一、类金刚石薄膜的折射率研究(论文文献综述)
王贵全,张锦荣,邵毅,郑万祥,唐莹娟,胡中,姜兴平,李彦生,李伟,王乔方,字正华[1](2021)在《基于透射光谱的类金刚石膜光学参数反演》文中指出本文采用透射光谱法测量Ge基底类金刚石薄膜(Diamond-like carbon,DLC)的光谱曲线。应用测量的光谱曲线,基于模拟退火算法,构建目标优化函数,通过光谱反演法得到薄膜的厚度、折射率、消光系数。该方法得到的Ge基底类金刚石膜的光学参数与椭偏仪测试结果比对,折射率误差小于1%,厚度误差小于2%。并且将薄膜的光学参数带入透过率理论计算模型,得到的Ge基底类金刚石薄膜透射光谱曲线和实际测试曲线的误差小于2%。该方法只需测量透射光谱曲线,通过计算就能得到薄膜光学参数,对光学薄膜设计和加工具有重要指导意义。
王洪美[2](2019)在《类金刚石薄膜及其复合结构的制备与性能研究》文中指出类金刚石薄膜作为一种碳材料具有优异的综合性能。它结合了金刚石薄膜和石墨的优点,具有高硬度、低电阻率、较高的可见光透过率及良好的耐磨性能,其应用范围遍及机械、电学、光学及医学等诸多领域。调整类金刚石薄膜的制备工艺使其具有更高的可见光透过率及良好的的综合性能对其应用意义重大。本论文采用磁控溅射法以石墨为靶材在玻璃衬底上沉积了类金刚石(DLC)薄膜并研究制备工艺参数对DLC薄膜光学透过率的影响。研究结果表明:采用磁控溅射法以石墨为靶材在玻璃衬底上沉积的类金刚石(DLC)薄膜均为非晶结构。在一定范围内,石墨靶溅射功率的增大及沉积时间的延长均使得DLC薄膜的可见光透过率降低。为了进一步研究氮气流量对磁控溅射法制备类金刚石薄膜结构及性能的影响,通入氮气制备掺氮类金刚石薄膜,用原子力显微镜表征了不同氮气流量条件下生长薄膜的形貌,用拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪和分光光度计分析了样品的微结构、元素的价态和透光性能。结果表明:通入2 sccm氮气时,DLC薄膜的光学透过率大大提高,此时DLC薄膜内的氮元素含量为5.88%、sp3键百分比为64.65%、ID/IG值为1.81;掺氮DLC薄膜在可见光范围内光学透过率达到96%。随着氮气流量继续增加,DLC薄膜光学透过率整体呈现下降的趋势。退火2小时后不掺氮DLC薄膜光学透过率呈小幅度下降,而掺氮DLC薄膜其光学透过率几乎没有变化。引入银层制备具有高可见光透过率及低近红外透射率的DLC/Ag/DLC复合薄膜,在磁控溅射法制备DLC/Ag/DLC复合薄膜的过程中改变薄膜的生长条件,包括内层DLC、银层、外层DLC的溅射功率,各层薄膜的沉积时间及沉积过程中通入的氮气流量,研究其对薄膜透光性能的影响,结果表明:DLC薄膜具有优异的光学性能,内层DLC溅射功率60 W,沉积时间600 s,气体流量为N2 2 sccm、Ar 18 sccm;银层溅射功率30 W,沉积时间70 s,气体流量为Ar 20 sccm;外层DLC溅射功率60 W,沉积时间150 s,气体流量为N2 2 sccm、Ar 18 sccm时制得DLC/Ag/DLC复合薄膜在可见光范围内达到71.9%(550 nm)的高可见光透过率,39%(1100 nm)的近红外透过率,并具有良好的电学性能。使用FDTD软件模拟不同厚度的DLC/Ag/DLC复合薄膜的光学透过率,模拟结果与实验测试结果呈现相同的变化趋势。
王浩,曾宪光,孙德恩,裴晨蕊,黄佳木[3](2017)在《3~5μm红外窗口增透涂层的制备与性能研究》文中研究表明利用直流非平衡磁控溅射技术,在100℃条件下,在单晶硅上制备了具有红外增透效果的类金刚石薄膜,研究了偏压对薄膜结构、机械性能和红外光学性能的影响,解释了薄膜结构与性能之间的关系。利用场发射扫描电镜(FESEM)、Dektak150型台阶仪、Raman光谱仪、纳米压痕仪、椭偏仪和傅里叶红外吸收光谱仪表征薄膜形貌、结构、硬度、折射率和红外光学性能。实验结果表明:在偏压为-100 V时,薄膜中sp3相含量最高,得到最大的纳米硬度14.8 GPa和最大折射率2.36,此时透光率为67.3%;在偏压为-200 V时,薄膜硬度为11.2 GPa,薄膜的折射率为2.06,最接近零反射膜所需折射率,此时透过率最大。
陈莹[4](2017)在《熔盐阳极电沉积碳膜的研究》文中研究说明碳膜具有许多优异的物理化学性能,如高硬度、高耐磨性、高电阻率、高热导率、低摩擦系数、化学惰性、抗腐蚀性、光学透过性等,因而广泛用于机械、电子、光能、航空航天、生物医学等领域。比较常用的制备碳膜方法是物理气相沉积和化学气相沉积。虽然气相沉积制备的碳膜也具有良好的物理化学性质,但是由于沉积过程中碳膜基体的温度过高,碳膜中残余热应力较大,导致碳膜易从基体上剥落。另外,气相沉积需要的设备复杂并且价格昂贵,且碳沉积速度较慢。尽管熔盐电化学方法沉积碳膜没有气相沉积方法技术成熟,但是其具备设备简单,碳沉积速度较快等优点。较低温度的熔盐介质对碳膜和基体还能起到一定的退火作用,有利于消除碳膜残余热应力,提高碳膜和基体之间的结合力。根据碳沉积过程发生的电化学反应,熔盐电沉积法还可分为阳极沉积和阴极沉积。阴极还原得到的碳膜主要为sp2杂化形式的碳;而阳极氧化获得的碳膜具有较高的sp3成分。由于阳极氧化沉积碳膜工艺要求更严格,在金属基体上形成连续碳膜的难度较大,相关工作也鲜少文献报导。