本文關(guān)鍵詞：磁控濺射制備MgO薄膜及物性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：MgO晶體為巖鹽結(jié)構(gòu),是一種面心立方晶體,具有許多優(yōu)良性質(zhì)。其晶格常數(shù)和某些鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的材料十分相近,且熱穩(wěn)定性好,絕緣性強(qiáng),適合作為高溫超導(dǎo)氧化物、鐵電材料和高磁阻材料的緩沖層使用。同時(shí),MgO薄膜因其二次電子發(fā)射系數(shù)高、抗濺射能力強(qiáng)以及光透性好的優(yōu)點(diǎn),在微電子器件和等離子顯示領(lǐng)域都具有十分關(guān)鍵的作用。因此,制備高質(zhì)量、性能優(yōu)越的MgO薄膜具有重要的科學(xué)意義和廣闊的應(yīng)用前景。本文采用磁控濺射法制備MgO薄膜,用純度為99.9%的Mg靶作為靶材,在氧氣和氫氣混合氣氛中生長(zhǎng)薄膜。并分別在襯底溫度、襯底材料、濺射時(shí)間上進(jìn)行參數(shù)控制,研究各個(gè)工藝參數(shù)對(duì)MgO薄膜微觀結(jié)構(gòu)、形貌、生長(zhǎng)取向的影響。利用X射線(xiàn)衍射儀(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)和表面形貌進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)驗(yàn)表明,在襯底溫度為400℃、襯底材料為石英片以及濺射時(shí)間為3小時(shí)的工藝條件下,生長(zhǎng)的薄膜顆粒比較大以及平整度較好,即容易生成結(jié)晶質(zhì)量比較好的薄膜。對(duì)在上述較好的工藝條件下制備的MgO薄膜分別在空氣中進(jìn)行500℃、700℃和900℃的30min退火處理。經(jīng)XRD和SEM表征分析后發(fā)現(xiàn)退火可以改善薄膜的結(jié)晶質(zhì)量,即隨著退火溫度的升高,晶粒尺寸逐漸增大,結(jié)晶性能更佳,表面更加平整。此外,通過(guò)紫外-可見(jiàn)光分光光度計(jì)研究了退火處理對(duì)于MgO薄膜光學(xué)特性的影響,發(fā)現(xiàn)隨著薄膜退火溫度的升高,薄膜可見(jiàn)光透射率下降,光學(xué)帶隙值逐漸減小。
【關(guān)鍵詞】：磁控濺射 MgO薄膜 工藝參數(shù) 退火處理
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TQ132.2;TB383.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 薄膜材料的概述8-11
• 1.1.1 超導(dǎo)類(lèi)薄膜8
• 1.1.2 磁性薄膜8-9
• 1.1.3 透明導(dǎo)電薄膜9-10
• 1.1.4 緩沖層薄膜10-11
• 1.2 MgO的性質(zhì)及應(yīng)用11-14
• 1.2.1 MgO的結(jié)構(gòu)特征11-12
• 1.2.2 MgO薄膜的用途12-14
• 1.3 本文研究意義及主要內(nèi)容14-15
• 第二章 MgO薄膜的制備方法及其表征手段15-30
• 2.1 MgO薄膜的制備方法15-22
• 2.1.1 電子束蒸發(fā)（Electron-beam evaporation）15-17
• 2.1.2 脈沖激光沉積（PLD）17-18
• 2.1.3 分子束外延（MBE）18-19
• 2.1.4 金屬有機(jī)物化合物化學(xué)氣相沉淀（MOCVD）19
• 2.1.5 溶膠-凝膠法（Sol-gel）19-21
• 2.1.6 磁控濺射技術(shù)（Magnetron sputtering）21-22
• 2.2 MgO薄膜的表征方法22-29
• 2.2.1 X射線(xiàn)衍射（XRD）23-25
• 2.2.2 掃描電子顯微鏡（SEM）25-27
• 2.2.3 紫外-可見(jiàn)光分光光度計(jì)27-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第三章 磁控濺射法制備MgO薄膜30-40
• 3.1 濺射鍍膜設(shè)備簡(jiǎn)介30-31
• 3.2 工藝流程31-33
• 3.3 磁控濺射制備MgO薄膜工藝參數(shù)的研究33-38
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)方案33-34
• 3.3.2 襯底溫度對(duì)MgO薄膜的影響34-35
• 3.3.3 襯底材料對(duì)MgO薄膜的影響35-37
• 3.3.4 濺射時(shí)間對(duì)MgO薄膜的影響37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-40
• 第四章 退火處理對(duì)MgO薄膜性能的影響40-51
• 4.1 MgO薄膜的退火處理40-42
• 4.1.1 退火處理設(shè)備簡(jiǎn)介40-41
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程41-42
• 4.2 退火處理對(duì)MgO薄膜晶相結(jié)構(gòu)的影響42-44
• 4.3 退火處理對(duì)MgO薄膜應(yīng)力的影響44-46
• 4.4 退火處理對(duì)MgO薄膜表面形貌的影響46-48
• 4.5 退火處理對(duì)MgO薄膜光學(xué)性能的影響48-50
• 4.6 本章小結(jié)50-51
• 第五章 總結(jié)與展望51-53
• 參考文獻(xiàn)53-56
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫(xiě)的論文56-57
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間申請(qǐng)的專(zhuān)利57-58
• 附錄3 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目58-59
• 致謝59

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