磁控溅射制备氮化铜及锰掺杂氮化铜薄膜的研究

摘要

氮化铜薄膜具有良好的光电性能，其具有低温热分解性、高电阻率,且无毒、原材料价格便宜,常温下在空气中非常稳定的特点。
　　本文采用射频反应磁控溅射制备氮化铜薄膜，研究其在不同溅射功率下薄膜的结晶、光学、电学等性质与薄膜结构、溅射功率的关系，进一步探究了制备硅基底氮化铜薄膜制备的最优化条件，并进一步的分析了其更深层的变化规律和机理。为进一步改进制备氮化铜的工艺，甚至掺杂改性提供方向。我们借用 X射线衍射仪对所得的氮化铜薄膜的样品进行结构表征；用扫描电子显微镜对样品的表面形貌进行观测、分析；采用了四探针测电阻率的方法分析了薄膜的电阻率；最后使用紫外可见分光光度计测量薄膜的反射光谱以分析其的光学特性,进一步分析了的研究了制备的薄膜样品的电学性质。
　　该论文还通过磁控溅射对锰掺杂氮化铜的制备、对其结构、电学性质、力学性质、光学性质和磁学性质进行了研究。通过制备条件选择氮化铜最优结构，为锰掺杂条件的确定奠定了基础，XRD分析表明，所有这些材料组成了氮化铜晶体的反ReO3结构并表现出[111]择优取向。比较不同锰含量掺杂Cu3N薄膜的电阻率和光学性质，可以得出薄膜的光电性能、显微硬度和Mn掺杂样品的磁特性会随着锰的沉积发生改变。分析了锰掺杂氮化铜薄膜磁性变化的原因，要想找到确切能提高锰掺杂氮化铜的高效工艺条件还需要以后进一步的工作研究。

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第一章 绪论

1.1 Cu3N薄膜的概述

1.2 Cu3N薄膜的研究进展

1.3本论文的选题意义及研究内容

第二章 Cu3N薄膜的制备和表征

2.1 Cu3N薄膜常见的制备方法

2.2 本论文实验材料的制备方法

2.3本论文涉及的表征方法

2.4 本章小结

第三章 溅射功率对射频磁控溅射制备Cu3N薄膜结构性能的影响

3.1改变溅射功率制备Cu3N薄膜

3.2 薄膜结构分析

3.3薄膜表面形貌

3.4薄膜电阻率

3.5薄膜显微硬度

3.6本章小结

第四章 Mn掺杂对磁控溅射制备Cu3N薄膜的研究

4.1 Mn掺杂Cu3N薄膜的制备方法

4.2 Cu3NMnx 薄膜的EDS分析

4.3 Cu3NMnx 薄膜的结构分析

4.4 Cu3NMnx 薄膜的表面形貌

4.5 Cu3NMnx 薄膜的显微硬度

4.6 Cu3NMnx薄膜的电阻率

4.7 Cu3NMnx 薄膜的光学性质

4.8 Cu3NMnx 薄膜的磁性研究

4.9本章小结

第五章 结论和展望

5.1 结论

5.2 有待进一步研究的问题

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文及专利

附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