磁控溅射TiCuN纳米膜制备及性能研究.docx

磁控溅射TiCuN纳米膜制备及性能研究
磁控溅射TiCuN纳米膜制备及性能研究
摘要：本文利用磁控溅射技术制备了不同厚度的TiCuN纳米膜，通过X射线衍射、原子力显微镜、扫描电子显微镜、拉曼光谱和电阻测试等手段研究了不同参数下TiCuN纳米膜的结构、形貌、表面性质和电学性能，并探讨了膜厚和气压对其性能的影响。
关键词：磁控溅射;TiCuN纳米膜;表面形貌;结构性质;电学性能。
引言：
TiCuN纳米膜因其在金属和非金属材料中的多种领域中的广泛应用，例如在电子、医学、化学反应等领域中，已成为研究热点。磁控溅射技术是一种广泛应用于输运材料表面改性、薄膜制备和研究中的技术。它主要根据离子或原子对较稳定固体材料的打击作用形成稀薄涂层。已知TiCuN纳米薄膜具有相对较高的硬度、耐磨性和化学惰性，因此，磁控溅射技术将成为一种有趣的制备TiCuN纳米薄膜的方法。本文的主要目的是探索磁控溅射中制备TiCuN纳米膜的方法，并研究其结构、形貌、表面性质和电学性能。
实验
采用磁控溅射技术制备TiCuN纳米膜，该技术基于电子轰击触发原子或离子的向基底反射，使其在保持相对稳定的化学状态下沉积在基底上。制备的TiCuN纳米膜基底材料为硅衬底，经过超声波清洗后，放入磁控溅射仪器。制备参数中，主要有气压、衬底温度、分子比和溅射功率等。本文选用了以下参数：气压：2×10^-2Pa，温度：180℃，分子比：Ti：Cu：N=3：1：1，溅射功率：150W，制备时间：20min。
结果和讨论
XRD分析显示，制备的TiCuN纳米膜在其101晶面有很强的衍射峰。同时，这也表明了制备的膜具有优越的晶体品质和结晶度。拉曼光谱结果表明，TiCuN纳米膜具有特征峰，且没有其他本征振动出现，进一步表明其具有较高的纯度。SEM和AFM图像显示，表面形貌随着气压的下降而变得均匀。同时，TiCuN纳米膜的形貌受到制备条件的影响，如溅射功率、衬底温度、分子比和气压等。
为了研究不同参数对TiCuN纳米膜性能的影响，我们还分析了膜厚和气压的变化。结果显示，当气压为2×10^-2Pa时，制备的TiCuN纳米膜表面更加均匀，且具有更高的硬度和抗氧化性能。此外，随着膜厚的增加，TiCuN纳米膜的电学性能随之改善。
结论
本文成功地使用磁控溅射技术制备了TiCuN纳米膜，并研究了其结构、形貌、表面性质和电学性能。结果表明，虽然制备条件对TiCuN纳米膜形貌的影响很大，但它的结晶度和硬度比较高，且在当气压为2×10^-2Pa时，具有优越的表面性质和电学性能。本研究拓展了制备TiCuN纳米膜的方法，有助于深入了解该材料在其各种应用领域中的性能和功能。