磁控溅射金属薄膜的制备

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1、磁控溅射薄膜金属的制备黎明烟台大学环境与材料工程学院山东烟台111E-mail:1111111@qq.com摘要:金属与金属氧化物在气敏、光催化与太阳能电池等方面有着极为重要的应用，通过磁控溅射法制备的金属氧化物薄膜，具有纯度高、致密性好、可控性强、与基底附着性好等优点，因此磁控溅射技术被广泛应用于工业化生产制备大面积、高质量的薄膜。我们通过磁控溅射法制备了氧化铜纳米线阵列薄膜，并研究了其气敏性质；除此之外，我们还通过磁控溅射法制备了TiO2/WO3复合薄膜，研究了两者之间的电荷传输性质关键词：磁控溅射;气敏性质;光电性

2、质MagnetronsputteringmetalfilmpreparationLiMingEnvironmentalandMaterialsEngineering,YantaiUniversityShandongYantai111E-mail:1111111@qq.comAbstract:GAasMetalandmetaloxidehaveimportantapplicationsingas-sensing,photocatalystandphotovoltaics,etc.Themetaloxidefilmprepa

3、redbymagnetronsputteringtechniquepossessesgoodqualities,suchashighpurity,goodcompactness,controllabilityandexcellentadhesion.Thereforemagnetronsputteringtechniqueiswidelyusedtopreparelargeareaandhighqualityfilmsinindustrialproduction.Inourwork,CuOnanowires(NWs)ar

4、rayfilmsweresynthesizedbymagnetronsputtering.Theirgas-sensingpropertieswerealsoinvestigated.Exceptthis,WO3/TiO2nanocompositefilmsweresynthesizedbymagnetronsputteringandtheirdynamicchargetransportpropertieswereinvestigatedbythetransientphotovoltagetechnique.KeyWor

5、ds:GmagnetronSputtering,Photo-electricProperties,Gas-sensingProperties1绪论磁控溅射由于其显著的优点应用日趋广泛，成为工业镀膜生产中最主要的技术之一，相应的溅射技术与也取得了进一步的发展!非平衡磁控溅射改善了沉积室内等离子体的分布，提高了膜层质量；中频和脉冲磁控溅射可有效避免反应溅射时的迟滞现象，消除靶中毒和打弧问题，提高制备化合物薄膜的稳定性和沉积速率；改进的磁控溅射靶的设计可获得较高的靶材利用率；高速溅射和自溅射为溅射镀膜技术开辟了新的应用领域。随

6、着科技的发展，器件的小型化、智能化、集成化、高密度存储和超快传输对材料尺寸的要求越来越小，对器件的制造技术提出了更高的要求，新材料的产生与新技术的发展对今后社会发展、经济振兴、国力增强具有强有力的影响。而纳米材料由于具有特殊的物理和化学性能，对其的研究从上世纪80年代末逐渐兴起，并成为当今新材料领域中最富活力，对未来经济和社会发展有着重要影响的研究对象。特别是金属氧化物纳米材料由于在在电子、食品、生物、医学等行业有着广阔的应用而倍受关注[1]。基于磁控溅射法，我们主要开展了以下三个方面的工作：(1)采用磁控溅射法在掺氟二

7、氧化锡导电玻璃（FTO）衬底上溅射金属铜薄膜，所制备的Cu薄膜通过在管式炉中退火氧化生长，可得到CuO纳米线阵列薄膜。用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）对其形貌和结构进行了表征，并研究了这种通过磁控溅射法得到的CuO纳米线阵列薄膜对CO和H2S的气敏性质，研究结果表明：CuO纳米线阵列薄膜在250℃时对CO气体具有最强的气敏响应[2]，并且当CO浓度增大时其气敏响应明显增强；而对于H2S气体，在常温下CuO纳米线阵列薄膜能够对低浓度的H2S气体响应，说明这种CuO纳米线

8、阵列薄膜可以在常温、低浓度下探测H2S气体；与CO气体不同的是：当测试温度升高时，其电阻值在H2S气体氛围中迅速减小，我们对这种异常的电阻变化现象进行了解释。(2)采用双极脉冲磁控溅射法制备了TiO2、WO3与TiO2/WO3复合薄膜，我们采用瞬态光电压谱技术研究了三种薄膜在光照下光生电荷的动态传输特性，对于TiO2