射频磁控溅射制备铝酸锶长余辉发光薄膜
《磁控溅射CrAlSiN膜层制备及综合性能研究》

《磁控溅射CrAlSiN膜层制备及综合性能研究》一、引言随着现代工业技术的不断发展,材料表面性能的改进和优化成为了众多领域研究的热点。
磁控溅射技术作为一种重要的薄膜制备技术,因其可以在较低温度下实现薄膜的高速率沉积、优异的成分控制和结构性能等特点,在诸多领域如电子、光电子、机械、航空航天等领域都有广泛应用。
本研究将探讨利用磁控溅射技术制备CrAlSiN膜层的方法及其综合性能研究。
二、磁控溅射CrAlSiN膜层制备1. 实验材料与设备实验材料主要包括Cr、Al、Si和N的靶材,基底材料为需要镀膜的基材。
实验设备为磁控溅射镀膜机。
2. 制备工艺(1)基底预处理:对基底进行清洗、抛光等处理,以提高基底与膜层的结合力。
(2)靶材制备:将Cr、Al、Si按照一定比例混合,制成靶材。
(3)磁控溅射:在真空环境下,利用高能粒子轰击靶材,使靶材中的原子或分子溅射出来并沉积在基底上,形成CrAlSiN膜层。
(4)后处理:对制备好的膜层进行热处理等后处理工艺,以提高其性能。
三、CrAlSiN膜层的综合性能研究1. 结构性能分析利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对CrAlSiN膜层的结构进行表征,分析其晶格常数、晶粒大小等结构性能。
2. 化学性能分析通过X射线光电子能谱(XPS)分析CrAlSiN膜层的化学成分及化学键合状态,了解其化学稳定性。
3. 力学性能分析利用纳米压痕仪等设备对CrAlSiN膜层的硬度、弹性模量等力学性能进行测试,分析其耐磨、耐刮等性能。
4. 耐腐蚀性能分析通过浸泡实验和电化学测试等方法对CrAlSiN膜层的耐腐蚀性能进行研究,了解其在不同环境下的耐腐蚀性能。
四、结果与讨论1. 结构性能结果及讨论XRD和SEM结果表明,通过磁控溅射技术制备的CrAlSiN 膜层具有较高的结晶度和致密度,晶粒分布均匀。
同时,随着溅射时间和功率的改变,膜层的厚度和结构也会发生变化。
2. 化学性能结果及讨论XPS分析表明,CrAlSiN膜层具有较高的化学稳定性,能够在不同环境下保持其化学成分和化学键合状态的稳定。
热处理温度对铝酸锶长余辉薄膜结构和发光性能的影响

处 理 ,得到铝酸锶长余辉发光薄膜 。薄膜 的物相结构随热处理温度升 高而发 生改变 ,逐渐 由 S r A 1 : O 相转变为 S r 4 A 1 0 相 ,光致
发 光性 能 随 之 发 生 改 变 。
关键 词 :稀土掺杂;铝酸锶 ;薄膜;光致发光
中 图分类 号 :0 4 8 2 . 3
r i n g .T h e p r e c u r s o r wa s a n n e a l i n g t h e i f l ms i n we a k r e d u c i n g a t mo s p h e r e u n d e r 8 0 0℃ , 9 0 0 o C ,1 0 0 0 o C a n d 1 1 0 0 o C, r e s p e c t i v e l y .T h e n,t h e l o n g p e r s i s t e n t i f l ms w e r e o b t a i n e d .T h e s t r u c t u r e o f t h e i f l ms v a r i e d b y t h e a n n e a l i n g t e mp e r a —
Abs t r a c t :Ra r e e a r t h i o ns d o p e d l o n g p e r s i s t e n t il f m pr e c u r s o r wa s f a b r i c a t e d b y r a d i o f r e q u e n c y ma g n e t r o n s p u t t e —
