磁控溅射tinicu形状记忆合金薄膜的研究

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1、分类号UDC密级．⋯公⋯最多毋庐夕擎硕士研究生学位论文磁控溅射TiNiCu形状记忆合金薄膜的研究申请入：学号：培养单位：学科专业：研究方向：指导教师：完成日期：董志远2111276电子工程学院微电子学与固体电子学功能材料与器件张辉军副教授2014年03月28日中文摘要本文采用射频磁控溅射法制备了TiNiCu形状记忆合金薄膜，并对溅射功率和溅射压强对薄膜表面形貌的影响进行了较为系统地分析，优化了溅射工艺参数，同时又系统地分析了薄膜晶化热处理后的相变点、相变滞后，并且测试了薄膜的驱动能力。通过制备薄膜和对薄膜组织性能的研究，目的是为了获得驱动能力强、驱动效果明显且响应速度快的形

2、状记忆合金薄膜，而该种薄膜材料有望成为徼系统驱动器的理想材料。该论文中利用原子力显微镜(AFM)以及扫描电子显微镜(SEM)对薄膜的表面形貌、表面质量进行了分析；采用X射线衍射对薄膜的成分及薄膜组织结构进行了分析；并通过DSC法对薄膜的相变点、相变滞后进行了测定：获得以下结果。(1)靶材中各元素的溅射阂值及溅射率的不同使得实验中获得的TiNiCu薄膜中的各元素成分比例相比于靶材有一定的偏差，Ti的溅射率较小，因此，在实验过程中除了要在等原子比的TiNi靶材上加纯Cu片以外，还需要添加一定量的纯Ti片。通过对靶材成分的调整，获得了原子百分比为Ti：Ni：Cu=49：47：4的

3、薄膜。(2)对不同溅射参数下的TiNiCu薄膜的表面形貌进行分析，通过AFM和SEM进行观察发现，薄膜的表面粗糙度随溅射功率的增加而增加，随着溅射压强的增加而减小；薄膜的厚度随着溅射功率先增加在减小。并对溅射工艺参数进行了优化，优化溅射参数后获得的薄膜质量良好。(3)优化溅射工艺参数后的薄膜在650"C下真空退火1h后完全晶化。DSC分析结果为Ms为331K，Mf为318K，As为329K，Af为340K相变滞后为llK，薄膜的相交滞后明显变小，薄膜在室温下处于马氏体相。并且在温度达到相交点温度时薄膜发生形变，且形变效果明显。关键词：形状记忆合金：TiNiCu薄膜：射频磁控

4、溅射黑龙江大学硕士论文AbstractInthispaper,itmadeTiNiCushapememoryalloyfilmonglassbaseusingRadioFrequencyMagnetronSputteringandsystematicallyanalyzedinfluenceofsputterparameterstofilmquality．Atthesametime，thispaperalsooptimizedsputteringtechnologyandsystematicallyanalyzedtransformationtemperature，tran

5、sformationhysteresisanddeformationofthinfilmaftercrystallizationheat-treated．Throughpreparationfilmsandsutdyingstructurepropertyoffilms，thepurposeistoobtainshapememoryalloyfilmwhichhasstrongerdriverabilityandfastrespondingspeed．Anditishopedtobeanidealmaterialofmicrosystemdriver．Thispaperus

6、edAFMandSEMtoanalyzesurfacetopographyandqualityofthefilm．ByXRDwecanconfu-mandanalyzecompositionofthefilm．ThenItestandanalyzetransformationtemperatureandtransformationhysteresis．Atlast，obtainthefollowingresults．(1)Becausethesputteringyieldofeachelementinthetargetmaterialisdifferent，theeleme

7、ntcompositionproportionoftheTiNiCufilmobtained仔omtheexperimenthasacertaindeviationoftarget．ThesputteringyieldofTiislittle．Therefore，intheprocessofexperiment，weshouldnotonlyputpureCuslicesontheTiNitargetmaterialwithsameatomicratio，butalsoneedtoaddacertainamount