磁控溅射制备二硫化钼薄膜的结构与性能研究

发布时间：2023-05-09 22:28

　　利用射频磁控溅射技术在不同参数条件下制备二硫化钼(MoS₂)薄膜,通过合理控制溅射参数,实现了对薄膜结构和性能的调控。利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)和X射线光电子能谱仪(XPS)等对薄膜的表面形貌、结构和组分进行了表征,利用紫外-可见光光谱仪(UV-Vis)、荧光光谱仪(PL)、霍尔效应测试仪和摩擦材料试验机等对薄膜的性能进行了测试、分析。重点研究溅射功率、沉积压强和退火温度对MoS₂薄膜组分、结构和微观形貌的影响,探索薄膜制备工艺参数、微观结构与其性能之间的内在关系,主要研究结果如下:1.研究了溅射功率对MoS₂薄膜结构和摩擦性能的影响。结果表明,随着功率增加,薄膜的结晶度逐渐提高,晶粒尺寸先增大后略有减小,摩擦系数则先减小后增大。300 W沉积的薄膜,表面致密平滑,晶粒分布均匀,摩擦系数相对最小,约为0.0863。这主要归因于光滑的表面使得初始摩擦系数较小,当大尺寸晶粒脱落时会提供滑动摩擦,降低了摩擦系数。2.研究了沉积压强对MoS_2<...

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 MoS₂薄膜的简介
        1.1.1 MoS₂薄膜的结构、性能及应用
        1.1.2 MoS₂薄膜的制备方法
    1.2 MoS₂薄膜的研究背景
    1.3 本文的研究思路与内容
第2章 MoS₂薄膜的制备与表征方法
    2.1 制备仪器及参数
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 制备参数
    2.2 薄膜样品表征
        2.2.1 表征设备
        2.2.2 样品组分与结构表征
        2.2.3 样品形貌与厚度表征
        2.2.4 性能测试
第3章 溅射功率对MoS₂薄膜结构及力学性能的影响
    3.1 薄膜结构与组分分析
        3.1.1 XRD结晶分析
        3.1.2 晶粒分析
        3.1.3 EDS元素分析
        3.1.4 XPS键合分析
        3.1.5 Raman光谱分析
    3.2 薄膜微观形貌
        3.2.1 SEM形貌分析
        3.2.2 AFM形貌分析
    3.3 溅射功率对MoS₂薄膜摩擦性能的影响
    3.4 本章小结
第4章 沉积压强对MoS₂薄膜结构与光学性能的影响
    4.1 薄膜结构与组分分析
        4.1.1 XRD结晶分析
        4.1.2 结晶度分析
        4.1.3 XPS分析
    4.2 MoS₂薄膜微观形貌
        4.2.1 SEM形貌分析
        4.2.2 AFM形貌分析
    4.3 MoS₂薄膜的光学性能
        4.3.1 MoS₂薄膜荧光光谱
        4.3.2 MoS₂薄膜的光学带隙
    4.4 本章小结
第5章 退火温度对MoS₂薄膜结构及电学性能的影响
    5.1 薄膜结构与组分分析
        5.1.1 XRD结晶分析
        5.1.2 XPS键合分析
        5.1.3 Raman光谱分析
    5.2 薄膜SEM形貌分析
    5.3 MoS₂薄膜的电学性能
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 本文主要研究结果
    6.2 研究工作展望
参考文献
个人简介及硕士学位期间的成果
致谢



本文编号：3812498