本文以CaC2为碳源,采用熔盐阳极氧化在Ni、Cu和Ti基体上沉积碳膜。通过两步恒电位阳极氧化电沉积的方法快速地制备附着力良好的连续碳膜,并对碳膜进行表征;对电化学沉积碳膜的阳极过程、碳膜的生长机理、以及电沉积的工艺条件对碳膜微观结构的影响进行了研究。得到的主要结果如下:(1)在LiCl-KCl-CaCl2-CaC2的熔盐体系中,C22-离子可以在石墨、Ni、Cu、Ti电极上发生阳极氧化生成碳原子。与石墨电极相比,C22-离子在Ni、Ti和Cu电极上氧化电位更负。沉积C可以与Ni和Ti两种基体金属形成碳-金属固溶体,对阳极沉碳的电极过程起到去极化作用;金属Cu电极对C22-离子的阳极氧化反应具有催化作用,使C22-离子的氧化沉积电位比石墨电极负移0.2V。(2)采用两步恒电位阳极氧化沉积法可以快速地在Ni基体上生成具有Ni-C固溶体过渡层的连续碳膜。碳膜是由相互堆积紧密的类圆形薄片构成二次碳颗粒组成,其物相为石墨和无定型碳的混合相;延长第二阶段的沉积时间,沉积碳颗粒的尺寸会逐渐增大,碳膜与基体的附着力开始下降。(3)金属Cu基体不能与C形成碳化物或固溶体,难以在碳膜和金属基体之间形成含碳过渡层,导致碳膜与基体的结合强度较弱。先在Cu基体表面利用化学镀或电镀制备Ni中间层,然后电化学沉积碳膜,可以得到连续,均匀,附着力良好的碳膜。(4)金属Ti电极上的C22-离子氧化电位与钛阳极溶解电位十分相近,难以直接在钛基体上通过阳极氧化沉积碳膜。但是,在Ti基体上制备Ni中间层,然后再沉积碳膜,可以得到附着力良好的连续致密碳膜。
郭金权[5](2013)在《类金刚石薄膜的制备及其在太赫兹频段光学性质的研究》文中进行了进一步梳理碳是自然界分布非常普遍的元素,也是构成地球上一切生命体的重要元素。由于碳原子之间可以形成多种杂化类型,因此碳具有许多同素异形体,类金刚石(DLC)就是其中非晶结构的一种。DLC薄膜具有许多非常类似于金刚石的优异性质,并且各种性质可以通过sp3和sp2杂化碳原子比(sp3/sp2)值进行调节,而sp3/sp2值随制备方法和工艺参数的改变而变化。对DLC薄膜的各种性质的研究已经有许多文献报道,但是对其光学性质的研究主要集中在可见光和红外光频段,在其它频段的研究非常少,尤其是在太赫兹(THz)频段的研究。THz波在电磁波谱中的位置处于电子学向光子学的过渡区域的特殊位置,并且物质的THz光谱包含着丰富的物理和化学信息,因此对物质在THz频段的光学特性的研究意义重大。通过太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)测量的THz光谱同时包含THz辐射的振幅和相位信息,可以方便地从中提取出材料在THz频段的光学参数等信息。许多碳族材料在THz频段的光学特性已经得到了广泛的研究,但是DLC薄膜在THz频段的研究几乎是空白。本文首先通过拉曼光谱对离子束溅射制备的DLC薄膜进行表征。结果显示DLC薄膜的拉曼光谱中D峰与G峰的相对强度I(D)/I(G))随主源离子束能量和工作气压增加而减小;随辅源离子束能量的增加而增加;基本不随主源和辅源的离子束流而改变。这表明DLC薄膜的性质随离子能量和工作气压的改变而变化,而基本不随离子束流的改变而变化。进而对直流磁控溅射方法制备的DLC薄膜进行拉曼光谱研究。拉曼光谱显示随着工作气压的升高,DLC薄膜的I(D)/I(G)值减小,而电阻率增大;溅射功率对DLC薄膜的影响显着依赖于气压的状态,在低气压(0.3Pa)下制备的DLC薄膜的I(D)/I(G)值较大、电阻率较小,并且I(D)/I(G)值随着功率的增加先减小后增大,电阻率则先减小后增大;而在高气压(3Pa)下制备的DLC薄膜I(D)/I(G)值较小、电阻率较大,且随功率的增加变化很小。I(D)/I(G)值和电阻率均随DLC薄膜厚度的增加先迅速减小,而薄膜厚度超过一定值(>500nmm)时随着厚度的增加略有增加。在拉曼光谱研究的基础上,首次对DLC薄膜在THz频段的透射谱进行了测量,并对DLC薄膜在THz频段的透射特性进行研究,获得了DLC薄膜在THz频段的光学参数。结果表明在功率为300W下制备的DLC薄膜的介电常数虚部、折射率和消光系数均随着频率的增加而减小,且气压在0.3Pa下制备的DLC薄膜的太赫兹光学参数值比1Pa下制备的DLC薄膜的相应值大;功率为100W时,气压在0.3Pa下制备的DLC薄膜的性质与300W下制备的DLC薄膜有类似的结果,然而气压在1Pa下制备的DLC薄膜的介电常数虚部、折射率和消光系数值均基本不随频率改变,并且各光学参数值相比于低气压(0.3Pa)下制备的DLC薄膜的相应值小。在各种条件下制备的DLC薄膜的介电常数实部均随频率的增加而增大,并在低气压(0.3Pa)下制备的DLC薄膜的介电常数实部比高气压(1Pa)下制备的DLC薄膜相应值大。气压保持在0.3Pa下制备的DLC薄膜的THz光学参数随着功率的增加先增加而后减小。另外,DLC薄膜的THz光学参数随着薄膜厚度的增加呈减小的趋势。通过拉曼光谱对在不同工艺参数下制备的DLC薄膜的微结构进行研究,并首次采用THz-TDS系统对DLC薄膜在THz频段的透射特性进行了研究,获得了不同工艺参数下制备的DLC薄膜在THz频段的光学参数及其随工艺参数的变化情况。这对DLC薄膜在THz光学器件等方面的应用提供一定的实验基础。
