光滑和粗糙氮化铪薄膜的生长与表面粗化机理
发布时间：2021-05-15 04:14
表面粗糙度是薄膜材料的一个重要的表面属性,影响了如摩擦系数、亲疏水性和光反射等众多性能。随着催化,自清洁,生物医学,固体润滑和精密接触技术的发展,各个领域对具有低粗糙度（光滑表面）和高粗糙度（粗糙表面）薄膜的需求不断增长。目前,利用预处理和后处理方法对衬底和薄膜的表面进行修饰虽然能够获得需求的粗糙度,但是这两类方法的工艺十分复杂且价格昂贵。为了降低工艺的造价和时间,研究者们对原位生长光滑和粗糙薄膜进行了研究。但是目前还存在以下问题:（1）薄膜表面粗化机理尚不清楚。在对薄膜生长过程中的表面演变过程进行了大量研究后,研究者们观察到了表面粗化现象,即在薄膜生长过程中随着膜厚（或沉积时间）的增加表面粗糙度增加的现象,和凸起长大现象,即在薄膜生长过程中薄膜表面的凸起逐渐长大的现象。如果能够将表面粗化和凸起生长定量的关联起来,就能够完善薄膜表面粗化的机理,进而实现对表面粗化的调控。但是,由于表面粗化和凸起生长之间的关系还没能在实验上被很好的探究,因此表面粗化机理一直没能被很好的揭示。（2）原位生长光滑和粗糙氮化铪薄膜的有效实验思路和方法尚未被提出。随着科技的发展,如干式加工和船体减阻等新兴领域对氮...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 薄膜表面粗糙度调控的重要性
1.2 薄膜表面粗糙度调控方法
1.2.1 预处理和后处理法
1.2.2 原位生长法
1.3 薄膜表面形貌演变的理论模型与模拟方法
1.3.1 薄膜表面形貌演变的理论模型
1.3.2 薄膜表面形貌演变的模拟方法
1.4 第四副族过渡金属氮化物薄膜的制备方法、结构和表面演变模式
1.4.1 第四副族过渡金属氮化物的制备方法
1.4.2 第四副族过渡金属氮化物的结构
1.4.3 第四副族过渡金属氮化物的表面演变模式
1.5 选题依据与研究内容
1.5.1 选题依据
1.5.2 研究内容
第二章 薄膜的制备和表征
2.1 实验设计
2.2 薄膜的制备方法
2.2.1 纯氮化铪、氧化铪和银膜的制备方法
2.2.2 氮化铪/碳氮多层膜和银掺杂氮化铪薄膜的制备方法
2.2.3 样品命名
2.3 薄膜的表征方法
2.3.1 结构表征方法
2.3.2 性能表征方法
2.4 表面模拟方法
第三章 粗化速率与凸起有效生长系数之间的关系
3.1 引言
3.2 粗化速率与凸起有效生长系数的表征
3.2.1 粗化速率的表征
3.2.2 凸起有效生长系数的表征
3.3 氮化铪薄膜的粗化速率与凸起有效生长系数及两者之间的关系
3.3.1 所有氮化铪样品组的粗化速率
3.3.2 所有纯氮化铪样品组的凸起有效生长系数
3.3.3 氮化铪薄膜的粗化速率与凸起生长系数之间的关系
3.4 定量关系的适用性验证
3.4.1 氧化铪和银薄膜的粗化速率与凸起生长系数
3.4.2 其他材料的表面粗化
3.5 本章小结
第四章 光滑氮化铪薄膜的制备及性能
4.1 引言
4.2 光滑薄膜的形成条件
4.3 光滑氮化铪薄膜的制备
4.4 光滑氮化铪薄膜的结构
4.4.1 光滑氮化铪薄膜的微结构
4.4.2 光滑氮化铪薄膜的表面形貌
4.4.3 光滑氮化铪薄膜的粗化速率与凸起有效生长系数
4.5 光滑氮化铪薄膜的性能
4.5.1 光滑氮化铪薄膜的摩擦学性能
4.5.2 光滑氮化铪薄膜的耐久性能
4.6 本章小结
第五章 粗糙氮化铪薄膜的制备及性能
5.1 引言
