磁控溅射法制备氮化钛薄膜及其结构与电性能研究的任务书.docx

磁控溅射法制备氮化钛薄膜及其结构与电性能研究的任务书
任务书
一、研究背景
氮化钛薄膜因其优异的物理化学性能，具有广泛的应用前景，如太阳能电池、透明电极、光学膜等方面。磁控溅射技术是氮化钛薄膜制备中最常用的技术之一，其优点在于有较高的沉积速率、可控制备厚度和化学成分、涂层质量稳定等等。
本研究旨在通过磁控溅射技术制备氮化钛薄膜，并对其结构与电性能进行研究，为进一步提高氮化钛薄膜制备的效率和性能提供参考。
二、研究内容
1.磁控溅射制备氮化钛薄膜的工艺研究
磁控溅射技术使用惰性气体发生辉光放电，在高真空下产生等离子体溅射靶材，进而在衬底表面沉积薄膜。本研究中将制备氮化钛薄膜，其中的工艺参数包括靶材规格、惰性气体流量、溅射功率、基底温度等等，需要对这些参数进行系统的研究并确定最优参数，以提升氮化钛薄膜的制备效率和性能。
2.氮化钛薄膜的结构分析
研究该氮化钛薄膜的结构是非常必要的，可以用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等方法进行分析。其中，X射线衍射可以确定氮化钛薄膜的结晶性，薄膜的取向等，扫描电镜和透射电镜可以观察氮化钛薄膜的表面形貌和结构缺陷等。
3.氮化钛薄膜的电性能测试
通过测量氮化钛薄膜的光电学性质（如透过率，反射率，导电性等），可以对其电性能进行评价。使用光电池性能测试仪器，测试氮化钛薄膜的光伏性能，如短路电流密度、开路电压等。
三、研究方法
1.磁控溅射技术的制备
选用Ar+N2为气体混合物，制备TiN薄膜，矩形形状靶材，模拟真空环境，先将真空室抽光至5×10^-5Pa以下，然后加入适量的惰性气体，控制溅射功率，开始制备薄膜。
2.材料测试与分析
使用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等仪器，对氮化钛薄膜进行结构表征。
使用光电池性能测试仪进行氮化钛薄膜的电性能测试，对其光伏性能进行评价。
四、预期结果
通过磁控溅射工艺，成功制备出高质量的氮化钛薄膜，并对其结构及电性能进行了详细的表征和分析。为进一步研究和应用氮化钛薄膜提供一定的理论和实验基础。
五、时间计划
任务项|时间节点
--------|--------
文献综述|第1周
磁控溅射制备氮化钛薄膜|第2-3周
氮化钛薄膜的结构分析|第4-5周
氮化钛薄膜的电性能测试|第6-7周
结果分析和撰写论文|第8-9周
六、参考文献
1.郝小兵.陶瓷薄膜制备技术[M].北京:冶金工业出版社,2008.
2.Zhang,Y.,Qin,S.,&Xie,Y.(2015).PreparationandpropertiesofTiNfilmsbyreactivemagnetronsputtering.AppliedSurfaceScience,357,1370-1375.
3.王高杰,王文安,王利斌,等.金属薄膜的磁控溅射制备技术[J].简明物理杂志,2018(06):20-24.