薄膜表面的分形特征

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ITO 薄膜的微结构及其分形表征

ITO 薄膜的微结构及其分形表征

ITO薄膜的微结构及其分形表征孙兆奇1,吕建国2,蔡琪1,曹春斌1,江锡顺1,宋学萍1(1. 安徽大学物理与材料科学学院,合肥 230039;2. 合肥师范学院物理与电子工程系,合肥 230061)摘 要:采用直流磁控溅射法制备氧化铟锡(ITO)薄膜,用XRD、TEM和分形理论测试和分析了不同退火时间ITO薄膜的微结构。

XRD分析表明:退火时间持续增加,薄膜的晶格常数先减小后略有增大,这是薄膜中Sn4+取代Sn2+导致晶格常数减小和压应力不断释放导致晶格常数增大共同作用的结果。

分形研究表明:分形维数随退火时间的延长先减小后增大,说明薄膜中平均晶粒尺寸先减小后增大,与XRD的研究结果一致。

关键词:无机非金属材料;微结构;分形;氧化铟锡(ITO)薄膜中图分类号:O484文献标识码:A 文章编号:1673-7180(2008)04-0273-5Microstructure and fractal characterization of ITO filmsSUN Zhaoqi1,LU Jianguo2,CAI Qi1,CAO Chunbin1,JIANG Xishun1,SONG Xueping1(1. School of Physics and Material Science, Anhui University, Hefei 230039;2. Department of Physics and Electronic Engineering, Hefei Teachers College, Hefei 230061)Abstract: Indium Tin Oxide (ITO) films, deposited by DC magnetron sputtering, were annealed at 300℃ for different time. Microstructure and morphology of the ITO films are characterized by XRD, TEM and fractal. As the annealing time increasing, the effect of Sn4+ replaceing Sn2+ combined with releasing compression stress induces the lattice constant decrease at first, and increase later. The fractal dimension decreases at first and increased later, revealing that the mean grain size varies with the same way as fractal dimension.Key words: inorganic non-metallic meterial;microstructure;fractal;indium tin oxide (ITO) films氧化铟锡(ITO)薄膜具有可见光的高透过率(>80%)、红外的高反射率、低电阻率(10-3~10-4 Ω·cm)和较宽的能隙(3.6~3.9 eV)等优良的光电特性,是一种性能优异的宽禁带半导体功能薄膜,被广泛地应用于太阳能电池[1]、平板显示器[2]、液晶显示器[3~4]、电致变色显示器、高层建筑物玻璃窗等光电子器件。

Cu_W薄膜表面形貌的分形表征与电阻率

Cu_W薄膜表面形貌的分形表征与电阻率

互间关系的研究长期未见突破 . 近年来 ,人们认识到分形几何和尺度的概念能 够在 相 当 程 度 上 简 化 对 粗 糙 表 面 的 描 述
[6 ] [5 ]
. 由
以表面分形为手段 ,探讨薄膜的表面完整性 ,力求提 取薄膜生长过程中的表面特征信息 , 并分析其与电 阻率的可能关系 .
Mandelbrot 提出的分形论认为 , 分形是指一类无规
[18 ]
. 因此样品 AFM 图像的
高频段直接反映了薄膜表面的细节信息 , 体现薄膜 表面的整体复杂程度 . 也即图 5 高频段曲线的变化
图4 Cu2W 薄膜分形维数随溅射时间的变化
程度预示着薄膜精细结构的不同 . 可以认为高频段
3期
Байду номын сангаас
汪 渊等 :Cu2W 薄膜表面形貌的分形表征与电阻率
903
第 53 卷 第 3 期 2004 年 3 月 100023290Π 2004Π 53 (03) Π 0900205
物 理 学 报
ACTA PHYSICA SINICA
Vol. 53 ,No. 3 ,March ,2004 ν 2004 Chin. Phys. Soc.
Cu2W 薄膜表面形貌的分形表征与电阻率
则、 混乱而复杂 , 但其局部与整体存在自相似的体 系 . 一个系统的自相似性是指某种结构或过程的特 征从不同的空间尺度或时间尺度来看都是相似的 , 或者某系统或结构的局域性质或结构与整体相似 . 一般情况下自相似性有比较复杂的表现形式 , 不是 局域放大一定倍数以后简单地和整体重合 . 但是 ,表 征自相似系统或结构的定量性质如分形维数 , 并不 会因为放大或缩小等操作而变化 , 即存在伸缩对称 性
1

