中英文文献翻译-过滤阴极真空电弧镀膜技术所制得氧化铝薄膜的结构和特性

第 1页共 13 页 过滤阴极真空电弧镀膜技术所制得氧化铝薄膜的结构和特性 摘要 ： 通过过滤阴极真空电弧镀膜技术制备氧化铝薄膜时，其内部结构、组成、形态、光学和机械性能被详尽的描述，这些都与制备时氧气的流量有关。薄膜结构、组成、形态和性能都是很重要的，随着氧气流量的 增加，薄膜的结构也由非晶体经过一系列变化到单晶体，随着 O/ 离子由低氧化作用的状态转化为 再一次形成非晶体。形成这样的结构是由于其内部结构的变化而引起的，并且影响其形态和机械性能，以致这种非晶体薄膜表面有一些小簇，其光滑程度就像低硬度的多 晶体薄膜。当反射指数和系数相对接近最大值时，在发射率和光学带宽随着O/膜的组成来决其光学性能而非其密度。 在大气压力下由于三种不同温度有多种不同靶形态结构，单晶体时低于 1170面体时为 11702370立方体，知道 2680形成金属。 很高的反射指数，大光学带宽间距，和很低的光损失及在 所以被广泛的应用于光学领域。 此外， 泄露量等特点，最有可能代替做电解质的晶体管。进而，由于 成为 了装置中隔热层的首选。 Z 其他的特性如：高硬度、高抗氧性也使其成为机械材料中的热门。至今为止，已经有很多制备 Z 的方法，例如反应磁控溅射，离子辅助反应溅射，化学气相沉积等。薄膜特性的优劣取决于制备过程及其参数。 过滤阴极真空电子弧镀膜技术，在低电压和高电流状态下工作。通过磁性机械过滤器来防止微粒从阴极发射。它提供了一种具有很高能量的沉积离子源，远大于相应的热蒸发和磁控溅射。能有效去处宏观无用微粒，很明显能提高薄膜质量并拓展其应用。固有的高能量提高薄膜的附着性和密度。由于能力是离子辅助沉积中最重要的参数，这种 制备的方法已经有了一些应用，已经应用于在高热平衡和高 态下碳薄膜的制备，还合成了一些金属氧化物的薄膜。然而对我们最有利的是，很少有关过滤阴极真空电子弧镀膜技术制备 我们现在的工作是系统研究在不同 膜的结构、组成、表面形态和性质之间的关系。我们的结论表明薄膜的结构、组成特性都与 过滤阴极真空电子弧镀膜技术所制的薄膜特性与其他方法相比，更说明了该方法的优 第 2页共 13 页 越性。 图 1 为制备设备。该图已经详细反应了这个系统，各个部分都表现了出来。该系统 有一个双倍滤光器，可以使弧自身发射出微粒。阴极 子在 120A 电流下，阴、阳极瞬间接触点燃喷出的浆体，该浆体是从一个 400磁场放射出来并压缩的。一个旋转泵和一个冷凝泵可使这个系统的压力达到 4 10种发射 2电离到最大程度，因此增加了与浆体的接触使得 0制备过程中，随着 的氧化更加充分。 且损失了冷凝粒子，使得制备的速率 75nm/5nm/s。 在室温下薄膜生长在 片被放在制备室之中，按顺序被丙酮、酒精和未电离的水清洗。所制得的薄膜厚度大约在 200 通过由 谱计记录下反射率等参数，光学特性也被软件检测。主要特征和组成分析被 过 射测得到。不可使用没有清洗过的样品溅射，以免所溅射得到的薄膜化学组成发生变化。 图 1 构 第 3页共 13 页 图 2表明在不同 10曲线中对应着边缘处，而系统峰值在 标准的结构。这个高峰来自于没有完全氧化的 于类似现象可看出峰值点又是不对称的和急剧变化处。当 0个最高峰是当晶体阶段，相对弱的高峰是多晶体阶段。氧气流量决定峰值。我们可以检测出它是怎么影响薄膜结构的。在 35现了更多的弱高峰，在 m(200)处峰值变得很弱，在 m（ 得很强。然而当氧气的流量增加至 65膜由多晶体变为无定形，在弯曲处出现更宽的高峰。结构的不同反应出 02流量在薄膜 结构形成中扮演了很重要的角色。正在一定流量范围内（ 20膜保持在多晶体状态，而在纯单晶体阶段在不同的 范围内。 学组成和化学状态 通过典型的 转变达到高峰，在与空气接触后的抽样中经过观察 1 4中可看到常态的元素和由 谱非常接近标准单晶体的 个高峰， 和 时的能量分别为 常接近在中标准并且是对称的，在氧化状态的薄膜中只有它。 能量间隔和其他研究是一致的。31报告中的那些类似。 相比之下，薄膜沉积速率很低时，例如 351S 第 4页共 13 页 频率是十分类似的。出现较低能量接近其边缘，有形式为 (n=1,2,3)氧化物存在。可得出随着 化程度的不同也被表明，薄膜中 O 和 区域的灵敏度算出。 如预料， O/看到在薄膜沉积速率为时， O/1接近原子比为 2： 1，在 65起以上，薄膜 面形态 五表现了在 65薄膜表面，小簇由相同的冷凝的原子成。 这表面相当干净和光滑， 1面提到的高能量轰击微粒使得形成干净、光滑的表面 ，这些微粒运动时损失粒子，或者促进原子和提供足够能量运动到生长表面相结合，再一次建议 流 量的边界值不影响原子的运动，与 有趣的是，薄膜的形态似乎也被 析出的薄膜结构的改变有关。