陈林林[6](2013)在《类金刚石薄膜制备工艺与特性研究》文中研究说明随着科学技术的不断进步,红外光学系统对红外光学元件的性能要求越来越高。光学薄膜作为红外光学元件的重要组成部分,特别是用作增透保护膜的类金刚石薄膜,其优异性能不仅能够满足红外光学元件的光学性能,而且还能够很好地保护红外光学元件。掌握相关工艺是制备出优异的红外光学薄膜的前提。本文的目的是掌握RF Plasma Enhanced CVD技术(RFPECVD)制备类金刚石薄膜制备的工艺技术,分析工艺参数对薄膜性能的影响,找出制备类金刚石薄膜的最佳工艺。本文研究了射频功率、沉积压强、气体流量比及极板间距等工艺参数对类金刚石薄膜的光学常数、沉积速率、结构成份和显微硬度的影响。主要内容如下:1、简单介绍了射频等离子体增强化学气相沉积的原理和设备的基本情况,阐述了研究的工艺参数的理由,根据选择的工艺参数设计了研究实验方案。2、编写了利用多波长数值反演法计算薄膜的光学常数的计算机程序,对不同工艺条件下制备的单层类金刚石薄膜的光学常数进行了计算,同时利用椭偏仪对类金刚石薄膜的光学常数进行了测量,并对两种方法获得的结果进行对比分析。3、研究了射频功率、沉积压强、气体流量比和极板间距等工艺参数对薄膜的光学常数、薄膜结构以及薄膜的硬度的影响,并不断优化工艺,获得最佳制备工艺,研究表明类金刚石薄膜具备很好的保护性能。4、根据研究的最佳工艺,在Si基底上设计了35μm波段单面和双面增透保护膜,并对其透射率进行了测试,测试结果表明:镀制类金刚石薄膜以后透射率得到显着提高。
王超[7](2013)在《离子束辅助UBMS技术制备DLC薄膜的特性研究》文中提出类金刚石(diamond-like carbon,DLC)发现于20世纪70年代,是性质类似金刚石,同时含有sp3和sp2键的非晶碳膜。由于类金刚石具有高耐磨性、低摩擦系数、热稳定性、红外透光性、高电阻、低介电常数及生物相容性等多项优异性能,因此类金刚石薄膜技术被广泛应用到机械、电子、光学和医学等各个领域。尤其是在光学领域,类金刚石薄膜作为红外区的增透膜和保护膜一直备受关注。本文将离子束辅助沉积技术引入到非平衡磁控溅射沉积DLC薄膜过程中,系统地研究了离子轰击对非平衡磁控溅射(UBMS)沉积的类金刚石薄膜(含氢与无氢)沉积速率、组织结构以及薄膜的硬度、粗糙度、折射率和红外光学穿透性能的影响规律。本文的工作主要分为两个部分,离子束对UBMS沉积的DLC薄膜进行后续处理以及离子束与UBMS交替镀制DLC薄膜,进行系统的研究离子束流密度(20-40mA)、轰击能量(0.8-1.2keV)以及时间(6-12min)对含氢及无氢两种DLC薄膜的性能影响。本文采用拉曼测试仪测量了DLC薄膜的sp2及sp3键的含量,采用Taylor Hobson轮廓检测仪测量台阶高度及薄膜的表面粗糙度,利用Woollam公司M2000-UI型椭偏仪直接测量薄膜的光学常数及膜厚。此外,采用SPECTRUM GX型傅立叶变换红外光谱仪对薄膜的红外透过率进行测量。本文研究结果如下:(1)在离子束后续处理实验中,离子轰击能够引起DLC薄膜相应的物理、结构及性能的改变,这样的变化主要取决于离子能量。离子轰击能量在1.2keV时比原技术沉积下的DLC薄膜sp3键含量更高,具有了更明显的金刚石结构特征。在400-1000eV低能离子辅助轰击下沉积的碳膜非晶基体内有弥散分布的金刚石微晶区域。(2)在离子束后续处理实验中,束流密度和时间对薄膜的光学性能影响为:束流密度为40mA能量为1.2keV时,折射率由未处理前的2.2(在波长为1000nm处)降到了2.09(1000nm处);透射率由原来的60.65%提高到了65.98%,而且离子轰击时间为8min时可以得到最佳透射率值65.98%;DLC薄膜在小能量(800eV以下)小束流密度(20mA左右)的离子轰击下薄膜粗糙度有所减小,薄膜表面更光滑致密。(3)在对含氢的DLC薄膜的反应气体比例研究中发现:虽然含氢DLC薄膜峰值透过率可达68.66%;薄膜沉积速率比无氢DLC薄膜高四倍,但是在离子束辅助实验中光学性能的改善没有无氢DLC薄膜明显。(4)交替镀制实验对薄膜的透射率改善并不是很理想,只有轰击能量较大轰击束流密度30mA轰击时间8min时薄膜透过率有明显提高。相对于交替实验中DLC薄膜,经过后续处理的DLC薄膜性能提高更加明显。
张艳茹[8](2013)在《反应磁控溅射与脉冲电弧制备DLC薄膜技术研究》文中认为类金刚石(DLC)薄膜具有硬度高、摩擦系数低、耐磨性能好、热传导率高等一系列优异的性能,更因在红外波段的较宽透明范围,使得其常被用作于红外增透保护膜。本文在选用反应磁控溅射与脉冲真空电弧离子镀技术组合制备类金刚石薄膜,通过将氢化和无氢DLC薄膜结合,镀制双层红外增透保护膜。采用反应磁控溅射技术,充入甲烷(CH4)反应气体,在硅基底上制备氢化DLC薄膜。研究了CH4气体流量对薄膜沉积速率、光学常数、红外透过率、表面形貌、纳米显微硬度的影响规律。研究结果表明,对于氢化DLC薄膜,沉积速率随CH4气体流量的增大先增大后减小,相比于没有CH4气体充入的情况下,最大可提高4.2倍;光学常数、表面形貌、显微硬度随CI-14气体的增多均呈现先减小后增大的趋势。