化学气相沉积硅薄膜的制备与研究

发布时间：2017-08-02 16:39

  本文关键词：化学气相沉积硅薄膜的制备与研究

  更多相关文章： 化学气相沉积 硅薄膜 防腐性

【摘要】：工业及农业的迅猛发展给社会经济带来快速提升的同时也对环境造成了严重污染。人们日常生活及身体健康因环境的日益恶化受到了影响。为了保证人们的正常生活和身体健康,首要任务就是对环境的检测和治理。大气的采样检测是环境检测的重要组成部分。传统的大气采样工具使用金属容器,当采集低浓度酸性气体样品时,由于气体中酸性物质对金属产生的腐蚀性及吸附性,造成痕量气体的检测数据出现较大偏差,对检测结果造成影响。有必要研究一种表面处理工艺对金属表面进行进一步完善。提高金属表面的耐腐蚀性及降低吸附性,降低采样工具因素对大气成分测试结果造成的误差。提高数据的精确性和有效性。本课题运用化学气相沉积技术在金属表面制备硅薄膜。该薄膜主要是由热稳定性和化学稳定性良好的硅组成。使用该技术可改善金属材质大气收集器性能,致密的膜结构将大气样品与金属容器隔离开来,避免了样品对容器的腐蚀,有效地保护了大气采样工具。和普通的大气采样工具相比,表面镀有该硅薄膜的采样工具主要有以下优点:降低活泼大气成分对自身的腐蚀;对采集的大气样本保存时间更长,回收率更好;钝化层使用寿命长。同时运用该技术也可以用于玻璃、陶瓷等不同材质的衬底镀膜。本论文主要包括以下两个内容:1、以硅烷为原料,以不锈钢板为衬底,利用化学气相沉积技术沉积得到一层光滑致密的硅薄膜。通过对硅烷浓度、沉积温度和沉积时间等条件的调节来改善硅薄膜的物理及化学性能。并对其进行了EDS能谱分析、抗酸腐蚀、电化学分析、表面接触角分析以及扫描电镜分析等表征。结果表明,当硅烷浓度为1.0×104Pa、沉积温度达到390℃、沉积时间持续8h时,化学气相沉积形成的硅薄膜具有良好的物理性能和化学稳定性。该薄膜表面光滑致密,具有长期性防酸腐蚀性能。2以硅烷为原料,以玻璃为衬底,利用化学气相沉积技术沉积得到一层光滑致密的硅薄膜。并对其进行了抗酸腐蚀、表面附着力、表面接触角分析、拉曼光谱分析、X射线能谱分析、紫外-可见光吸收等表征。结果表明,硅烷的化学气相沉积形成的硅薄膜对玻璃在防酸性腐蚀性能,疏水性能以及光学性能等方面都有所改善,在工业生产及建筑行业中具有良好的应用前景。
【关键词】：化学气相沉积 硅薄膜 防腐性
【学位授予单位】：大连工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ127.2;TB383.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-29
• 1.1 硅薄膜概述10
• 1.2 硅薄膜的分类、性能及研究进展10-15
• 1.2.1 单晶硅薄膜11
• 1.2.2 多晶硅薄膜11
• 1.2.3 非晶硅薄膜11-12
• 1.2.4 纳米硅薄膜12-13
• 1.2.5 二氧化硅薄膜13
• 1.2.6 氮化硅薄膜13-14
• 1.2.7 氮氧化硅薄膜14
• 1.2.8 碳化硅薄膜14-15
• 1.3 化学气相沉积技术15-20
• 1.3.1 化学气相沉积工艺基本原理16-17
• 1.3.2 硅薄膜的制备原理及流程17
• 1.3.3 薄膜沉积的影响因素17-18
• 1.3.4 沉积工艺对薄膜结构性能的影响18-20
• 1.3.5 提高薄膜附着力的途径20
• 1.4 常用的化学气相沉积工艺20-25
• 1.4.1 等离子体化学气相沉积（PCVD）20-21
• 1.4.2 微波等离子体化学气相沉积（ECRPCVD）21
• 1.4.3 激光化学气相沉积(LCVD)21
• 1.4.4 热激活化学气相沉积（RTCVD）21-22
• 1.4.5 等离子增强化学气相沉积（PECVD）22-23
• 1.4.6 光辅助化学气相沉积（PACVD）23-24
• 1.4.7 金属有机物化学气相沉积（MOCVD）24-25
• 1.5 镀膜材料的性能及应用25-27
• 1.5.1 镀膜金属的性能及应用25
• 1.5.2 镀膜玻璃的性能及应用25-27
• 1.6 本课题研究的内容及意义27-28
• 1.7 本课题的创新点28-29
• 第二章 实验部分29-35
• 2.1 实验原料和仪器设备29-31
• 2.1.1 实验原料29
• 2.1.2 实验设备29-30
• 2.1.3 实验仪器30-31
• 2.2 硅薄膜的制备31-32
• 2.2.1 基板清洗31
• 2.2.2 硅薄膜的制备工艺流程31-32
• 2.3 硅薄膜性能测试32-35
• 2.3.1 EDS能谱分析32
• 2.3.2 耐酸腐蚀实验32
• 2.3.3 电化学测试32
• 2.3.4 接触角测试32-33
• 2.3.5 扫描电镜测试33
• 2.3.6 附着力测试33-34
• 2.3.7 X射线衍射分析34
• 2.3.8 拉曼光谱34
• 2.3.9 紫外可见光光谱测试34-35
• 第三章 结果与讨论35-64
• 3.1 不锈钢表面硅薄膜组成与结构分析35-36
• 3.2 镀膜条件对不锈钢板表面硅薄膜性能的影响36-49
• 3.2.1 镀膜温度对不锈钢表面硅薄膜性能的影响36-41
• 3.2.2 硅烷压力对不锈钢表面硅薄膜性能的影响41-44
• 3.2.3 镀膜时间对不锈钢表面硅薄膜性能的影响44-49
• 3.3 镀膜条件对玻璃表面硅薄膜性能的影响49-60
• 3.3.1 镀膜温度对玻璃表面硅薄膜性能的影响49-52
• 3.3.2 硅烷压力对玻璃表面硅薄膜性能的影响52-55
• 3.3.3 镀膜时间对玻璃表面硅薄膜性能的影响55-60
• 3.4 X射线衍射谱分析60-61
• 3.5 拉曼光谱测试61
• 3.6 薄膜透光率性能测试61-62
• 3.7 小结62-64
• 第四章 结论与展望64-65
• 参考文献65-68
• 致谢68-69
• 附录 攻读硕士期间发表的学术论文69

