靶电流和气体流量对含Ti薄膜光学性能的影响

发布时间：2017-07-04 21:05

  本文关键词：靶电流和气体流量对含Ti薄膜光学性能的影响

  更多相关文章： Ti-DLC TiN TiC 吸收率 反射率

【摘要】：为了探究工艺参数对含Ti薄膜的结构和光学性能的影响,本文采用中频磁控溅射的方法分别制备了靶电流和气体流量不同的Ti-DLC薄膜、TiN薄膜和TiC薄膜,并探索了靶电流和气体流量变化下薄膜结构和光学性能的变化。结果表明:(1)对于Al/Ti-DLC/DLC选择性吸收薄膜,DLC减反射层透射率的影响机理主要与sp~2-C/sp~3-C比例以及表面粗糙度有关。薄膜透射率随着C靶电流和Ar流量的增加先增大后减小;Ti-DLC吸收层吸收率的影响机理主要与sp~2-C/sp~3-C有关。随着Ti靶电流的增加,Ti-DLC吸收层中sp~3-C键的含量逐渐减小,sp~2-C键含量增多,吸收率逐渐增大。但当Ti靶电流继续增大时,吸收层的粗糙度增加其吸收率反而减小。薄膜中TiC晶粒的形成增加光的吸收率。(2)利用中频磁控溅射设备制备的TiN薄膜表面光滑,可以在室温基片上沉积出颜色丰富的TiN薄膜,包括银白色、浅黄色、金黄色、橙色及其中间色等。薄膜的颜色与薄膜的Ti和N元素比直接相关,随着Ti靶电流的增加,TiN薄膜中Ti原子比例增大,厚度增加。表现为薄膜由橙色到金黄色再到银白色的色彩转变;随着氮气流量的增加,TiN薄膜的氮原子含量增加,薄膜的厚度先基本不变后显著降低。表现为薄膜颜色由银白色到金黄色再到红色的转变。(3)利用中频磁控溅射设备制备TiC薄膜时,不同参数的Ti靶电流和乙炔流量会显著的影响薄膜结构和性能。随着靶电流的增加,TiC薄膜的L值增加,a值略微增加b值略微降低,薄膜的反射率和厚度而增加,粗糙度降低,TiC薄膜表现为黑色;随着乙炔流量的增加,TiC薄膜的L值降低,a值先略微增加后降低,b值略微降低,但变化不大,在0值左右;薄膜的反射率减小,薄膜的厚度先增加而后降低,粗糙度先减小而后增大。TiC薄膜表现为黑色。
【关键词】：Ti-DLC TiN TiC 吸收率 反射率
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 含钛薄膜的制备方法11-13
• 1.3 含Ti选择性吸收薄膜13-14
• 1.3.1 选择性吸收薄膜概述13
• 1.3.2 Ti-DLC选择性吸收薄膜研究现状13-14
• 1.4 含Ti颜色薄膜14-17
• 1.4.1 薄膜的Lab颜色系统14-15
• 1.4.2 TiN光学薄膜研究现状15-16
• 1.4.3 TiC薄膜研究现状16-17
• 1.5 选题依据17
• 1.6 论文研究内容17-19
• 第2章 实验方案19-26
• 2.1 实验设备19-21
• 2.2 实验方法21-23
• 2.2.1 Al/Ti-DLC/DLC选择性吸收涂层的制备工艺21
• 2.2.2 TiN薄膜的制备工艺21-22
• 2.2.3 TiC薄膜的制备工艺22-23
• 2.3 薄膜表征23-26
• 2.3.1 X射线衍射(XRD)23
• 2.3.2 扫描电子显微镜（SEM）23
• 2.3.3 三维白光干涉表面轮廓仪23-24
• 2.3.4 拉曼光谱分析仪(Raman)24
• 2.3.5 UV-VIS-NIR分光光度计24-25
• 2.3.6 CM-5 分光测色计25-26
• 第3章 靶电流和Ar流量对Al/Ti-DLC/DLC选择性吸收薄膜光学性能的影响26-39
• 3.1 Al/Ti-DLC/DLC选择性吸收薄膜的结构26-27
• 3.2 C靶电流对DLC减反射层的影响27-30
• 3.3 Ar流量对DLC减反射层的影响30-32
• 3.4 Ti靶电流对Ti-DLC吸收层的影响32-35
• 3.5 靶电流和Ar流量对Al/Ti-DLC/DLC选择性吸收薄膜的影响机理35-38
• 3.6 本章小结38-39
• 第4章 Ti靶电流和N2流量对TiN薄膜光学性能的影响39-52
• 4.1 钛靶电流对TiN薄膜的影响39-45
• 4.1.1 钛靶电流的变化对TiN薄膜颜色的影响39-42
• 4.1.2 钛靶电流的变化对TiN薄膜形貌的影响42-43
• 4.1.3 钛靶电流的变化对TiN薄膜厚度的影响43-44
• 4.1.4 钛靶电流的变化对TiN薄膜反射率的影响44
• 4.1.5 钛靶电流的变化对TiN薄膜元素比例的影响44-45
• 4.2 N_2流量对TiN薄膜的影响45-50
• 4.2.1 氮气流量的变化对TiN薄膜颜色的影响45-47
• 4.2.2 氮气流量的变化对TiN薄膜形貌的影响47-49
• 4.2.3 氮气流量的变化对TiN薄膜厚度的影响49
• 4.2.4 氮气流量的变化对TiN薄膜反射率的影响49-50
• 4.3 本章小结50-52
• 第5章 靶电流和气体流量对TiC薄膜光学性能的影响52-62
• 5.1 靶电流对TiC薄膜光学性能的影响52-56
• 5.1.1 钛靶电流变化对TiC薄膜颜色的影响52-53
• 5.1.2 钛靶电流变化对TiC薄膜形貌的影响53-54
• 5.1.3 钛靶电流变化对TiC薄膜反射率的影响54-55
• 5.1.4 钛靶电流变化对TiC薄膜厚度的影响55-56
• 5.1.5 钛靶电流对TiC薄膜粗糙度的影响56
• 5.2 乙炔流量对TiC薄膜的影响56-61
• 5.2.1 乙炔流量的变化对TiC薄膜颜色的影响56-57
• 5.2.2 乙炔流量变化对TiC薄膜形貌的影响57-58
• 5.2.3 乙炔流量的变化对TiC薄膜透射率的影响58-59
• 5.2.4 乙炔流量的变化对TiC薄膜厚度的影响59-60
• 5.2.5 乙炔流量的变化对TiC薄膜粗糙度的影响60-61
• 5.3 本章小结61-62
• 第6章 结论62-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-70
• 个人简历70-71
• 在学期间研究成果71

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