氢化DLC薄膜的折射率与Si基底匹配增透效果优于无氢DLC薄膜,其表面硬度较低,为了提高红外光学元件的机械性能,采用反应磁控溅射技术和脉冲真空电弧离子镀技术组合沉积了双层类金刚石薄膜。利用TFC膜系设计软件在硅基底上设计双层DLC薄膜的增透膜系,其膜系结构为Si|DLCrDLCp|Air,该膜系在3-5μm波段具有红外增透。对反应磁控溅射与脉冲真空电弧离子镀组合技术镀制的样片进行红外透过率测量,单面镀膜后,峰值透过率为68%。对样片在氩气氛围下进行退火处理:当退火温度在250℃以上时,随着退火温度的升高,薄膜电阻率下降;退火温度为250℃和350℃时,膜层表面有空洞、针孔等缺陷出现,到450℃表面粗糙度明显增大,表明在较高温度下类金刚石膜层变得更疏松,同时膜层被石墨化;薄膜硬度随着热处理温度的升高,呈下降趋势,250℃相对于没退火处理前变化不明显,在450℃退火后,纳米显微硬度由18.32Gpa降至2.47Gpa,进一步说明了,膜层表面有石墨化的现象。
夏方园[9](2012)在《无氢类金刚石薄膜的损耗特性研究》文中研究说明类金刚石(diamond like-carbon, DLC)薄膜应用广泛,在光学领域主要用做红外波段高强度减反射光学薄膜。一般而言,光学薄膜有特定的光谱特性需求指标,在薄膜制备过程中需要严格控制薄膜的几何厚度、折射率和消光系数,薄膜的消光系数反映了薄膜的吸收特性,对薄膜的光学透过率有着直接的影响。因此,准确测定薄膜的消光系数,是评价薄膜吸收特性的关键环节。本课题研究了椭偏技术在分析无氢DLC薄膜时物理模型的建立方法以及该模型分析结果的准确性。利用等效介质理论建立了一种单层椭偏分析物理模型Si/EMA (n1+n2混合材料),利用该模型探索了采用双层模型的高低折射率比值代替薄膜中不同结构材料组分比值的有效性,从宏观上用单层模型表征了DLC薄膜的消光系数,获得了单层薄膜的消光系数和折射率。测试了样片的透射率光谱,采用粒子群算法对透射率光谱进行反演计算,得到了无氢DLC薄膜的光学常数。分别采用透射率光谱和Raman光谱验证了椭偏分析模型测试结果的准确性。建立了无氢DLC薄膜制备工艺参数和吸收特性之间的关系,准确表征了无氢DLC薄膜的吸收损耗。研究结果表明,采用粒子群优化算法,初始参数范围的设定直接影响计算结果的准确性,初始参数主要包括膜厚、折射率、消光系数等,其中膜厚的选择对计算结果影响最大;采用椭偏分析技术可以定性表征UBMS技术制备的无氢DLC薄膜的结构组分,其测量准确度与Raman光谱分析的准确度处于同一水平。实验结果表明:采用UBMS技术制备DLC薄膜时,在选定的薄膜制备优化参数范围内,其消光系数随真空度和励磁电流的增大先增大后减小,随靶电流的增大而增大;随着DLC薄膜中ID/IG比例的增加,薄膜的折射率呈上升趋势,吸收系数呈减小趋势。
罗乐,汪毅,储雅琼,高健,方晓东,陶汝华[10](2011)在《氮气压强对脉冲激光沉积类金刚石薄膜和红外光学特性的影响》文中进行了进一步梳理为了研究氮气压强对脉冲激光沉积(PLD)类金刚石(DLC)薄膜和红外光学特性的影响,在脉冲激光沉积类金刚石薄膜的实验过程中,把沉积腔抽真空到10-5Pa,再在沉积腔中分别充入10-3、10-2和10-1Pa的氮气来沉积类金刚石薄膜。用拉曼光谱仪和X射线光电子能谱仪(XPS)对类金刚石薄膜的微结构与组成进行检测分析;用原子力显微镜(AFM)对薄膜的表面形貌进行检测分析;用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对类金刚石薄膜的红外光透射谱进行检测分析。实验结果表明,沉积腔中的氮气压强从10-3Pa增加到10-1Pa时,类金刚石薄膜中sp3键含量增加;C-O和C=O含量减少;石墨晶粒尺寸减小;薄膜表面粗糙度显着增大。与此同时,氮气压强增加还导致类金刚石薄膜对红外光的增透作用减弱、增透范围变窄。
二、类金刚石薄膜的折射率研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、类金刚石薄膜的折射率研究(论文提纲范文)
(2)类金刚石薄膜及其复合结构的制备与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
注释表 |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 类金刚石薄膜的结构及性能 |
1.2.1 类金刚石薄膜的结构 |
1.2.2 类金刚石薄膜的性能 |
1.3 类金刚石薄膜的制备方法 |
1.3.1 弧光放电及磁过滤阴极电弧沉积 |
1.3.2 磁控溅射 |
1.3.3 离子束沉积 |
1.3.4 脉冲激光沉积 |
1.3.5 直流辉光放电等离子体化学气相沉积 |
1.3.6 射频辉光放电等离子体化学气相沉积 |
1.4 类金刚石薄膜的应用前景 |
1.5 本课题研究目的及意义 |
第二章 实验方法和表征原理 |
2.1 实验原料及制备方法 |
2.2 实验装置及步骤 |
2.2.1 实验装置 |
2.2.2 工艺步骤 |
2.3 试样的准备及衬底清洗 |
2.4 实验方案 |
2.4.1 类金刚石薄膜的实验方案 |
2.4.2 DLC/Ag/DLC复合薄膜的实验方案 |
2.5 薄膜的结构及性能表征 |
2.5.1 薄膜形貌表征(AFM) |