分形理论在材料科学中的应用

分形理论在材料科学中的应用

分形理论在材料科学中的应用分形理论是一种追求深刻而统一的自然解释的数学分支,其研究的对象是那些几何结构像自我相似的物体。

分形理论从诞生起就与材料科学密不可分,它在材料科学中的应用是广泛而深刻的。

材料科学是一门研究物质结构性质和性能的学科,材料学的发展离不开新理论、新技术的探索和开发。

分形理论作为一种先进的数学理论,发展迅速,在材料科学中的应用也日益广泛,本文将探讨分形理论在材料科学中的应用。

一、分形几何理论简介分形几何学课程的主要目标是回答什么是分形,以及在什么情况下什么样的对象可以被称为分形。

常见的分形物体包括科赫曲线、曼德勃罗集、谢尔宾斯基地毯等。

在讨论分形时,一个基本的概念是“自相似”,描述同一对象中的小结构类似于大结构。

自相似的对象是由被称为“自相似维数”的特殊尺寸描述的。

自相似维度介于整数维度和集合的哈斯多夫维度之间。

哈斯多夫维度是被认为是分形集合最重要的指标之一,它给出了一个度量对象粗糙度的方法,可以用于分类不同形状、硬度与裂缝的固体材料。

二、分形理论在材料科学中的应用(一)材料表面形貌的分形特征材料的表面形貌是材料科学中一个常见而重要的研究对象。

通过建立表面拓扑模型,测量表面拓扑参数,描述表面形貌,可以对材料的摩擦、润湿性、光学特性、尺寸效应等性质进行定量分析。

分形理论研究表明,材料表面的粗糙度和自相似特征与材料的结构性质相关。

对于金属、陶瓷、高分子材料和纳米材料等材料,分形理论可以用于描述其表面自相似维数,预测其表面性质和材料工艺的可行性。

(二)材料内部结构分析材料科学中,材料内部的结构也是一个重要的研究方向。

分形理论可以分析材料内部的结构及其形成原因,常用于研究材料中的晶体缺陷、孔隙、裂缝、界面等,并通过研究分形维数预测材料的物理性质与力学性能。

从分形物理学角度来看,分形维度可以量化多相材料中的结构,例如多孔介质、颗粒团簇或复合材料的孔隙和颗粒的分布。

对于孔隙研究,孔隙的分形维度能够揭示材料的孔隙形状及其沟通性,预测材料的力学性能,同时也可用于描述氧化物、半导体和金属膜中界面多孔性质。

离子束增强沉积Ni、Ti纳米金属薄膜的表面形貌与摩擦特性研究

离子束增强沉积Ni、Ti纳米金属薄膜的表面形貌与摩擦特性研究

iorp c po e y 11 rcin fr e fn o trmea o t g n ra e w t o d ice i g Th r x ssa t r s od. s to i r p r . 1e f to o c s o a me e tlc a is i ce h la n r a n . ee e it h e h l t i n n s i s
m t d (B D),I m rhl yo eca n a bevdb tmc o em c soyadf c aat sc f i e o IE . e o oo fh ot g w s s e ya i fr r cp at c rc r t s h n p g t i s o r o ci o n r a h l e i oT i
n o tn we ea l z d wih fa tlt e r . n ・r t n p o e t fmea c a n we e tse a d Nic ai g r ay e t rca h o y Na of c o rp ris o t o t g r et d a d t e e e to s n ii e l is n h f c f
mo e n r ca h oy,h e ut ie sm l e d n yw t x e me tlr s l . d la d fa t t e r t er s lsgv i a tn e c h e p r n a e ut l i r i i s Kewo d : a o trc aig;o e n n c d d p sto s ra e mop oo y;r ca h a trz t n; rt a o d; y r s n mee o tn in b a e ha e e o iin;u fc r h lg fa t c a ce a i c il la n m l r i o i c