《磁控溅射CrAlSiN膜层制备及综合性能研究》

《磁控溅射CrAlSiN膜层制备及综合性能研究》一、引言随着现代工业技术的不断发展,材料表面性能的改进和优化已成为提高产品性能和使用寿命的关键。
磁控溅射技术作为一种先进的薄膜制备技术,在材料科学领域得到了广泛的应用。
本文以CrAlSiN膜层为研究对象,通过磁控溅射技术制备该膜层,并对其综合性能进行深入研究。
二、磁控溅射CrAlSiN膜层制备1. 材料选择与设备准备本实验选用高纯度的Cr、Al、Si和N等靶材作为溅射原料。
设备采用磁控溅射镀膜机,具有高溅射速率、低损伤等特点。
2. 制备工艺流程(1)清洗基底:将基底(如不锈钢、铝合金等)进行清洗,去除表面油污和杂质。
(2)预处理:对清洗后的基底进行预处理,如抛光、蚀刻等,以提高基底与膜层的结合力。
(3)磁控溅射:将靶材放置于镀膜机中,调整好溅射参数(如功率、气压、溅射时间等),进行磁控溅射。
(4)后处理:溅射完成后,对膜层进行适当的后处理,如退火、氧化等,以提高膜层的性能。
三、CrAlSiN膜层综合性能研究1. 结构与形貌分析采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段,对CrAlSiN膜层的结构和形貌进行分析。
结果表明,CrAlSiN膜层具有致密的晶体结构,表面平整度较高。
2. 机械性能研究通过硬度测试、耐磨性测试等方法,对CrAlSiN膜层的机械性能进行研究。
结果表明,该膜层具有较高的硬度和良好的耐磨性,可有效提高基底的表面硬度和使用寿命。
3. 耐腐蚀性能研究在模拟实际使用环境条件下,对CrAlSiN膜层的耐腐蚀性能进行测试。
结果表明,该膜层具有较好的耐腐蚀性能,可在恶劣环境下保持良好的性能。
4. 热稳定性研究通过高温测试等方法,对CrAlSiN膜层的热稳定性进行研究。
结果表明,该膜层具有较高的热稳定性,可在高温环境下保持稳定的性能。
四、结论本文通过磁控溅射技术成功制备了CrAlSiN膜层,并对其综合性能进行了深入研究。
结果表明,该膜层具有致密的晶体结构、较高的硬度和良好的耐磨性、耐腐蚀性能及热稳定性。
射频磁控溅射ZnO:Al薄膜及其特性研究的开题报告

射频磁控溅射ZnO:Al薄膜及其特性研究的开题报
告
标题:射频磁控溅射ZnO:Al薄膜及其特性研究
研究背景:
氧化铝掺杂锌氧(ZnO:Al)薄膜在透明导电材料、光电子器件、太阳能电池等领域具有广泛的应用。
目前,射频磁控溅射是一种制备高质量ZnO:Al薄膜的有效方法。
该方法具有高附着力、高密度、低缺陷度和可重复性好等优点。
研究目的:
本论文旨在通过射频磁控溅射技术制备高质量的ZnO:Al薄膜,并研究其结构、表面形貌、电学性能及光学性能等特性,为其应用于光电子器件、太阳能电池等领域提供理论参考。
研究内容:
1.射频磁控溅射条件优化:选取合适的目标材料、工艺参数、溅射气氛等条件,制备出质量好的ZnO:Al薄膜。
2.薄膜的结构和表面形貌分析:使用X射线衍射和扫描电子显微镜等技术,分析薄膜的结晶度、晶体结构和表面形貌等。
3.电学性能测试:通过四探针电阻测试、电学常数测试等方法,测量ZnO:Al薄膜的导电性能、载流子浓度等电学性能。
4.光学性能测试:使用紫外-可见光谱仪、荧光光谱仪等设备,研究ZnO:Al薄膜的透过率、反射率、荧光性能等光学性能。
预期成果:
通过研究,将获得高质量的ZnO:Al薄膜,其导电性能和光学性能等特性将得到充分的表征。
预计可以为其应用于透明导电材料、光电子器件和太阳能电池等领域提供理论指导和实验基础。
稀土掺杂铝酸锶长余辉薄膜制备方法的研究现状

稀土掺杂铝酸锶长余辉薄膜制备方法的研究现状
曹俊;陈连平;李翠云
【期刊名称】《有色金属材料与工程》
