HiPIMS室温溅射晶态氧化铝薄膜的粒子能量调控 | |
高方圆; 许亿; 李国栋; 李光; 夏原 | |
刊名 | 中国表面工程 |
2022-07-15 | |
页码 | 8 |
关键词 | HiPIMS 氧化铝薄膜 室温 晶化诱导 能量调控 |
ISSN号 | 1007-9289 |
英文摘要 | 晶态氧化铝薄膜与非晶态相比,具有更加优良的力学性能和宽波段光学透过性能。基于等离子体发射光谱(OES)反馈控制方法(PEM),引入高能脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术,实现了室温条件下晶态γ-Al_(2)O_(3)薄膜的快速制备。采用高压探针、电流探针传感器和数字示波器监测HiPIMS的放电特性,采用等离子体发射监测器进行时间平均的OES研究,采用X射线衍射仪和扫描电镜分析了薄膜的晶相结构、晶粒尺寸及断面形貌,采用纳米压痕仪测试了薄膜的纳米硬度和模量。结果表明,HiPIMS条件下的成膜环境出现了大量的离子态,主要包括AlⅡ、ArⅡ甚至高价态粒子OⅣ参与反应。随着溅射电压由650 V增加至800 V,晶粒逐渐细化,由18 nm减小到8 nm,同时沉积速率从27 nm/min增加到55 nm/min。基体偏压对薄膜的沉积速率,微结构以及力学性能等方面均有显著的影响。随着基体偏压的增加,γ-Al_(2)O_(3)的择优取向由(422)转变为(311),薄膜在偏压Us= -100 V条件下获得了最高硬度19.3 GPa。通过对成膜粒子能量的设计与调控,进一步优化了薄膜的结构和性能,为功能薄膜氧化铝的大规模产业化奠定了良好的应用基础。 |
语种 | 中文 |
资助机构 | 国家自然科学基金资助项目(51701229&51871230) |
内容类型 | 期刊论文 |
源URL | [http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/90123] |
专题 | 宽域飞行工程科学与应用中心 |
作者单位 | 1.中国科学院大学材料科学与光电工程中心 2.中国科学院力学研究所 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 高方圆,许亿,李国栋,等. HiPIMS室温溅射晶态氧化铝薄膜的粒子能量调控[J]. 中国表面工程,2022:8. |
APA | 高方圆,许亿,李国栋,李光,&夏原.(2022).HiPIMS室温溅射晶态氧化铝薄膜的粒子能量调控.中国表面工程,8. |
MLA | 高方圆,et al."HiPIMS室温溅射晶态氧化铝薄膜的粒子能量调控".中国表面工程 (2022):8. |
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