薄膜的形貌分析

薄膜的形貌分析

透射电子显微镜
薄膜截面形貌的TEM分析
⎯晶粒形状、界面、…
透射电子显微镜
薄膜截面形貌的TEM分析
⎯界面成分
12.0k 9.0k
Counts
O Si Zn
6.0k 3.0k 0.0
Si layer1
layer2
ZnO
0
50
100
Position(nm)
150
200
薄膜厚度测量
透射光谱
⎯适用条件:
( f ) = K0 f
10
3
−γ
α = 1 (γ − d ) 2
3 1DPSD (nm )
d 扫描维数
10
2
γ1
(b)
γ3
10
1
10
0
10
-1
10
0
-1 1 f (µm ) 10
10
2
原子力显微镜
AFM的基本原理
⎯原子之间的相互作用:
• Lennard-Jones势: • 原子之间的作用力:
6 ⎡⎛ σ ⎞ 12 ⎛σ ⎞ ⎤ φ (r ) = 4ε ⎢⎜ ⎟ − n⎜ ⎟ ⎥ ⎝r⎠ ⎥ ⎢⎝ r ⎠ ⎦ ⎣
W ( L, t ) ∝ L
α
薄膜生长后期界面宽 度随空间指数增长 (一定范围内)
表面形貌与薄膜生长
薄膜生长的动力学标度理论
⎯界面宽度与表面粗糙度的数学表达
W = Rrms ⎡ ∑ (hi , j − h) =⎢ N −1 ⎢ ⎣
2
⎤ ⎥ ⎥ ⎦
1/ 2
h = ∑ hi , j / N h = ∑ hi / N
(a)
400
300
200

薄膜的结构特征和缺陷

薄膜的结构特征和缺陷

3、薄膜的表面结构 在薄膜的沉积、形成、成长过程中,入射到基体表 面上的气相原子是无规律的,所以薄膜表面都有一定的 粗糙度。粗糙度对光学性能关,在基体温度和真空度较低时,容易出现多孔结构。 所有真空蒸发薄膜都呈现柱状体结构,溅射薄膜的 柱状结构是由一个方向来的溅射粒子流在吸附原子表面 扩散速率很小的情况下凝聚形成的。
薄膜的结构特征与缺陷
薄膜的结构和缺陷在很大程度上决定着薄膜的性能, 主要讨论影响薄膜结构与缺陷的因素,以及对性能的影 响。
一、薄膜的结构 薄膜的组织结构是指它的结晶形态,薄膜结 构可分为三种类型: 1、组织结构 2、晶体结构 3、表面结构
1、薄膜的组织结构 (1)非晶态结构。 从原子排列情况来看它是一种近程有序、远程 无序的结构,只有少数原子排列是有秩序的,显示 不出任何晶体的性质,这种结构称为非晶结构或玻 璃态结构。 形成非晶薄膜的工艺条件是降低吸附原子的表 面扩散速率。可以通过降低基体温度、引入反应气 体和掺杂等的方法制成非晶薄膜。
(2)多晶结构。 多晶结构薄膜是由若干尺寸大小不等的晶粒所 组成。在薄膜形成过程中生成的小岛就具有晶体的 特征(原子有规则的排列)。由众多小岛聚结形成的 薄膜就是多晶薄膜。 用真空蒸发法或阴极溅射法制成的薄膜,都是 通过岛状结构生长起来的,所以必然产生许多晶粒 间界,从而形成多晶结构。
(3)纤维结构。 纤维结构薄膜是晶粒具有择优取向的薄膜,根据取 向方向、数量的不同分为单重纤维结构和双重纤维结构。 生长在薄膜中晶粒的择优取向可发生在薄膜生长的 各个阶段:初始成核阶段、小岛聚结阶段和最后阶段。
(4)单晶结构。 单晶结构薄膜通常是用外延工艺制造的。外延生长 需要满足三个基本的条件。 a、吸附原子必须有较高的表面扩散速率,所以基体温 度和沉积速率就相当重要。在一定的蒸发速率条件下, 大多数基体和薄膜之间都存在着发生外延生长的最低温 度,即外延生长温度。 b、基体与薄膜材料的结晶相溶性。 c、基体表面清洁、光滑和化学稳定性好。 满足以上三个基本条件,才能制备结构完整的单晶薄膜。