【年(卷),期】2016(037)004
【摘要】稀土掺杂铝酸锶薄膜在长余辉夜视照明、无损实时可视化探测、机械应力传感器、纳米光电子器件、二维温度传感器以及薄膜太阳能电池等领域具有极为广阔、诱人的应用前景.要实现以上应用,首要条件是制备出质量高、性能优良的薄膜.因此制备稀土掺杂铝酸锶薄膜成为当今研究的热点.综述了国内外制备稀土掺杂铝酸锶薄膜的主要方法,包括射频磁控溅射法、溶胶-凝胶法、脉冲激光沉积法和激光熔蒸法,并重点介绍了射频磁控溅射法;另外对各种方法的优缺点进行了阐述.【总页数】5页(P171-175)
【作者】曹俊;陈连平;李翠云
【作者单位】[1]江西理工大学材料科学与工程学院,江西赣州341000;[2]景德镇陶瓷学院机械电子工程学院,江西景德镇333403
【正文语种】中文
【中图分类】TN104.3
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长余辉光致发光材料铝酸锶铕镝制备技术进展

De e o m e t o e a a i n Te h l g f Lo t r l w m i s e t v lp n f Pr p r to c no o y o ng Af e g o Lu ne c n
Meeil r I 4 tr A 2 :E 抖 材料又叫蓄能 发光材料 , 是光致 发光材料 的一 种。它能在外界光源照射 的情 况下储存能 量 , 然后在激 发光停 止辐射后 . 持续地将这部 分能量 以光的形式 释放 出来 。早 期的 长余辉材料 多为硫化物基质 , 由掺入铜 等金属 离子形成 发光 中
心 而制 成 。其 易 潮解 、 老 化 性 差 、 辉 时 间 短 等 缺 点 较 大 程 度 抗 余 地 限制 了长 余 辉 材 料 的 应 用 。 19 9 6年 T Maszw [ 道 了 tua a 报 SAl : u , 的 长 余 辉 特性 , 。 ( E D 自此 , 土 长 余 辉 材 料 的 稀 研 究 进 人 了一 个 新 的 阶 段 6。 到 目前 为 止 . r ) E , ] SA1 |: u ( D: 广 以其 发光 强 度 高 、 辉 时 间 长 、 学 性 质 稳 定 、 色环 保 等 余 化 绿
长余辉 光致发 光材料 铝酸锶铕 镝制 备技 术进展 / 袁
莉等
长 余 辉 光 致 发 光 材 料 铝 酸 锶 铕 镝 制 备 技 术 进 展
袁 莉 ,周 洪 庆 施 建 珍 方靖 淮 王 宇光 , , ,
( 南 通 大 学 理学 院 , 通 2 60 ; 南 京 工 业 大 学 材 料 科 学 与 工 程学 院 , 京 2 00 ) 1 南 2072 南 10 9 摘 要 综 述 了稀 土 长余 辉 发 光 材 料 铝 酸 锶铕 镝 制 备技 术 的研 究现 状 ,着 重介 绍 了 高温 固相 反 应 法 、 胶 一 胶 溶 凝
离子源辅助中频磁控溅射制备aln薄膜

离子源辅助中频磁控溅射制备aln薄膜最近,离子源辅助中频磁控溅射制备AlN薄膜发展迅速,其具有良好的物理和化学性质为其应用提供了可能性。
因此,了解离子源辅助中频磁控溅射制备AlN薄膜的性质和机制对这一技术的发展至关重要。
一、磁控溅射制备AlN薄膜的原理磁控溅射技术一般由以下三个部分组成:一种活性材料的气体化、活性材料的磁场监督和活性材料的基体表面蒸发溅射。
受磁场(永磁体形成的外部磁场)的控制,运动中的原子和分子电离带被磁化并提供能量,从而溅射目标表面。
用于化学制备AlN薄膜的材料一般是氨和AlCl。
二、AlN膜的应用AlN膜是一种半导体功能材料,在激光器件、显示器、电路的制备上有重要作用。
由于其高绝缘性、高可塑性、热稳定性、光学性质优异以及相对介质表面带荷能力强等特点,使得AlN膜在微波电子、气体传感器和微细加工等领域的应用也越来越广泛。