2.5.2 薄膜结构表征(Raman Spectroscopy) |
2.5.3 薄膜元素表征(XPS) |
2.5.4 薄膜厚度表征(SEM) |
2.5.5 光学透过率测试(紫外—可见分光光度计) |
2.5.6 光学常数测试(椭偏仪) |
2.5.7 电学性能测试(四探针电阻率测试仪) |
第三章 类金刚石薄膜的制备与性能研究 |
3.1 溅射工艺参数对类金刚石薄膜光学透过率的影响 |
3.1.1 石墨靶溅射功率对类金刚石薄膜光学透过率的影响 |
3.1.2 溅射时间对类金刚石薄膜光学透过率的影响 |
3.2 类金刚石薄膜的形貌及结构分析 |
3.2.1 类金刚石薄膜的表面形貌分析(SEM) |
3.2.2 类金刚石薄膜的结构分析(XRD) |
3.2.3 类金刚石薄膜的组分分析(XPS) |
3.3 辐照对类金刚石薄膜光学透过率的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 氮掺杂类金刚石薄膜的制备及性能研究 |
4.1 氮掺杂类金刚石薄膜的形貌及结构分析 |
4.1.1 不同氮气流量沉积类金刚石薄膜的形貌分析(AFM) |
4.1.2 不同氮气流量沉积类金刚石薄膜的微结构分析(Raman) |
4.1.3 不同氮气流量沉积类金刚石薄膜的组分分析(XPS) |
4.2 氮气流量对类金刚石薄膜光学透过率的影响 |
4.3 辐照对氮掺杂类金刚石薄膜光学透过率的影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 DLC/Ag/DLC复合薄膜的制备及性能研究 |
5.1 制备工艺参数对DLC/Ag/DLC复合薄膜光学透过率的影响 |
5.1.1 银靶溅射功率对DLC/Ag/DLC复合薄膜光学透过率的影响 |
5.1.2 银膜溅射时间对DLC/Ag/DLC复合薄膜光学透过率的影响 |
5.1.3 外层DLC薄膜溅射功率对DLC/Ag/DLC复合薄膜光学透过率的影响 |
5.1.4 外层DLC薄膜溅射时间对DLC/Ag/DLC复合薄膜光学透过率的影响 |
5.1.5 外层DLC薄膜氮气流量对DLC/Ag/DLC复合薄膜光学透过率的影响 |
5.1.6 内层DLC薄膜溅射功率对DLC/Ag/DLC复合薄膜光学透过率的影响 |
5.1.7 内层DLC薄膜溅射时间对DLC/Ag/DLC复合薄膜光学透过率的影响 |
5.1.8 内层DLC薄膜氮气流量对DLC/Ag/DLC复合薄膜光学透过率的影响 |
5.2 DLC/Ag/DLC复合薄膜的形貌及结构分析 |
5.2.1 DLC/Ag/DLC复合薄膜的形貌分析(SEM) |
5.2.2 DLC/Ag/DLC复合薄膜的结构分析(XRD) |
5.3 FDTD软件模拟DLC/Ag/DLC复合薄膜的透光性能 |
5.3.1 不同外层DLC薄膜厚度的DLC/Ag/DLC复合薄膜的光学透过率 |
5.3.2 不同银层厚度的DLC/Ag/DLC复合薄膜的光学透过率 |
5.3.3 不同内层DLC薄膜厚度的DLC/Ag/DLC复合薄膜的光学透过率 |
5.4 DLC/Ag/DLC复合薄膜的透光性能 |
5.4.1 DLC/Ag/DLC复合薄膜的近红外光学透过率 |
5.4.2 辐照对DLC/Ag/DLC复合薄膜光学透过率的影响 |
5.5 DLC/Ag/DLC复合薄膜的电学性能 |
5.6 本章小结 |
第六章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
硕士期间的科研成果及发表的学术论文 |
(3)3~5μm红外窗口增透涂层的制备与性能研究(论文提纲范文)
0 引言 |
1 实验方法 |
1.1 实验设备及方法 |
1.2 样品的表征手段 |
2 结果与讨论 |
3 结论 |
(4)熔盐阳极电沉积碳膜的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 碳膜的结构、分类和性质 |
1.2.1 碳膜的结构 |
1.2.2 碳膜的分类 |
1.2.3 碳膜的性质 |
1.3 沉积碳膜的基体种类 |
1.3.1 金属基体 |
1.3.2 非金属基体 |
1.4 碳源的种类 |
1.4.1 气相碳源 |
1.4.2 液相碳源 |
1.4.3 固相碳源 |
1.5 碳膜的应用 |
1.5.1 碳膜在机械领域的应用 |
1.5.2 碳膜在光学领域的应用 |
1.5.3 碳膜在电子领域的应用 |
1.5.4 碳膜在医学领域的应用 |
1.5.5 碳膜在声学领域的应用 |
1.5.6 碳膜在化学领域的应用 |
1.6 碳膜的制备方法 |
1.6.1 物理气相沉积 |
1.6.2 化学气相沉积 |
1.6.3 电化学沉积 |
1.6.4 碳膜在制备过程中存在的问题及解决办法 |
1.7 本论文的研究目的及内容 |
第2章 实验部分 |
2.1 实验原料及仪器 |
2.1.1 实验原料 |
2.1.2 实验仪器 |
2.2 实验装置 |
2.2.1 电解槽装置 |
2.2.2 熔盐的选择和预处理 |
2.2.3 电极的准备和组装 |
2.3 电化学测试 |
2.3.1 循环伏安法 |
2.3.2 计时电流法 |
2.3.3 动电位极化测试 |
2.4 碳膜的表征 |
2.4.1 碳膜形貌的表征 |