薄膜的结构特征和缺陷

薄膜的结构特征和缺陷

二、薄膜的缺陷
所有在块状晶体材料中可能出现的各类晶格缺陷在 薄膜中也都可能出现。但是由于薄膜及其成膜过程的特 殊性,因而薄膜中缺陷的形成原因和分布等也表现出一 定的持续性,特别是其数量一般都大大超过块状材料。 与此同时,薄膜中的晶格常数也与材料块状时的值有较 大的差别。
薄膜的缺陷可以分为以下三种类型 1、点缺陷 2、线缺陷 3、薄膜的晶界与层错
(2)层错 层错是在薄膜的生长过程中由于晶面的正常堆垛次 序遭到破坏而出现的晶格缺陷。
感谢观看
晶体的主要特征是其中原了有规则的排列。
(晶2体)的层主错要表特征面是其的中原原了有子规则来的排不列。及完整地排列就被后来的原子层所覆盖, 这样就可能在薄膜中产生高浓度的空位缺陷。 生长在薄膜中晶粒的择优取向可发生在薄膜生长的各个阶段:初始成核阶段、小岛聚结阶段和最后阶段。
薄膜的缺陷可以分为以下三种类型
薄膜的结构特征和 缺陷
一、薄膜的结构 薄膜的组织结构是指它的结晶形态,薄膜结构
可分为三种类型: 1、组织结构 2、晶体结构 3、表面结构
1、薄膜的组织结构 (1)非晶态结构。
从原子排列情况来看它是一种近程有序、远程 无序的结构,只有少数原子排列是有秩序的,显示 不出任何晶体的性质,这种结构称为非晶结构或玻 璃态结构。
点缺陷的典型构型是空位和填隙原子。逃离原位的原 所有在块状晶体材料中可能出现的各类晶格缺陷在薄膜中也都可能出现。
薄膜的组织结构是指它的结晶形态,薄膜结构可分为三种类型:
子或跃迁到晶体表面的 正常位置,形成 Schottky 缺陷, 粗糙度对光学性能影响较大。
在大多数情况下,薄膜中晶粒的晶格结构与块状晶体是相同的,只是晶粒取向和晶粒 尺寸与块状晶体不同。
这两种缺陷均为本征点缺陷。

9-第9讲--薄膜材料物理--第四章薄膜的表面和界面+

9-第9讲--薄膜材料物理--第四章薄膜的表面和界面+

1.我国建设社会主义法治国家必须要建设中国特色社会主义法治体系。

下列属于中国特色社会主义法治体系的主要内容的是()①形成完备的法律规范体系②严酷的刑罚实施体系③严密的法治监督体系④形成完善的党内法规体系A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④答案 C解析中国特色社会主义法治体系的主要内容包括:完备的法律规范体系、高效的法治实施体系、严密的法治监督体系、有力的法治保障体系、完善的党内法规体系,故①③④正确,②说法不正确。

