离子束辅助沉积

摘要： 利用离子束辅助沉积方法在Si片上沉积Ta/Zr薄膜,研究辅源离子能量对薄膜表面形貌和粗糙度的影响,通过扫描电镜和光学表面轮廓仪对其表面形貌和粗糙度进行表征。实验结果表明:辅源离子能量对薄膜的生长有很大的影响。Ta/Zr薄膜的沉积速率随着辅源能量的增加而减小,表面粗糙度随着辅源能量的增加先减小后增加,在离子能量为200 eV时,沉积得到的Ta/Zr薄膜较好,这主要因为在溅射过程中,适当的辅源离子能量可促进原子在薄膜表面的迁移,从而减少空隙的生成,引起薄膜表面致密化。在此基础上将该制备工艺固化并应用到栅控脉冲行波管中,该应用得到了较好的效果。

摘要： 第二代高温超导YBCO带材具有优异的无损电传输性能,是当前实用化超导材料研究的热点之一.YBCO超导带材的关键是实现双轴织构,在常用的3种双轴织构技术中,IBAD(离子束辅助沉积技术)由于织构度高、金属基带成本低、生产效率高而被广泛使用.有研究资料表明,金属基带表面的平坦程度直接影响IBAD-MgO薄膜织构.因此,为获得织构优良的IBAD-MgO薄膜,必须对金属基带表面进行平坦化处理.化学溶液法对金属基带进行平整化是近几年新兴的金属基带表面优化方式,具有低成本、高效率、材料利用率高、易于产业化和环境友好等优势,已成为各国科学家研究的热点.本文系统地介绍了化学溶液法的发展历史、原理,以及近几年国际上主流研发单位的最新研究进展.

摘要： 在金刚石(001)基底上,在400°C、600°C和900°C温度条件下外延生长高质量的c-BN薄膜.在不同的沉积温度下的薄膜生长过程中掺入Si,实现了n型原位掺杂.Si的浓度随着生长温度的降低而升高.系统地研究了不同的沉积温度和Si浓度对于c-BN外延薄膜导电性能的影响.结果表明,在420°C下掺杂得到的薄膜电阻率低于在更高温度下制得的薄膜的电阻率.电子输运性能对于温度的依赖性以及其相应的理论拟合的结果表明,Si掺杂薄膜的激活能大约是0.3 eV,提高Si的掺杂浓度可以提高深能级受主的补偿作用.

摘要： 低成本制备高性能第二代高温超导带材是实现其产业应用的基础。离子束辅助沉积技术由于具有对金属基带材料依赖弱、产生的织构度高、生产速度快等优点而被广泛使用。在该工艺中，如何获得原子级平整的金属基底，进而获取优良织构的缓冲层一直是科学家关注的焦点。近年来，溶液沉积平整化(SDP)作为一种新型的基底平整化处理方式，以其特有的成本低廉、生产高效等优势越来越被各国所重视。系统地介绍了 SDP 工艺的发展历史和基本原理，总结了近几年来国内外科研机构对 SDP工艺研究的主要内容及最新进展。%Fabrication of low-cost second generation high temperature superconducting tapes with high-per-formance is the foundation of industrial application.Among all the fabrication routes,ion beam assisted deposition has been widely used due to its weak dependence on materials of mentallic substrate,high aligned texture formation,high throughput and so on.In this process,obtaining atomically flat metal substrate and the formation of excellent textured buffer layer are the key points.Solution deposition planarization (SDP),as a new route to planarize the substrate,has attracted more and more attention over the world because of the low-cost,high throughput and other typical advanta-ges.This paper briefly reviews the history and the principles of the SDP technique,and highlight the latest research achievements of SDP at home and abroad.

