气相合成！#$超微粒薄膜研究.PDF

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !# $ %%!# ’! ( $ ()* $ + 气相合成 超微粒薄膜研究 !#$ 陆 慧， 王亮兴， 贺黎明， 滕月莉， 潘孝仁 （华东理工大学物理系，上海 ’’#%） 摘 要： 用直流气体放电活化反应蒸发法在玻璃基片上沉积的 超微粒薄膜，研究其过程中 96:’ 各工艺参数对薄膜结构的影响及作用机理。结果表明， 超微粒薄膜粒径随氧分压增加而增 96:’ 大；蒸镀时间的延长有助于 的生成，也使薄膜发生晶化；而增加放电电压，则薄膜出现外延单 96:’ 晶生长趋势。 关键词： ；超微粒薄膜；结构 96:’ 中图分类号：:(;(5( 文献标识码： % 前 言 超微粒薄膜的性能非常敏感地依赖于薄膜的成份分布和细微结构。制造工艺的微 96:’ 小不同，都会带来薄膜性能的较大差别［!］。在 超微粒薄膜气敏材料的实用化进程中，制 96:’ 备方法、工艺条件对薄膜结构和性质的影响规律一直是十分活跃的研究课题之一［’ $ (］。我们 设计改制的直流气体放电活化反应蒸发装置，设备工艺及实验操作比较简单，兼具蒸发、溅射 和化学反应三者特点，沉积出的 超微粒薄膜对乙醇具有良好的气敏特性［+］。采用这种方 96:’ 法镀膜时，影响膜层结构、性质的工艺参数较多，但易于控制。为有效设计和控制 超微粒 96:’ 薄膜的细微结构，提高薄膜性能的一致性，本文将着重研究用直流气体放电活化反应蒸发法气 相合成 超微粒薄膜时，氧气分压、放电电压、基底温度、蒸镀时间等工艺参数的变化对薄 96:’ 膜显微结构的影响，并对其???理作初步探讨。 $ 实验方法 采用直流气体放电活化反应蒸发沉积超微粒薄膜时，我们以洁净载玻片作为制膜基底，蒸 发源为纯度大于 **=的金属锡粉。在高真空背景下，加热基底，注入适量氧气，并在所需气压 值上维持动态平衡。对放电环加以负高压，使氧气等离子化，在放电环附近产生紫红色辉光放 电。再对蒸发源通以大电流，使金属锡在氧气等离子体中蒸发并与之发生活化反应，在基片上 沉积出氧化锡超微粒薄膜。本文将蒸发源温度控制在 !’左右，舟与基片距离 *5 + ?-，基 底加热温度 ’左右，分别改变氧气分压、放电电压和蒸镀时间等工艺参数。采用 @ 射线衍 射（@AB，日本理光，A/C.D2 BEF GH）及扫描电镜（9,E，英国 I.-JK/LC7 9 $ ’+EM#），分析研究 所得氧化锡超微粒薄膜的晶体结构和表面形貌。 在各种工艺条件制备的薄膜中，我们筛选出 ( 种典型样品（见表 ! 所示）进行分析讨论。 通讯联系人， ： ,-./0 12/023 41!)#5 678 收稿日期：’ $ !! $ ’(；修回日期：’! $ % $ *。 第 期 陆慧等：气相合成