故选C。

2.《中共中央关于全面推进依法治国若干重大问题的决定》指出:只有在党的领导下依法治国、厉行法治,人民当家作主才能充分实现,国家和社会生活法治化才能有序推进。

这说明()A.中国共产党是依法治国的主体和力量源泉B.中国共产党的领导是社会主义法治最根本的保证C.中国共产党具有与时俱进的执政能力D.中国共产党实现了最广大人民的根本利益答案 B解析A说法不对,人民是依法治国的主体和力量源泉,不是中国共产党。

只有在党的领导下依法治国、厉行法治,人民当家作主才能充分实现,国家和社会生活法治化才能有序推进,说明党的领导是社会主义法治最根本的保证,B符合题意。

C、D说法正确,但与题意不符。

3.当前,中国人民正在全面落实依法治国基本方略,加快建设社会主义法治国家。

下列关于依法治国的说法正确的是()①全面推进依法治国是一场广泛而深刻的革命②全面依法治国必须要坚持中国共产党的领导③全面依法治国的总目标就是打击贪污腐败分子④要坚持法治国家、法治政府、法治社会一体建设A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④答案 B解析全面推进依法治国总目标是建设中国特色社会主义法治体系,建设社会主义法治国家,③说法错误,不选。

①②④说法正确。

故选B。

4.中共中央提出了全面推进依法治国的总目标、重大任务及180多项重要改革举措,涵盖依法治国各个方面,为法治中国建设描绘出新的路线图。

全面推进依法治国()①是实现国家治理体系和治理能力现代化的必然要求②前提是让部分维权意识薄弱的公民尊法、信法、守法、用法③总目标是纠正一些党政领导干部以言代法、以权压法、徇私枉法④要落实改革举措,直面法治建设的突出问题,回应人民群众期待A.①②B.①④C.②④D.③④答案 B解析依法治国的前提是有法可依,并非是让部分维权意识薄弱的公民尊法、信法、守法、用法,②错误;依法治国的总目标是建设中国特色社会主义法治体系,建设社会主义法治国家,③错误;①从依法治国的必要性角度分析,④说明依法治国的要求,二者说法正确。

纳米杂化聚酰亚胺薄膜分形特征研究

纳米杂化聚酰亚胺薄膜分形特征研究

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殷 景 华 等 :纳 米 杂化 聚 酰亚 胺 薄膜 分 形特 征 研 究
区,利于形成氧化铝晶核,其生长环境促进晶核生长 。
口’
图 2 纳米掺杂 薄膜 微 结构及 相应衍 射斑 点
维普资讯




20年增刊 (8 卷 07 3)
纳 米杂化聚酰亚胺 薄膜 分形特 征研 究奉
殷景华 ,杨红军,李文辉 ,宋明歆 ,梅金硕 ,雷清泉
( 哈尔滨理工大 学 应用科 学学院,黑龙江 哈尔滨 1o 8 ) 5o o
摘 要: 无机 纳米杂化 聚酰亚胺 薄膜 是一种新 型纳米 功能复合材料 ,具有 非常 广阔的应用 前景。研 究 了无机
波长为 014 8m,长狭缝准直系 统 ,采用成像板法检 . 1n 5 测散 射强度 ,散射 角度 2 约为 0 。。 ~3
纳米杂化聚酰亚胺 薄膜 的表 面形 貌和微 结构 , 试结果 测 表明, 纳米颗粒 为0Ah 3颗粒尺 寸在 3 n 范 围内, 【 O, 一  ̄5m 主要 分布在聚酰亚胺基体畴 界处 。薄膜 具有结构,由图2a () 可见 , 聚酰亚胺 由畴
状基体构成 ,其排列存在 明显方向性,畴和畴之间界面清
实验采用 D p n 无机纳米氧化铝杂化薄膜 10 R, uot 0C 薄膜厚度 2  ̄ 5t m,颜色淡黄 。在 F i io e S in扫描 电子显微 r

薄膜特性_精品文档

薄膜特性_精品文档

1.双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)双向拉伸聚丙烯薄膜是由聚丙烯颗粒经共挤形成片材后, 再经纵横两个方向的拉伸而获得的。