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;硅薄膜人工肺[J];生物学通报;1980年02期

2 赵彦辉;肖金泉;黄荣芳;闻火;闻立时;;硅薄膜中的结构缺陷研究进展[J];功能材料;2010年S1期

3 王君,李芬,吉小利,储昭荣,徐国财;反应条件对氮(碳/氧)化硅薄膜性能的影响[J];化学与生物工程;2004年01期

4 吴兆丰;姚兰芳;;低介电常数介孔氧化硅薄膜的结构与介电性能研究[J];材料导报;2008年S1期

5 郝会颖;李伟民;;硅薄膜材料的光电导谱分析[J];光谱实验室;2011年01期

6 郝会颖;李伟民;曾湘波;孔光临;廖显伯;;沉积气压对相变域硅薄膜性能的影响[J];功能材料;2011年08期

7 杨树贵;王静;刘玉娟;;碳化硅薄膜热敏材料的制备[J];仪表材料;1989年01期

8 谢耀江;胡跃辉;肖仁贤;陈光华;徐海军;陈义川;王立富;;用MWECR CVD系统制备具有非晶/微晶两相结构的硅薄膜研究[J];陶瓷学报;2010年04期

9 赵红梅;甘礼华;刘明贤;朱大章;徐子颉;郝志显;;钇配合物-有机硅薄膜的合成及荧光性能[J];稀土;2012年05期

10 陆文龙;;麻省理工学院首次在石英玻璃上生长成单晶硅薄膜[J];上海有色金属;1980年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 郭群超;耿新华;张建新;张德坤;孙建;任慧志;吴春亚;;硅薄膜P型掺杂特性的研究[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年

2 张军峰;陈强;张跃飞;刘福平;刘忠伟;;等离子增强化学气相沉积制备氧化硅薄膜的质谱诊断研究[A];2008年全国荷电粒子源、粒子束学术会议暨中国电工技术学会第十二届电子束离子束学术年会、中国电子学会焊接专业委员会第九届全国电子束焊接学术交流会、粒子加速器学会第十一届全国离子源学术交流会、中国机械工程学会焊接分会2008年全国高能束加工技术研讨会、北京电机工程学会第十届粒子加速器学术交流会论文集[C];2008年