摘要： 首先利用TFCalc薄膜软件进行了膜系设计和优化,然后采用国产真空镀膜机WTS800/1000,通过离子束辅助沉积技术在Bk7基体上交替镀制了Ta2O5和SiO2两种高低折射率的材料.当光满足布儒斯特角入射时,在波长为650nm处实现了P光和S光的偏振分离.制备后的成品在Lambanda750测试系统进行了偏光性能的测试.测试结果表明:透射率曲线与理论设计曲线吻合得很好,透射P光的消光比达到284:1.

摘要： 采用离子束沉积方法(IBAD)制备高温超导涂层导体的钇稳定氧化锆(YSZ)缓冲层中已发现了YSZ薄膜中生长过程中会出现(001)和(011)取向竞争,该文在IBAD-YSZ薄膜的研究中,选取较弱的辅助离子束流和能量,发现随着束流的变化薄膜从(011)的纤维织构向(001)双轴织构的逐步过渡,这说明辅助束离子在薄膜生长过程中作用非常明显;这一现象除了选择性溅射模型和各向异性破坏模型能解释外,表面自由能和辅助离子束产生的沟道效应相互竞争的作用也可解释取向竞争现象.

摘要： 通过大量数据分析电磁场对等离子体源性能的影响,采用ANSYS有限元分析软件对等离子体源的静态电磁场进行模拟分析,应用SIMION静电透镜模拟软件对等离子体源进行粒子运动轨迹仿真验证和改进,最终得出结论管形结构的空心阴极等离子源结构简单,所得粒子运动轨迹较为均匀,但是粒子出射效率较低。平行结构空心阴极的等离子体源,结构新颖,选用边部向上弯曲的平行圆盘,并在上部放置一个永磁铁,此结构不但能够使得电子从四周逸出而且效率和速度也得到极大提高。

摘要： 高温超导电缆的开发正成为全球的研究热点。钇钡铜氧(YBCO)高温超导涂层导体作为高温超导电缆的载流层材料,各国正对其进行长带化研究。作为典型的真空沉积技术,溅射法在制备YBCO缓冲层材料中发挥了巨大的作用。本文介绍了溅射法的分类,重点介绍了射频溅射、磁控溅射和离子束辅助沉积技术。随着薄膜材料研究的深入,溅射法必将在包括超导在内的材料领域发挥更大的作用。

摘要： 采用离子束辅助沉积技术（IBAD）在金刚石等衬底上预沉积一层AlN 同质过渡层，然后利用脉冲反应磁控溅射在过渡层上沉积AlN 薄膜。结果表明，该同质过渡层明显增强了AlN 薄膜的c 轴取向度。在XRD 图谱上，（002）峰衍射强度增高，（100）、（101）等衍射峰消失。AlN 薄膜生长模式由于同质过渡层的引入发生变化，由三维岛状生长趋向于二维外延生长，从而呈现c 轴择优取向。

摘要： 采用离子束辅助沉积技术（IBAD）在金刚石等衬底上预沉积一层AlN 同质过渡层，然后利用脉冲反应磁控溅射在过渡层上沉积AlN薄膜。结果表明，该同质过渡层明显增强了AlN 薄膜的c 轴取向度。在XRD 图谱上，（002）峰衍射强度增高，（100）、（101）等衍射峰消失。AlN 薄膜生长模式由于同质过渡层的引入发生变化，由三维岛状生长趋向于二维外延生长，从而呈现c 轴择优取向。

摘要： 文中阐述了离子源在离子束清洗和离子束辅助薄膜沉积(IAD)中的应用;通过分析离子束辅助沉积过程中的能量传递过程,讨论了各种工艺条件对离子束辅助沉积薄膜特性的影响,给出了离子束辅助沉积薄膜工艺选择的相应准则.