在 10膜表面的簇会很大。这种簇的变化可以反映出薄膜表面粗糙。 2的流量有关。 换句话说，与无定型薄膜相比较，这种多晶体薄膜在 20 第 5页共 13 页 械性能 薄膜的硬度是测量抵制塑性变形和确定载荷符合凹行区域的峰值。实际上，硬度通过卸载数据所构成能量方程来表现。薄膜的 机械性能作为流量方程显示在图 9，其值平均至少出现了 3 次，微硬度和是依赖于氧气流量。当流量由 10加到 20度几乎维持为 增加流量会导致硬度急速提高。在 35。 50，硬度仍然在增加，超出 50膜开始变软，并且在 65然，硬度的改变非常接近在 表明硬度是由薄膜 的结构确定而非特性确定其硬度，这与 第 6页共 13 页 通过过滤阴极真空电弧镀膜技术制备薄膜，研究了在不同氧气流量时，薄膜的结构、组成、 形态、光学性能和机械性能，最终的流量达到了 98研究发现 成、特性的重要参数。随着 量的增加，薄膜的结构由无定型到不同氧化率的单晶体再到无定型；随着 0/r。这种与氧气流量有关的结构趋势会导致薄膜组成的改变并且决定表面形态和薄膜的机械性能。 第 7页共 13 页 yu of by 639798, 19 003/17 004 1 004 004 by in of by an in a to by an in +. a in so on as as , 50 . at A is at 170 C, a 170 370 C, a 370 C to 680 C. is in 13, of in m In is a to as in to 25), 46. as a in to 7, 8. as it a 9. To to by 1013, or 8, 1425, 26, 4, 第 8页共 13 页 17, so on 2729, at 0 m) by of or or a of It an of 50150 in or 30, 31. of of of of is of as in 8. in of a a 32, to 33, 34, as as 35, 36. to of by we at is on of of by 2 in a to in of of by to 2 of is 1. of 37. an A Zr 20 A dc is to is by a 0 mT to on a of by a a 106 O2 is r a on of 2 is to 2 to a 2 r. 2 is 0 8 104 104 5 5 nm/an 2 as a of of of on 100) at 第 9页共 13 页 in to 00 nm a . 00 100 nm a by 38. l 1486.6 No of is to in by is by an 1s 84.6 is by in 000 on a by a to FM a 00 N. 00 N/s, at s 00 N/s. 3 at 0 a at is in a), of an is to an 第 10页共 13页 40. et 13 a As 2 0 2b) ), 200) of as m(200) is by of of so is be r is to as as by r as 35 in to 00) m(2 up 0 is to m( t a PS by r , is as is of to 85.9 33.2 eV r 3d 1s, 4 r 3d (a) 1s (b) 0 in 42. r 3 at 81.8 84.2 to 42, r in ) 33) .5 .4 in 20, 42. An 1s be at a 29.6 eV 31.6 14, 43. It BE is to in 14, 20, 43 BE is to in 第 11页共 13页 or or 14, 42, 44, 45et 20 it to r. In at 35 r 3d is 1s is A of r 3 at 4c), r ( n = 1, 2, 3) is r 14, 20. It be (n 3) to a r in in r 20. r (O/in be by r 3d). BE is to As r of 0 , to : 1. 5 1). a a FM of 5 On of is .1 m 1 m. is of or on 39, 46, in RD to be by 2 as 0 on in to 5 in 0 0 on in is in of 2 第 12页共 13页 5b) 2 5b), is a 2050 be as RD In in a 2050