5.2 粗糙薄膜的形成条件
5.3 粗糙氮化铪薄膜的制备
5.4 粗糙氮化铪薄膜的结构
5.4.1 粗糙氮化铪薄膜的微结构
5.4.2 粗糙氮化铪薄膜的表面形貌
5.4.3 粗糙氮化铪薄膜的粗化速率与凸起有效生长系数
5.5 粗糙氮化铪薄膜的性能
5.5.1 粗糙氮化铪薄膜的疏水性能
5.5.2 光滑氮化铪薄膜的耐久性能
5.6 本章小结
第六章 结论
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢
本文编号：3186927
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 薄膜表面粗糙度调控的重要性
1.2 薄膜表面粗糙度调控方法
1.2.1 预处理和后处理法
1.2.2 原位生长法
1.3 薄膜表面形貌演变的理论模型与模拟方法
1.3.1 薄膜表面形貌演变的理论模型
1.3.2 薄膜表面形貌演变的模拟方法
1.4 第四副族过渡金属氮化物薄膜的制备方法、结构和表面演变模式
1.4.1 第四副族过渡金属氮化物的制备方法
1.4.2 第四副族过渡金属氮化物的结构
1.4.3 第四副族过渡金属氮化物的表面演变模式
1.5 选题依据与研究内容
1.5.1 选题依据
1.5.2 研究内容
第二章 薄膜的制备和表征
2.1 实验设计
2.2 薄膜的制备方法
2.2.1 纯氮化铪、氧化铪和银膜的制备方法
2.2.2 氮化铪/碳氮多层膜和银掺杂氮化铪薄膜的制备方法
2.2.3 样品命名
2.3 薄膜的表征方法
2.3.1 结构表征方法
2.3.2 性能表征方法
2.4 表面模拟方法
第三章 粗化速率与凸起有效生长系数之间的关系
3.1 引言
3.2 粗化速率与凸起有效生长系数的表征
3.2.1 粗化速率的表征
3.2.2 凸起有效生长系数的表征
3.3 氮化铪薄膜的粗化速率与凸起有效生长系数及两者之间的关系
3.3.1 所有氮化铪样品组的粗化速率
3.3.2 所有纯氮化铪样品组的凸起有效生长系数
3.3.3 氮化铪薄膜的粗化速率与凸起生长系数之间的关系
3.4 定量关系的适用性验证
3.4.1 氧化铪和银薄膜的粗化速率与凸起生长系数
3.4.2 其他材料的表面粗化
3.5 本章小结
第四章 光滑氮化铪薄膜的制备及性能
4.1 引言
4.2 光滑薄膜的形成条件
4.3 光滑氮化铪薄膜的制备
4.4 光滑氮化铪薄膜的结构
4.4.1 光滑氮化铪薄膜的微结构
4.4.2 光滑氮化铪薄膜的表面形貌
4.4.3 光滑氮化铪薄膜的粗化速率与凸起有效生长系数
4.5 光滑氮化铪薄膜的性能
4.5.1 光滑氮化铪薄膜的摩擦学性能
4.5.2 光滑氮化铪薄膜的耐久性能
4.6 本章小结
第五章 粗糙氮化铪薄膜的制备及性能
5.1 引言
5.2 粗糙薄膜的形成条件
5.3 粗糙氮化铪薄膜的制备
5.4 粗糙氮化铪薄膜的结构
5.4.1 粗糙氮化铪薄膜的微结构
5.4.2 粗糙氮化铪薄膜的表面形貌
5.4.3 粗糙氮化铪薄膜的粗化速率与凸起有效生长系数
5.5 粗糙氮化铪薄膜的性能
5.5.1 粗糙氮化铪薄膜的疏水性能
5.5.2 光滑氮化铪薄膜的耐久性能
5.6 本章小结
第六章 结论
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢
本文编号：3186927
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