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题名	反应磁控溅射制备高性能氧化铌薄膜
作者	邵宇川
学位类别	硕士
答辩日期	2012
授予单位	中国科学院上海光学精密机械研究所
导师	易葵
关键词	反应磁控溅射 氧化铌薄膜 激光损伤阈值 理论模型
其他题名	High Performance niobium oxide thin films deposited by reactive magnetron sputtering
中文摘要	制备高激光损伤阈值的光学薄膜对于激光器和激光技术的发展均有重要意义。氧化铌薄膜折射率高，光学性能好，提高其激光损伤阈值可以使其获得更广阔的应用前景。反应磁控溅射技术具有灵活、稳定性高、操作温度低等优点，应用广泛。本文围绕反应磁控溅射制备具有较高激光损伤阈值的氧化铌薄膜作了一系列研究。 为了实现实验过程稳定控制，本文首先分析了反应磁控溅射过程，阐述了迟滞回线效应。以Berg模型为基础，根据本实验的不同条件建立了反应磁控溅射模型，并得到稳态方程，分析了该模型的主要优缺点。 磁控溅射反应过程中不同参数对迟滞回线的宽度及形状造成的影响不同，利用我们的模型，通过计算可以得到对迟滞回线效应产生影响的主要参数及具体影响的大小。分析了目前主要的三种稳定反应磁控溅射过程的方法，利用靶电压稳定法，得到具体实验中的迟滞回线并与理论模型进行对比分析。 使用反应磁控溅射制备氧化铌薄膜，分析工艺参数(阴极电压、基底位置等)对Nb2O5薄膜性能、结构的影响。重点研究了基底负偏压对Nb2O5薄膜表面粗糙度、应力和激光损伤阈值的影响。通过优化工艺参数，在保持良好表面粗糙度的前提下，有效的减少了Nb2O5薄膜应力，且与无基底负偏压相比，激光损伤阈值提高到28.8J/cm2。
英文摘要	Fabrication of optical thin films with high laser induced damage threshold (LIDT) is of great significance to the development of the laser and laser technology. Niobium oxide thin films have excellent optical properties and promising application prospects with higher LIDT. Reactive magnetron sputtering has agility for use, stable process and low operation temperature. In this paper, we present a series of work about high performance niobium oxide thin films deposited by reactive magnetron sputtering. In order to obtain stable sputtering points, this paper analyse the reactive magnetron sputtering process clearly, state the hysteresis effect and according to our experiment condition, built our reactive magnetron sputtering model based on Berg’s model. Furthermore, we analyse the main advantages and disadvantages of our model. Base on our model, we calculate the effects of parameters on the hysteresis effect. Comparative analysis of three methods to stable reactive magnetron sputtering has been presented. We use the cathode voltage stability method to realize the hysteresis loop and contrast with difference between experiment results and our model. Then this paper studies the effects of parameters on the properties and structure of niobium oxide films, especially the influences of negative substrate bias on the surface roughness, stress, LIDT of niobium oxide thin films. Through the optimization of process parameters, niobium oxide thin films deposited in the paper can obtain satisfactory surface roughness, lower stress and higher LIDT results (68.4% higher compared with samples prepared without negative substrate bias).
语种	中文
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.siom.ac.cn/handle/181231/16726]
专题	上海光学精密机械研究所_学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	邵宇川. 反应磁控溅射制备高性能氧化铌薄膜[D]. 中国科学院上海光学精密机械研究所. 2012.

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