三、离子源辅助中频磁控溅射制备AlN薄膜的基本要素(1)气相材料:使用一种或多种气体作为靶表面覆盖膜材料的组成材料,可以使用氯气、氨气、氢气、氩气、氧气或空气,也可以将多种气体混合在一起使用。
(2)电源:使用变频或中频电源,使外部磁场的频率与提供的动能态C峰的频率一致,可保证更准确的溅射控制能力。
(3)永磁体:有助于形成宽的磁化圧的外部磁场,可以调节离子溅射体芯群的大小和形状,为精确制备AlN薄膜提供条件。
(4)计算机控制系统:该系统用于校准磁控溅射设备和控制蒸发层厚度和组成,这是AlN薄膜性质精确控制的关键步骤。
四、影响AlN薄膜制备质量的因素(1)原料选择:原材料的纯度越高,就越容易形成纯净的AlN膜,对制备高质量的AlN膜至关重要。
(2)外部磁场的强度越大,得到的样品表面粗糙度就越低,加工出的AlN薄膜电阻率也越高。
(3)某些参数的改变,如靶表面距离源体距离、电离体及基体温度等也会影响AlN膜的制备质量。
五、结论在这里,我们讨论了离子源辅助中频磁控溅射制备AlN薄膜的原理和要素以及其应用及影响AlN膜制备质量的因素。
铝酸锶稀土长余辉发光材料的制备与性能表征的开题报告

铝酸锶稀土长余辉发光材料的制备与性能表征的开
题报告
1. 研究背景
长余辉发光材料是一种将能量转化为可见光的材料,具有广泛的应
用前景,如夜光表、荧光屏幕等。
铝酸锶稀土长余辉发光材料具有发光
强度高、发光效率高等优点,因此成为近年来研究的热点之一。
2. 研究内容
本研究的主要内容为铝酸锶稀土长余辉发光材料的制备与性能表征。
具体研究步骤如下:
(1)制备铝酸锶稀土长余辉发光材料。
采用固相反应法,以氯化铝、氯化锶、氯化稀土等化合物为原料,经过一系列的干燥、煅烧、退火等
步骤,制备出铝酸锶稀土长余辉发光材料。
(2)对样品进行性能测试。
通过荧光光度计、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等方法,对铝酸锶稀土长余辉发光材料的发光强度、结晶形态、微观形貌等性能进行测试和表征。
(3)分析材料的发光机理。
通过对样品的结构、组成等进行分析,探究铝酸锶稀土长余辉发光材料的发光机理。
3. 研究意义
本研究可以为铝酸锶稀土长余辉发光材料的实际应用提供基础研究
数据,为探索新型发光材料提供借鉴和参考。
同时,铝酸锶稀土长余辉
发光材料具有广泛的应用前景,例如应用于夜光表等领域,可以提高产
品的品质和附加值。
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射 频 磁 控 溅射 制 备 铝 酸锶 长余 辉 发 光 薄 膜 *
谢 伟, 梁 枫, 邹 长伟 , 唐 美蝶 , 邵 乐喜
5 2 4 0 4 8
湛 江 师 范学 院物 理科 学 与 技 术 学 院 , 广东 湛江
摘
要: 采用射 频磁 控溅 射法在 S i ( 1 0 0 ) 衬底上制 备稀土掺 杂铝酸锶薄膜 , 在 9 0 0℃ 和 1 1 0 0℃下 、 弱 还
滞后 , 目前 有 报 道l _ l , 将 长 余 辉 薄 膜 应 用 于二 维 温 度传感 器 中 , 利 用 不 同温 度 下 余 辉性 能 的差 异 来 监
测温度 的变 化. 长远来 看 , 可 以将 长余 辉薄 膜应 用 于
微纳 光 电子器 件 、 薄 膜 太 阳 电池 、 显 示 材 料 及 器件 、
收 稿 日期 : 2 0 1 3 — 0 2 — 0 6
*基 金 项 目 : 湛 江 师范 学 院青 年 项 目 ( QI 1 0 2 0 ) ; 广 东 省 大学 生创 新 创 业 训 练 计 划 ( 1 0 5 7 9 1 2 0 1 4 )
作者简介 : 谢伟 ( 1 9 8 4 一 ) , 男, 安徽合肥人 , 实验 师, 硕士.
。生物 工程 等领域 中.
