【摘要】：銀薄膜由于其擁有良好的導(dǎo)電性和在可見光和紅外光波段內(nèi)較低的損耗等特點(diǎn),已經(jīng)成為了現(xiàn)代工業(yè)及其重要的材料,在許多光電子器件中發(fā)揮著重要的作用。但是由于銀與常見基片材料(如硅和二氧化硅)的浸潤(rùn)性很差,導(dǎo)致在這些基片上生長(zhǎng)出來的銀薄膜的粗糙度很高,熱穩(wěn)定性也不好。這些缺陷阻礙了銀材料的良好性能的發(fā)揮,因此,為了突破銀材料在光電器件上的限制,如何改善銀薄膜的質(zhì)量一直是研究的熱點(diǎn)。本文通過真空熱蒸發(fā)的手段,經(jīng)過合理的摻雜,成功生長(zhǎng)出了表面平整,熱穩(wěn)定性好的摻鋁銀薄膜。本文從多個(gè)角度對(duì)制備出來的不同厚度與摻雜濃度的摻鋁銀薄膜進(jìn)行了分析,觀察其厚度與摻雜濃度對(duì)表面形貌的影響,并與我們制備出的純銀薄膜進(jìn)行對(duì)比。得到的主要結(jié)論有:摻鋁銀薄膜的表面粗糙度要遠(yuǎn)低于純銀薄膜,在鋁的摻雜濃度為5%-25%的范圍內(nèi),隨著摻雜濃度的增加,摻鋁銀薄膜的粗糙度將會(huì)減小。并且在厚度為5nm-100nm范圍內(nèi),摻鋁銀薄膜的表面粗糙度隨著厚度的增加幾乎沒有改變。在熱穩(wěn)定性方面,摻鋁銀薄膜的表現(xiàn)也優(yōu)于純銀薄膜,摻鋁銀薄膜在30分鐘的熱處理后表面形貌仍未發(fā)生明顯變化,而純銀薄膜在經(jīng)過30分鐘熱處理后發(fā)生了很強(qiáng)的凝聚現(xiàn)象。但是,在抗氧化性方面,摻鋁銀薄膜中的鋁更容易在空氣中氧化,導(dǎo)致表面析出許多小顆粒。我們采用了在薄膜的表面適當(dāng)?shù)腻円粚愉X的方法,有效的改善了抗氧化性不理想這一問題。在分析了摻鋁銀薄膜與純銀薄膜表面粗糙度和熱穩(wěn)定性不同的原因之后,本文認(rèn)為,鋁的摻入增加了薄膜生長(zhǎng)初期的成核密度,并且在生長(zhǎng)過程中促進(jìn)了銀的逐層生長(zhǎng),使得兩者的生長(zhǎng)模式不同,最終導(dǎo)致了它們粗糙度的不同。另外,本文通過有效介質(zhì)理論對(duì)摻鋁銀薄膜的光學(xué)常數(shù)進(jìn)行了計(jì)算,并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。我們得出了結(jié)論,隨著鋁的摻雜濃度的增加,摻鋁銀薄膜在可見光波段的吸收增強(qiáng)。
【圖文】：

圖１－１薄膜生長(zhǎng)的基本過程逡逑．２．１成核階段逡逑從蒸發(fā)源或?yàn)R射源發(fā)射出的原子、分子，在到達(dá)基底表面后，一部分不與基底表面發(fā)逡逑能量交換，直接被反射回去，一部分與基底表面發(fā)生能量交換而被吸附。這些被吸附的逡逑子，有的仍然具有很高的能量，在基底表面進(jìn)行短暫的停留或者擴(kuò)散后，再次蒸發(fā)；有逡逑的憑借剩余下來的能量在基底表面沿不同方向進(jìn)行擴(kuò)散，在擴(kuò)散過程中不斷發(fā)生碰撞，最逡逑終凝結(jié)下來，停留在基板表面。逡逑凝結(jié)在基底表面的原子，互相碰撞形成一個(gè)個(gè)原子對(duì)或者小原子團(tuán)。這些原子對(duì)或者逡逑原子團(tuán)由于有著較高的表面能，因此并不穩(wěn)定，有可能會(huì)釋放一個(gè)單原子原子而變小，逡逑有可能與一個(gè)吸附在基底表面的原子相結(jié)合而長(zhǎng)大。隨著這個(gè)過程不斷進(jìn)行，原子團(tuán)有逡逑一

圖１－２薄膜非自發(fā)成核時(shí)的示意圖逡逑由于薄膜的沉積過程一般都是非自發(fā)成核過程，，薄膜材料由氣相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔�，一般都逡逑不�?huì)形成一個(gè)球形的固相核心，若是考慮氣相薄膜材料在基底上形成一個(gè)如圖１－２所示的逡逑固相核心時(shí)，系統(tǒng)的自由能變化量為：逡逑ＡＧ邋＝邋＜７，２廣４邐（１－４）逡逑式中，ｈ是薄膜材料的表面能，ｈ是基底的表面能，／是薄膜材料與基底之間的界面能，逡逑３逡逑
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB383.2;TN15

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

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本文編號(hào)：2660424