2.4.2 碳膜结构的表征 |
2.4.3 碳膜机械性能的表征 |
2.4.4 碳膜热稳定性的表征 |
第3章 金属Ni基体上阳极氧化电沉积碳膜 |
3.1 引言 |
3.2 C_2~(2-)离子在LiCl-KCl-CaCl_2-CaC_2熔体中电化学行为的研究 |
3.2.1 C_2~(2-)离子在石墨电极上的电化学行为 |
3.2.2 C_2~(2-)离子在Ni电极上的电化学行为 |
3.3 Ni基体上电化学沉积碳膜的研究 |
3.3.1 一步恒电位电化学方法沉积碳膜 |
3.3.2 两步恒电位电化学方法沉积碳膜 |
3.4 碳膜的生长机理及影响因素的研究 |
3.4.1 碳膜在Ni基体上生长机理的研究 |
3.4.2 沉积电位对阳极沉积碳膜的影响 |
3.4.3 沉积温度对阳极沉积碳膜的影响 |
3.4.4 CaC_2的浓度对阳极沉积碳膜的影响 |
3.5 小结 |
第4章 金属Cu基体上阳极氧化电沉积碳膜 |
4.1 引言 |
4.2 C_2~(2-)离子在LiCl-KCl-CaCl_2-CaC_2熔体中电化学行为的研究 |
4.2.1 C_2~(2-)离子在Cu电极上的电化学行为 |
4.2.2 C_2~(2-)离子在附有Ni镀层的Cu电极上的电化学行为 |
4.3 Cu基体上直接电化学沉积碳膜 |
4.4 Cu基体上制备Ni过渡层的研究 |
4.4.1 Cu基体上制备化学镀Ni层 |
4.4.2 Cu基体上制备电镀Ni层 |
4.5 附有Ni层的Cu基体上电化学沉积碳膜及表征 |
4.5.1 附有化学镀Ni层的Cu基体上沉积碳膜及表征 |
4.5.2 附有电镀Ni层的Cu基体上沉积碳膜及表征 |
4.6 小结 |
第5章 金属Ti基体上阳极氧化电沉积碳膜 |
5.1 引言 |
5.2 C_2~(2-)离子在LiCl-KCl-CaCl_2-CaC_2熔体中电化学行为的研究 |
5.2.1 C_2~(2-)离子在Ti电极上的电化学行为 |
5.2.2 C_2~(2-)离子在附有化学镀镍层的Ti电极上的电化学行为 |
5.3 Ti基体上直接沉积碳膜及表征 |
5.4 Ti基体上制备化学镀Ni层的研究 |
5.5 附有化学镀Ni层的Ti基体上沉积碳膜及表征 |
5.6 小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间撰写和发表的论文 |
作者简介 |
(5)类金刚石薄膜的制备及其在太赫兹频段光学性质的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
第1章 类金刚石薄膜概述 |
1.1 碳材料简介 |
1.2 类金刚石薄膜的研究背景 |
1.2.1 DLC薄膜的结构 |
1.2.2 DLC薄膜的性质 |
1.2.3 DLC薄膜的制备 |
1.2.4 DLC薄膜的运用 |
1.3 本文的研究内容和意义 |
1.3.1 本论文的内容和思路 |
1.3.2 本论文的意义 |
参考文献 |
第2章 类金刚石薄膜的制备与表征 |
2.1 基底的洗涤方法 |
2.1.1 玻璃基片的清洗方法 |
2.1.2 硅基片的清洗方法 |
2.2 制备仪器的介绍 |
2.2.1 离子束溅射 |
2.2.2 磁控溅射 |
2.3 表征方法简介 |
2.3.1 厚度的测量 |
2.3.2 电阻率的测量 |
2.3.3 拉曼光谱的测量 |
2.3.4 太赫兹透射谱的测量 |
2.4 太赫兹光学参数的计算 |
2.4.1 无基底样品的太赫兹光学参数的计算 |
2.4.2 有基底样品的太赫兹光学参数的计算 |
参考文献 |
第3章 类金刚石薄膜的拉曼光谱研究 |
3.1 DLC薄膜的拉曼光谱分析方法 |
3.2 离子束溅射制备DLC薄膜的拉曼光谱研究 |
3.2.1 主源离子能量对DLC薄膜影响的研究 |
3.2.2 主源离子束流对DLC薄膜影响的研究 |
3.2.3 辅源离子能量对DLC薄膜影响的研究 |
3.2.4 辅源离子束流对DLC薄膜影响的研究 |
3.2.5 气压对DLC薄膜影响的研究 |
3.3 磁控溅射制备DLC薄膜的拉曼光谱研究 |
3.3.1 气压对DLC薄膜影响的研究 |
3.3.2 功率对DLC薄膜影响的研究 |
3.3.3 厚度对DLC薄膜影响的研究 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第4章 类金刚石薄膜的太赫兹透射光谱研究 |
4.1 硅基底在THz频段的光学参数 |
4.2 工艺参数对DLC薄膜的THz透射谱影响的研究 |
4.2.1 气压对DLC薄膜的THz透射谱的影响 |
4.2.2 功率对DLC薄膜的THz透射谱的影响 |
4.2.3 厚度对DLC薄膜的THz透射谱的影响 |
4.3 本章小结 |
参考文献 |
第5章 总结与展望 |
5.1 工作总结 |
5.2 本论文的主要研究结果 |
5.3 展望 |
硕士期间所发表的论文 |
致谢 |
(6)类金刚石薄膜制备工艺与特性研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外发展现状与分析 |
1.3 类金刚石薄膜的性能与应用 |
1.3.1 DLC 薄膜的机械性能和应用 |
1.3.2 DLC 薄膜的光学性能和应用 |
1.3.3 电学性能及其应用 |