摘要： 本文采用斜离子束辅助沉积(IBAD)方法制备了Co80Nb20合金薄膜,研究了离子束入射角度对薄膜结构、组织及磁性能的影响.结果表明:当离子束入射角度小于30°时形成fcc亚稳合金薄膜,入射角增大到30°后转变为hcp固溶体;Co80Nb20薄膜均表现出平面易磁化特征,在入射角小于75°时Co80Nb20薄膜矫顽力较小;当离子束入射角度增大到75°后,薄膜在平行膜面方向矫顽力明显增大,而垂直膜面方向矫顽力减小.从理论上讨论了离子束入射角度对原子混合、热峰效应、薄膜内应力及亚稳结构形成的影响.

摘要： 本文叙述了近几年国内外的研究进展，包括激光高反膜几种不同的制备工艺，如电子束蒸发沉积、离子束辅助沉积、离子束溅射沉积和溶胶-凝胶沉积法等，分析了各种制备方法及工艺的特点；针对高反膜的抗激光损伤阈值低从而影响激光器输出功率的问题，讨论了提高损伤阈值的途径；最后归纳了各种制备工艺的优缺点，并探讨了进一步提高薄膜反射率的可能性。

摘要： 为了得到高损伤阈值基频减反膜的制备方法，研究了阶段离子束辅助制备方式对薄膜性质的影响。首先采用电子枪蒸发及离子束辅助沉积制备了氧化铪及氧化硅单层膜，采用阶段离子束辅助沉积及全程非离子束辅沉积制备了基频减反膜。对所有样品的弱吸收、残余应力、激光损伤阈值进行了测量。结果发现相对最子枪热蒸发制备的样品.离子束辅助沉积的单层膜具有大的弱吸收、减小的张应力或增加的压应力、低的激光损伤阈值：相对电子枪热蒸发沉积制务的样品，阶段离了束辅助沉积制备的减反膜剩余应力变小，弱吸收销微增加，激光损伤阈值从10.91 J/cm增加到18J/cm2。分析表表明，离了束辅助沉积方式在引入提高样品激光损伤阈值的有利因素同时，也引入了不利因素，阶段离子束辅助沉积在引入有利因素的同时，有效减少了不利因素的引入，从而可提高样品的激光损伤阀值。

摘要： 使用离子束辅助沉积(IBAD)的方法,在医用不锈钢317L的基底上制备TiN/Ag多层膜。在TiN/Ag多层膜具有良好的抗菌性和抗腐蚀性的研究基础上,通过细胞毒性试验和溶血试验评价了TiN/Ag多层膜的生物相容性。试验结果表明：TiN/Ag多层膜样品的细胞毒性等级在0～1之间；溶血率＜5％,符合生物医学材料的标准.这些说明TiN/Ag多层膜不仅具有抗菌性和抗腐蚀性,而且具有良好的生物相容性。

摘要： 从0到接近90°改变离子束入射角度,用离子束辅助沉积制备了Co-Cu合金薄膜.当离子束入射角度为45°时,获得了强织构的面心立方相亚稳相.对于入射角15°到60°的样品,垂直于离子束入射平面的方向易磁化.斜离子束在制备过程中起到了混合效应和沟道效应的作用.

摘要： 本工作在金刚石(001)基底上在400°C,600°C和900°C温度下外延生长高质量的c-BN薄膜.在不同的沉积温度下的薄膜生长过程中掺入Si,实现了n型原位掺杂.Si的浓度随着生长温度的降低而升高.系统地研究了不同的沉积温度和Si浓度对于c-BN外延薄膜导电性能的影响.结果表明,在420°C下掺杂得到的薄膜电阻率低于在更高温度下制得的薄膜的电阻率.电子输运性能对于温度的依赖性以及其相应的理论拟合的结果表明,Si掺杂薄膜的激活能大约是0.3eV,提高Si的掺杂浓度可以提高深能级受主的补偿作用.