本文采 用 射频磁 控溅 射 , 在S i ( 1 O O ) 衬底 上制 备 稀土 掺杂 铝酸 锶 长余 辉 发 光 薄 膜 , 研 究 了不 同退 火 温度 下薄膜 物相 的变 化 , 观察 了薄膜 的表 面形 貌 , 并
统, 在S i ( 1 0 0 ) 衬 底上制 备 长余辉 薄 膜 , 本底 真 空 度
然后 将上 述原 料放 人 球磨 机 中球 磨 2 4 h , 使各 原料 均匀 混合 后装 入 刚玉坩 埚 内, 在 1 2 0 0℃ 下 预烧 4 h 后 随炉冷 却 , 取出、 粉碎 , 再次 球磨 2 4 h , 之后压 成 直
径为 6 0 c m、 厚度 为 3 mm 的 圆片 , 在 1 4 0 0℃ 高温 下
为 6× 1 O P a , 溅 射 气 体 为 高 纯 Ar气 ( 纯 度 为
对不 同物相结构的薄膜进行了光致发光和余辉性能
的研 究.
9 9 . 9 9 9 9 / 6 ) , 工作气 压 为 1 . 0 P a , 功 率为 2 0 0 W, 溅 射
时间为 3 0 mi n , 衬底 温 度 为 2 0 0℃. 溅射完毕后, 冷 却 至 室温 , 取 出薄 膜样 品 , 再 放 人 管式3 期
材
料
研
究
与
应
用
V o1 .7, No .3 Se p t.2 01 3
2 0 1 3年 9 月
M ATE RI AI S RES EARCH AND APP I I CAT1 0N
文章 编 号 : 1 6 7 3 — 9 9 8 1 ( 2 0 1 3 ) 0 3 — 0 1 8 8 — 0 5
中 图分 类 号 : 04 8 2 . 3 文献 标 识 码 : A
长余 辉 发光材 料是 一种 可 以吸收太 阳光 并 对外
发 光 的新 能 源材料 , 由于其有 吸光 蓄光 的特 点 , 一 直
1 实 验 部 分
1 . 1 靶材 和 薄膜制 备 采用高温 固相法 制备靶 材. 首先根据 S r 4 A 1 ( ) 2 : E u , D y 化学 计 量 比例 , 准确称取 S r C O。 ( 分 析 纯) 、 Al 2 O3 ( 分 析纯 ) 、 E u 2 O 3 ( 纯度为 9 9 . 9 9 / 6 ) 及
原气氛 中退火 , 分别 得到 S r AI 。 O : E u , D 和S r 4 A1 Oz s: E u , D f。 。 长余辉发 光薄膜. 结果 表 明: S r A1 z 0 4 结构是形成 s r A 1 ( ) 2 相结构 的中间相 ; 在 3 6 0 l 1 m激发光 激发下 , S r A1 0 : E u , D f。 。 薄 膜 发光峰位于 5 1 7 n m处左右 , 发光强度相对略高于 s r A l 02 s: E u , D f’ 。 薄膜 , 且后 者发光峰位 于 4 9 0 n m处左右 ; S r 4 A1 l 4 O2 5: E u , D f’ 。 薄膜的余辉 性能优于 S r A1 2 O4: E u , D f 薄膜. 关键词 : 磁 控溅 射 ; 铝酸锶 ; 长余辉 ; 薄膜
置 于弱 还原 气 氛 中 ( H。和 N。 气 体 的体 积分 数 分 别 为 1 O 和 9 0 ) 保温 4 h后 随 炉 冷却 , 取 出 即 可 得 到 稀土掺 杂铝 酸锶 长余 辉靶 材. 用 国产 F J L 5 6 0 I I 型 超 高 真 空 多 靶 磁 控 溅 射 系
究 . 由于铝 酸盐体 系 的 发光 材 料具 有 亮 度较 高 、
余 辉 时间较 长等特 点 , 因此 广泛地 应用 于 暗处 照 明 、 工 艺 品及外 墙涂 料 等 中. 一 般 是将 铝 酸盐 长 余 辉 发 光粉体 经球 磨 后 与有 机 物 浆 料混 合 并 涂 抹 成厚 膜 , 以实 现 自发 光 功能 . 但 长 余 辉 薄 膜 的应 用 相 对 较 为
D y O 。 ( 纯度 为 9 9 . 9 ) 原料 和 少许 助 溶剂 H B O 。 .
以来受 到广 泛关 注_ 1 _ 3 _ . 早期 的长余辉 发 光材 料 主要 为硫化 物体 系 , 由于其 化学稳 定性 较差 , 且对 环 境 造
成 污染 , 因此 应 用 受 到 限制. 近 年来 , 稀土 掺 杂 铝 酸 盐 和 硅 酸 盐 长 余 辉 发 光 材 料 得 到 了 广 泛 地 研