1.3.4 化学性能及其在生物医学领域的应用 |
1.4 制备方法 |
1.5 本论文内容的组织和安排 |
第2章 DLC 薄膜制备工艺研究方案 |
2.1 制备技术与实验装置简介 |
2.1.1 RF-PECVD 技术 |
2.1.2 实验装置介绍 |
2.2 基本参数选择 |
2.3 实验前预处理 |
2.3.1 真空室预处理 |
2.3.2 衬底预处理 |
2.4 工艺流程 |
2.5 实验方案 |
2.6 薄膜的分析测试理论 |
2.6.1 薄膜的光学常数测量 |
2.6.2 薄膜的结构分析 |
2.6.3 薄膜的红外光学性能测量 |
2.6.4 薄膜硬度的测量 |
2.7 本章小结 |
第3章 薄膜制备工艺研究 |
3.1 薄膜的附着力 |
3.2 主要工艺参数对薄膜光学常数和沉积速率的影响 |
3.2.1 射频功率对薄膜光学常数和沉积速率的影响 |
3.2.2 沉积气压对薄膜光学常数和沉积速率的影响 |
3.2.3 气体流量比对薄膜光学常数和沉积速率的影响 |
3.2.4 不同极板间距薄膜光学常数和沉积速率的影响 |
3.3 主要工艺参数对 DLC 结构的影响 |
3.3.1 射频功率对薄膜结构的影响 |
3.3.2 工作气压对薄膜结构的影响 |
3.3.3 气体流量比对薄膜结构的影响 |
3.3.4 极板间距对薄膜结构的影响 |
3.4 主要工艺参数对薄膜硬度的影响规律 |
3.4.1 射频功率对薄膜硬度的影响 |
3.4.2 沉积气压对薄膜硬度的影响 |
3.4.3 气体流量比对薄膜硬度的影响 |
3.4.4 基板间距对薄膜硬度的影响 |
3.4.5 DLC 薄膜抗压性能分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 DLC 红外增透膜系的理论设计与实验验证 |
4.1 膜系设计理论 |
4.2 DLC 膜系设计 |
4.3 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 本论文主要工作 |
5.2 对今后工作的建议和展望 |
参考文献 |
作者简介及在学期间发表的科研论文与研究成果 |
(7)离子束辅助UBMS技术制备DLC薄膜的特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 类金刚石薄膜(DLC)简述 |
1.2.1 类金刚石薄膜(DLC)的结构 |
1.2.2 类金刚石薄膜(DLC)的应用 |
1.2.3 类金刚石薄膜(DLC)的制备 |
1.2.4 类金刚石薄膜(DLC)的性能 |
1.2.5 DLC存在的问题及发展趋势 |
1.3 非平衡磁控溅射技术(UBMS) |
1.3.1 常规磁控溅射 |
1.3.2 非平衡磁控溅射(UBMS) |
1.4 等离子体技术 |
1.4.1 等离子体的基本概念 |
1.4.2 等离子体放电 |
1.4.3 离子束溅射 |
1.4.4 离子束轰击固体表面 |
1.4.5 离子辅助技术 |
1.5 课题研究意义 |
2 实验设备及检测设备 |
2.1 实验设备 |
2.1.1 非平衡磁控溅射设备 |
2.1.2 宽束冷阴极离子源 |
2.2 测试分析方法 |
2.2.1 激光拉曼光谱(Raman) |
2.2.2 傅立叶变换红外吸收光谱(FTIR) |
2.2.3 椭偏仪 |
3 研究内容及正交试验分析 |
3.1 主要研究内容及技术路线 |
3.2 工艺流程 |
3.2.1 工艺参数 |
3.2.2 离子束后续处理实验流程 |
3.2.3 UBMS方法与离子束交替镀制DLC薄膜流程 |
3.3 交试验分析 |
3.3.1 离子束后续处理无氢DLC薄膜正交试验分析 |
3.3.2 UBMS技术与离子束交替镀制无氢DLC薄膜的正交试验分析 |
4 离子束对DLC薄膜的后续处理 |
4.1 离子束后续处理无氢DLC薄膜 |
4.1.1 离子束后续处理的DLC薄膜的折射率和消光系数分析 |
4.1.2 离子束后续处理的DLC薄膜的红外透射光谱分析 |
4.1.3 离子束后续处理的DLC薄膜的粗糙度分析 |
4.1.4 离子束后续处理的DLC薄膜的Raman光谱分析 |
4.2 离子束后续处理含氢DLC薄膜 |
4.2.1 参数的确定 |
4.2.2 离子束后续处理的含氢DLC薄膜的折射率及消光系数分析 |
4.2.3 离子束后续处理的含氢DLC薄膜的红外透射光谱分析 |
4.2.4 含氢DLC薄膜离子束后续处理后粗糙度分析 |
4.3 本章小结 |
5 离子束与UBMS技术交替镀制DLC薄膜 |
5.1 交替镀制DLC薄膜的折射率及消光系数分析 |
5.2 交替镀制DLC薄膜的红外透射光谱分析 |
5.3 本章小结 |
6 结论 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
致谢 |
(8)反应磁控溅射与脉冲电弧制备DLC薄膜技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题的研究目的及意义 |
1.2 类金刚石薄膜概述 |
1.2.1 类金刚石薄膜的微结构 |
1.2.2 类金刚石薄膜的性能及应用领域 |
1.3 氢化类金刚石薄膜 |
1.4 国内外研究现状 |