3 李国华;陶明德;谭辉;曲凤钦;韩英;;非晶碳化硅薄膜和非晶——硅薄膜的拉曼散射研究[A];全国第三届光散射学术会议论文摘要[C];1985年

4 朱亚滨;王志光;孙建荣;姚存峰;魏孔芳;申铁龙;庞立龙;盛彦斌;崔明焕;李远飞;;纳晶硅薄膜的离子辐照改性研究[A];第五届反应堆物理与核材料学术研讨会、第二届核能软件自主化研讨会会议摘要集[C];2011年

5 徐飞;肖志松;程国安;曾宇昕;张通和;顾岚岚;;高浓度铒掺杂富硅氧化硅薄膜近红外光发射[A];第九届全国发光学术会议摘要集[C];2001年

6 江兴流;何宇亮;韩丽君;赵静秋;宋志敏;陈思富;李国华;汪兆平;;纳米硅薄膜及其发光特性[A];第二届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1995年

7 程正喜;李媛;陈永平;马斌;赵利;;黑硅薄膜的电学输运特性[A];第十届全国光电技术学术交流会论文集[C];2012年

8 张鹏云;吴静;宋巧丽;王德真;;用尘埃等离子体沉积碳化硅薄膜的研究[A];TFC'07全国薄膜技术学术研讨会论文摘要集[C];2007年

9 邓加军;陈强;;掺硼对纳米硅薄膜的光带隙的影响[A];2000年材料科学与工程新进展（下）——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年

10 杨沁玉;刘磊;丁可;郭颖;徐金洲;张菁;;常压等离子体聚合纳米多孔氧化硅薄膜结构与CL谱研究[A];第十四届全国等离子体科学技术会议暨第五届中国电推进技术学术研讨会会议摘要集[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前7条

1 ;将硅薄膜光伏气体供应延伸到最终使用点[N];中国电子报;2009年

2 林德电子亚洲太阳能市场发展部经理 陈慧玲;气体供应对硅薄膜电池制造及成本控制至关重要[N];中国电子报;2009年

3 记者 姜鹏飞　通讯员 邵坚;上澎太阳能智能硅薄膜电池项目正式启动[N];嘉兴日报;2011年

4 记者 薛伟;确保宏威硅薄膜太阳能电池项目早日建成投产[N];东莞日报;2011年

5 杨敬贺　肖隆福;宏威硅薄膜太阳能电池项目奠基[N];东莞日报;2011年

6 张亮;美缩微冰箱让庞然大物失温[N];科技日报;2005年

7 记者 毛黎;提高太阳能电池效率有新法[N];科技日报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 秦艳丽;硅基薄膜的制备及其在锂离子电池中的应用[D];兰州大学;2011年

2 李世彬;氢化硅薄膜的制备、特性及器件研究[D];电子科技大学;2008年

3 张磊;晶硅薄膜的制备及其在太阳电池中的应用[D];南京航空航天大学;2012年

4 朱红兵;双旋转靶共溅法制备和研究掺铝氧化锌薄膜及其在硅薄膜太阳能电池中的应用[D];华东师范大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 曾凡达;生物芯片基底材料纳米硅薄膜超快动力学研究[D];东北林业大学;2015年

2 何海杰;射频、甚高频磁控溅射沉积硅薄膜的研究[D];苏州大学;2015年

3 程自亮;氢化非晶/纳米晶硅薄膜的PECVD法制备与性能研究[D];电子科技大学;2015年

4 邓黎杰;氢化纳米硅薄膜准分子激光诱导晶化的研究[D];上海交通大学;2015年

5 刘莉;PECVD制备掺杂纳晶硅薄膜的性能研究[D];湖南师范大学;2016年

6 孙家祥;化学气相沉积硅薄膜的制备与研究[D];大连工业大学;2016年

7 张绪武;铕掺杂富硅氧化硅薄膜的光电性能研究[D];浙江大学;2010年

8 刘滨;热丝化学气相沉积制备硅薄膜及其性能研究[D];兰州大学;2010年

9 陈海霞;纳米复合掺杂氧化硅薄膜的光电特性及机理研究[D];西北师范大学;2006年

10 侯硕;离子注入法制备富硅氧化硅薄膜的发光特性研究[D];南昌大学;2011年

，

本文编号：610267