境应用要求的功能膜层。
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离子束辅助沉积二氧化硅
1. 简介
离子束辅助沉积（Ion Beam Assisted Deposition，IBAD）是一种常用的表面工程技术，用于在材料表面形成薄膜。
其中，离子束辅助沉积二氧化硅（SiO2）是一种常见的应用。
本文将介绍离子束辅助沉积二氧化硅的原理、过程、应用以及相关的研究进展。
2. 原理
离子束辅助沉积二氧化硅的原理基于离子束能量沉积和化学反应。
具体步骤如下：
1.基底清洁：首先，需要对基底进行清洁处理，以去除表面的杂质和污染物。
2.离子束轰击：接下来，通过离子束轰击的方式，将高能离子束瞄准到基底表
面。
离子束的能量会使基底表面发生变化，并激发出一系列的物理和化学反
应。
3.化学反应：在离子束轰击的同时，需要在基底表面引入二氧化硅的前体分子，
如硅烷（SiH4）或二氧化硅（SiO2）气体。
离子束轰击会激发出化学反应，
使前体分子在基底表面发生聚合反应，形成二氧化硅的薄膜。
4.控制薄膜厚度：通过控制离子束轰击时间和前体分子的供应速率，可以控制
薄膜的厚度。
较长的轰击时间和较高的前体分子供应速率会导致较厚的薄膜。
5.后处理：最后，需要对沉积的二氧化硅薄膜进行后处理，如热退火或等离子
体处理，以改善薄膜的性能和质量。
3. 过程
离子束辅助沉积二氧化硅的过程可以分为以下几个步骤：
1.基底准备：首先，需要对基底进行清洁处理，以去除表面的杂质和污染物。
常用的方法包括超声清洗、溶剂清洗和等离子体清洗。
2.离子束源：离子束源是产生高能离子束的关键设备。
常用的离子束源包括离
子束溅射（Ion Beam Sputtering，IBS）和离子束辅助沉积（Ion Beam
Assisted Deposition，IBAD）等。
3.离子束轰击：将高能离子束瞄准到基底表面，以使基底表面发生变化。
离子
束的能量和轰击角度可以通过调节离子束源的参数进行控制。
4.前体分子供应：在离子束轰击的同时，需要在基底表面引入二氧化硅的前体
分子，如硅烷（SiH4）或二氧化硅（SiO2）气体。
前体分子的供应速率可以
通过调节气体流量进行控制。
5.化学反应：离子束轰击会激发出化学反应，使前体分子在基底表面发生聚合
反应，形成二氧化硅的薄膜。
化学反应的速率和效率受到离子束能量、前体
分子供应速率和基底温度等因素的影响。
6.薄膜控制：通过调节离子束轰击时间和前体分子的供应速率，可以控制薄膜
的厚度。
较长的轰击时间和较高的前体分子供应速率会导致较厚的薄膜。
7.后处理：沉积的二氧化硅薄膜通常需要进行后处理，以改善薄膜的性能和质
量。
常用的后处理方法包括热退火和等离子体处理等。
4. 应用
离子束辅助沉积二氧化硅在各个领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：
1.光学薄膜：离子束辅助沉积二氧化硅可以用于制备光学薄膜，如反射镀膜和
抗反射膜等。
这些薄膜在光学器件中具有重要的应用，如激光器、太阳能电
池和液晶显示器等。
2.电子器件：离子束辅助沉积二氧化硅可以用于制备电子器件的绝缘层和隔离
层。
这些薄膜可以提供良好的绝缘性能和电隔离效果，保护电子器件免受外
界干扰。
3.生物医学：离子束辅助沉积二氧化硅可以用于制备生物医学材料，如生物传
感器和生物芯片等。
这些材料具有生物相容性和生物活性，可应用于生物医
学诊断和治疗领域。
4.纳米技术：离子束辅助沉积二氧化硅可以用于制备纳米结构和纳米薄膜。
这
些纳米材料具有特殊的物理和化学性质，在纳米技术和纳米器件中具有广阔
的应用前景。
5. 研究进展
离子束辅助沉积二氧化硅的研究一直在不断发展和改进。
近年来的研究进展主要集中在以下几个方面：
1.薄膜性能改善：研究人员致力于改善离子束辅助沉积二氧化硅薄膜的性能，
如光学性能、电学性能和机械性能等。
通过调节离子束能量、前体分子供应
速率和后处理条件等参数，可以获得具有优良性能的二氧化硅薄膜。
2.新材料开发：除了二氧化硅，研究人员还探索了其他材料的离子束辅助沉积
方法。
例如，氮化硅、氧化铝和氧化锌等材料在离子束辅助沉积中的应用也
得到了广泛研究。
3.工艺优化：研究人员不断优化离子束辅助沉积的工艺参数，以提高薄膜的生
长速率、均匀性和质量。
通过改进离子束源、优化前体分子供应和调节基底温度等方法，可以实现更高效、更稳定的沉积过程。
4.多功能薄膜：研究人员还致力于开发具有多功能性的离子束辅助沉积薄膜。
例如，具有光学、电学和磁学等多种性能的薄膜可以应用于多种领域，如光电子器件和磁存储器件等。
结论
离子束辅助沉积二氧化硅是一种常用的表面工程技术，在光学、电子、生物医学和纳米技术等领域具有广泛的应用。
通过离子束轰击和化学反应，可以在基底表面形成二氧化硅薄膜。
近年来，离子束辅助沉积二氧化硅的研究一直在不断发展，主要集中在薄膜性能改善、新材料开发、工艺优化和多功能薄膜等方面。
未来，离子束辅助沉积二氧化硅将继续发展，并在更多领域展现其潜力和应用价值。