1.4.1 类金刚石薄膜发展 |
1.4.2 类金刚石薄膜的制备技术 |
1.5 研究的主要内容 |
2 研究技术路线及方案 |
2.1 课题的研究路线 |
2.2 课题方案与可行性论证 |
3 类金刚石薄膜的制备技术研究 |
3.1 脉冲真空电弧离子镀技术 |
3.1.1 脉冲真空电弧离子镀技术 |
3.1.2 脉冲真空电弧离子镀制备DLC薄膜 |
3.2 反应磁控溅射技术 |
3.2.1 非平衡磁控溅射 |
3.2.2 反应磁控溅射 |
3.3 本章小结 |
4 反应磁控溅射制备氢化DLC薄膜 |
4.1 氢化DLC薄膜的制备工艺 |
4.1.1 制备工艺 |
4.1.2 制备过程 |
4.2 氢化DLC薄膜性能表征 |
4.2.1 椭圆偏振法测量光学常数 |
4.2.2 傅里叶变换法测透过率 |
4.2.3 薄膜硬度的测量 |
4.2.4 膜层厚度及表面形貌表征 |
4.3 实验结果与分析 |
4.3.1 反应气体CH_4流量对沉积速率的影响 |
4.3.2 反应气体CH_4流量对光学常数的影响 |
4.3.3 反应气体CH_4流量对样片显微硬度的影响 |
4.3.4 反应气体CH_4流量对样片表面形貌的影响 |
4.4 本章小结 |
5 组合技术制备DLC薄膜 |
5.1 薄膜设计与制备 |
5.1.1 膜系设计 |
5.1.2 薄膜样片制备 |
5.2 薄膜性能分析与评价 |
5.2.1 样片的红外透过率分析 |
5.2.2 薄膜耐磨性评价 |
5.2.3 薄膜的附着性评价 |
5.3 样片退火处理 |
5.4 本章小结 |
6 结论 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
致谢 |
(9)无氢类金刚石薄膜的损耗特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究的背景及意义 |
1.1.1 课题研究的背景 |
1.1.2 课题研究的目的和意义 |
1.2 课题相关国内外研究现状 |
1.2.1 类金刚石薄膜的发展历史 |
1.2.2 类金刚石薄膜的制备技术 |
1.2.3 类金刚石薄膜的结构特性 |
1.2.4 薄膜损耗 |
1.3 研究内容 |
1.3.1 课题来源 |
1.3.2 研究的主要内容 |
1.4 本文内容安排 |
2 研究方案及可行性分析 |
2.1 技术路线 |
2.2 可行性分析 |
3 薄膜吸收系数和组分的测试模型构建 |
3.1 椭偏法测量原理 |
3.2 椭偏法测试模型的建立 |
3.2.1 EMA建模理论 |
3.2.2 主要椭偏模型的测试 |
3.2.3 验证椭偏模型准确性 |
3.3 本章小结 |
4 模型验证分析研究 |
4.1 光度法验证 |
4.1.1 光度法原理 |
4.1.2 粒子群优化算法反演运算透射光谱 |
4.1.3 算法验证实验 |
4.1.4 数据比较与模型验证 |
4.2 组分分析对比验证 |
4.3 本章小结 |
5 DLC薄膜损耗测试实验方案与结果分析 |
5.1 样片的制备 |
5.1.1 工艺参数的选择 |
5.1.2 工艺流程 |
5.2 单因素试验 |
5.2.1 非平衡磁控溅射的单因素试验 |
5.2.2 脉冲真空电弧技术的单因素试验 |
5.3 多因素试验方案 |
5.3.1 评价消光系数的正交实验设计 |
5.3.2 评价薄膜化学成分的正交实验设计 |
5.4 消光系数与sp~3/sp~2比例、折射率之间的关系 |
5.5 DLC薄膜损耗特性分析 |
5.6 本章小结 |
6 结论 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
致谢 |
(10)氮气压强对脉冲激光沉积类金刚石薄膜和红外光学特性的影响(论文提纲范文)
1 引 言 |
2 实验与方法 |
3 实验结果 |
4 结 论 |
四、类金刚石薄膜的折射率研究(论文参考文献)
- [1]基于透射光谱的类金刚石膜光学参数反演[J]. 王贵全,张锦荣,邵毅,郑万祥,唐莹娟,胡中,姜兴平,李彦生,李伟,王乔方,字正华. 红外技术, 2021(05)
- [2]类金刚石薄膜及其复合结构的制备与性能研究[D]. 王洪美. 南京航空航天大学, 2019
- [3]3~5μm红外窗口增透涂层的制备与性能研究[J]. 王浩,曾宪光,孙德恩,裴晨蕊,黄佳木. 红外技术, 2017(08)
- [4]熔盐阳极电沉积碳膜的研究[D]. 陈莹. 东北大学, 2017(01)
- [5]类金刚石薄膜的制备及其在太赫兹频段光学性质的研究[D]. 郭金权. 首都师范大学, 2013(02)
- [6]类金刚石薄膜制备工艺与特性研究[D]. 陈林林. 中国科学院研究生院(光电技术研究所), 2013(01)
- [7]离子束辅助UBMS技术制备DLC薄膜的特性研究[D]. 王超. 西安工业大学, 2013(04)
- [8]反应磁控溅射与脉冲电弧制备DLC薄膜技术研究[D]. 张艳茹. 西安工业大学, 2013(04)
- [9]无氢类金刚石薄膜的损耗特性研究[D]. 夏方园. 西安工业大学, 2012(07)
- [10]氮气压强对脉冲激光沉积类金刚石薄膜和红外光学特性的影响[J]. 罗乐,汪毅,储雅琼,高健,方晓东,陶汝华. 中国激光, 2011(09)