多相合金薄膜的扫描开尔文显微镜研究

摘要

在不同的工作模式下，运用原子力显微镜，不但可获得样品表面高分辨率形貌，同时还可以获得与形貌结构对应的力学、化学、电学等物性的信息，使与形貌结构对应的物性在纳米尺度上的变化成为可视的。 本文在查阅大量相关文献的基础上，提出在各种具有相分离结构的合金材料研究中，发展一种对组分敏感，能同时获得高分辨率的形貌和组分物性相关的分布像技术的必要性。利用高分辨率的原子力显微术在开尔文探针技术模式下研究了具有相分离结构的合金薄膜的特征。 论文首先阐述了扫描开尔文力显微术的工作原理以及应用领域。研究了扫描参数和开尔文力显微镜成像质量间的相互关系。发现扫描参数的正确设置对获得高质量的开尔文力显微镜像至关重要，并且扫描参数的设置与具体的样品表面状况相关。 作为辅助和对照分析手段，用X射线衍射和扫描电子显微镜分析了样品的结构和表面形貌。铜铅磁控共溅射沉积的薄膜主要是由金属颗粒组成，薄膜表面存在它们的氧化物薄层。 研究了不同比例的铜铅合金在不同的沉积温度和后续热处理温度条件下粒子的生长，利用SolverP47的图像分析软件对具有相分离结构的铜铅合金薄膜样品表面形貌的粗糙度和表面电势差分布进行了分析，获得了晶粒尺寸、与成分分布相关的表面电势差分布和薄膜沉积温度、热处理工艺间的关系。 用SKM分析了化学镀钴磷薄膜样品。获得了高分辨率的微区形貌及与组分分布相关的表面电势差分布像，用SKM方法分析了镀层的截面，测得了镀层的厚度。 本文工作表明：SKM技术可以同时获得材料表面高分辨率形貌和高分辨率的组分分布，有利于材料微区的物理化学性能分析，有广泛应用的前景。

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文摘

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论文说明：插图索引、附表索引

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第1章绪论

第2章Solver P47和双室多功能磁控溅射仪

第3章扫描开尔文力显微术

第4章多相合金的SKM研究

第5章化学镀层的SKM研究

结论

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录