摘要： 本工作在金刚石(001)基底上在400°C,600°C和900°C温度下外延生长高质量的c-BN薄膜.在不同的沉积温度下的薄膜生长过程中掺入Si,实现了n型原位掺杂.Si的浓度随着生长温度的降低而升高.系统地研究了不同的沉积温度和Si浓度对于c-BN外延薄膜导电性能的影响.结果表明,在420°C下掺杂得到的薄膜电阻率低于在更高温度下制得的薄膜的电阻率.电子输运性能对于温度的依赖性以及其相应的理论拟合的结果表明,Si掺杂薄膜的激活能大约是0.3eV,提高Si的掺杂浓度可以提高深能级受主的补偿作用.

摘要： 氮离子束辅助电弧离子镀沉积TiAlN膜层工艺，采用的设备是氮气离子镀深积，包括将工件用乙醇溶液清洗后放入该机真空室内的转盘上，对真空室抽真空至10-2～10-3Pa，启动旋转机构，使转盘转动，向真空室和气体离子源室充氮气，对工件施加负偏压-550V，对进入气体离子源室的氮气施加电压12kV，电流强度6mA，对工件表面氮离子轰击15min。将钛铝合金靶蒸发并电离，进行膜层沉积。再向真空室内通入压强为3×102Pa氮气，进行12min的氮气保护等工艺步骤。本发明有效地降低了膜层中“大颗粒”的数量和尺寸，明显地提高了膜层的显微硬度和膜层与基体的结合力，为制备高质量的尤其是纳米尺度的功能膜层提供了理论基础和技术支持。

摘要： 本发明提供一种离子束辅助溅射装置，其具有：靶材；向该靶材照射溅射离子、轰击出靶材构成粒子一部分的溅射离子源；设置用于堆积从靶材上轰击出的粒子的基材的成膜区域；相对于设置在该成膜区域的基材的成膜面的法线方向，从斜向照射辅助离子束的辅助离子束照射装置；所述溅射离子源具有多个离子枪，它们排列成可从所述靶材的一侧端部到另一侧端部照射溅射离子束，所述多个离子枪的用于产生溅射离子束的电流值分别设定。

摘要： 氮离子束辅助电弧离子镀沉积TiAlN膜层新工艺，采用的设备是氮气离子镀深积，包括将工件用乙醇溶液清洗后放入该机真空室内的转盘上，对真空室抽真空至10－2～10－3Pa，启动旋转机构，使转盘转动，向真空室和气体离子源室充氮气，对工件施加负偏压－550V，对进入气体离子源室的氮气施加电压12KV，电流强度6mA，对工件表面氮离子轰击15min。将钛铝合金靶蒸发并电离，进行膜层沉积。再向真空室内通入压强为3×102Pa氮气，进行12min的氮气保护等工艺步骤。本发明有效地降低了膜层中“大颗粒”的数量和尺寸，明显地提高了膜层的显微硬度和膜层与基体的结合力，为制备高质量的尤其是纳米尺度的功能膜层提供了理论基础和技术支持。

摘要： 本发明公开了一种应用于离子束抛光系统的离子束确定性添加装置，包括支撑架、支撑架中装设的离子源和受该离子源发出的离子束轰击的靶材，支撑架包括有固定靶材的靶材固定夹具，支撑架上设置有用于截取靶材溅射原子流的光阑；支撑架底部装设有用于安装至离子束抛光系统的安装法兰。本发明还公开了一种离子束抛光系统，包括真空室以及相互连接的运动系统和离子源系统，离子束抛光系统中设有前述添加装置，正对添加装置的离子束发射方向布置有材料去除工艺用夹具，正对添加装置的溅射原子流方向布置有材料添加工艺用夹具。本发明的装置结构简单、制作安装方便，可有效改善光学元件的表面粗糙度、修正光学镜面中高频误差。

摘要： 一种基于离子束辅助纳米叠层解决电子束沉积薄膜龟裂的方法，首先通过计算获得纳米叠层周期数，利用离子束辅助沉积技术在基底表面沉积高、低折射率交替的纳米叠层，该离子束辅助纳米叠层薄膜呈现压应力，且其中每层膜的厚度仅为几个纳米；然后利用电子束沉积技术沉积功能膜层，以满足薄膜特定的功能要求。本发明能够解决电子束沉积薄膜在特定使用环境发生薄膜龟裂的问题，适用于任意折射率的光学玻璃基底，提升了应力调控的范围、膜系设计和制备的灵活度、镀膜设备的适用性，并降低了对薄膜激光损伤阈值的影响。

摘要： 本发明公开了一种聚焦离子束辅助沉积加工的结构高度计算方法，该方法包括：在前驱气体扩散模型中添加以下属性：是否扩散指数if_diff，前驱气体吸附概率pres；在连续元胞自动机内捕捉已有结构的轮廓，并将其对应在前驱气体扩散模型中的单元属性的是否扩散指数置为0；根据已有结构轮廓，和气相管参数，确定阴影遮挡区域；在阴影遮挡区域内，生成阴影遮挡区域函数，改变前驱气体吸附概率；在前驱气体扩散模型中，分别计算前驱气体吸附，扩散，分解，自解吸；生成阴影效应下的离子束照射区域内的前驱气体分布；计算加工结构受到阴影效应影响的条件尺寸；将阴影效应进行可视化。

摘要： 一种基于离子束辅助纳米叠层解决电子束沉积薄膜龟裂的方法，首先通过计算获得纳米叠层周期数，利用离子束辅助沉积技术在基底表面沉积高、低折射率交替的纳米叠层，该离子束辅助纳米叠层薄膜呈现压应力，且其中每层膜的厚度仅为几个纳米；然后利用电子束沉积技术沉积功能膜层，以满足薄膜特定的功能要求。本发明能够解决电子束沉积薄膜在特定使用环境发生薄膜龟裂的问题，适用于任意折射率的光学玻璃基底，提升了应力调控的范围、膜系设计和制备的灵活度、镀膜设备的适用性，并降低了对薄膜激光损伤阈值的影响。

摘要： 本发明涉及一种采用聚焦离子束辅助沉积产生微纳复合三维结构的增材制造方法。该方法是将聚焦离子束辅助沉积的应用扩展到3D增材制造中，通过气体注入系统将气相反应前驱物喷射到待加工结构基底表面，在离子束进行扫描过程中，气相前驱物受到离子束辐射发生反应，从而将所需材料沉积到基底表面。本发明利用离子束沉积的方法，实现自下而上的多层微纳米结构的加工。通过控制离子束的扫描图形和剂量，能够加工各种复杂图形的三维结构。本发明提出的方法具有分辨率高、可重复性强、可实时监测、适用于多种材料、可制造各种微纳复合结构等优点。

摘要： 本发明提供了离子束辅助沉积在抑制金属涂层元素界面互扩散中的应用，所述金属涂层为沉积在金属基体上的单一涂层或复合涂层，所述离子束辅助沉积是在涂层沉积过程中进行离子束轰击。本发明方案属于离子束辅助沉积新应用的基础研究，能够使得金属基体与涂层、涂层与涂层之间的元素界面扩散在一定程度上被较好地抑制，为离子束辅助沉积在抑制金属涂层元素界面互扩散中的应用提供了更多地可能。

摘要： 本发明公开了一种聚焦离子束辅助沉积加工的结构高度计算方法，该方法包括：在前驱气体扩散模型中添加以下属性：是否扩散指数if_diff，前驱气体吸附概率pres；在连续元胞自动机内捕捉已有结构的轮廓，并将其对应在前驱气体扩散模型中的单元属性的是否扩散指数置为0；根据已有结构轮廓，和气相管参数，确定阴影遮挡区域；在阴影遮挡区域内，生成阴影遮挡区域函数，改变前驱气体吸附概率；在前驱气体扩散模型中，分别计算前驱气体吸附，扩散，分解，自解吸；生成阴影效应下的离子束照射区域内的前驱气体分布；计算加工结构受到阴影效应影响的条件尺寸；将阴影效应进行可视化。