由于拉伸分子定向, 所以此薄膜的物理稳定性、机械强度、气密性较好, 透明度和光泽度较高, 坚韧耐磨, 是目前应用最广泛的印刷薄膜。

一般使用厚度为20~40 μm , 应用最广泛的为20 μm 。

其主要缺点是热封性差, 所以一般用做复合薄膜的外层薄膜, 如与聚乙烯薄膜复合后防潮性、透明性、强度、挺度和印刷性均较理想, 适用于盛装干燥食品。

由于双向拉伸聚丙烯薄膜的表面为非极性, 结晶度高, 表面自由能低, 因此, 其印刷性能较差, 对油墨和胶黏剂的附着力差, 在印刷和复合前需要进行表面处理。

2.低密度聚乙烯薄膜(LDPE)低密度聚乙烯薄膜一般采用吹塑和流延两种工艺制成, 流延聚乙烯薄膜的厚度均匀, 但由于价格较高, 目前很少使用。

吹塑聚乙烯薄膜是由吹塑级PE颗粒经吹塑机吹制而成的, 成本较低, 所以应用最为广泛。

低密度聚乙烯薄膜是一种半透明、有光泽、质地较柔软的薄膜, 具有优良的化学稳定性、热封性、耐水性和防潮性, 耐冷冻, 可水煮, 其主要缺点是对氧气的阻隔性较差, 常用于复合软包装材料的内层薄膜, 而且也是目前应用最广泛、用量最大的一种塑料包装薄膜, 约占塑料包装薄膜耗用量的40%以上。

由于聚乙烯分子中不含极性基团, 即其表面为非极性, 且结晶度高, 表面自由能低, 因此, 该薄膜的印刷性能较差, 对油墨和胶黏剂的附着力差, 因此, 在印刷和复合前需要进行表面处理。

3.(PET)聚酯薄膜是以聚对苯二甲酸乙二醇酯为原料, 采用挤出法制成厚片, 再经双向拉伸制成的薄膜材料。

它是一种无色透明、有光泽的薄膜, 机械性能优良, 刚性、硬度及韧性高, 耐穿刺, 耐摩擦, 耐高温和低温, 耐化学药品性、耐油性、气密性和保香性良好, 是常用的阻透性复合薄膜基材之一, 但聚酯薄膜的价格较高, 一般厚度为12 μm, 常用做蒸煮包装的外层材料, 印刷适性较好。

一张图秒懂光学薄膜,你还等什么

一张图秒懂光学薄膜,你还等什么

一张图秒懂光学薄膜,你还等什么所谓光学薄膜是指其厚度能够光的波长相比拟,其次要能对透过其上的光产生作用。

具体在于其上下表面对光的反射与透射的作用。

光学薄膜的定义是:涉及光在传播路径过程中,附著在光学器件表面的厚度薄而均匀的介质膜层,通过分层介质膜层时的反射、透(折)射和偏振等特性,以达到我们想要的在某一或是多个波段范围内的光的全部透过或光的全部反射或是光的偏振分离等各特殊形态的光。

光学薄膜的特点是:表面光滑,膜层之间的界面呈几何分割;膜层的折射率在界面上可以发生跃变,但在膜层内是连续的;可以是透明介质,也可以是吸收介质;可以是法向均匀的,也可以是法向不均匀的。

实际应用的薄膜要比理想薄膜复杂得多。

这是因为:制备时,薄膜的光学性质和物理性质偏离大块材料,其表面和界面是粗糙的,从而导致光束的漫散射;膜层之间的相互渗透形成扩散界面;由于膜层的生长、结构、应力等原因,形成了薄膜的各向异性;膜层具有复杂的时间效应。

不同物质对光有不同的反射、吸收、透射性能,光学薄膜就是利用材料对光的这种性能,并根据实际需要制造的。

光学薄膜的传统应用光学薄膜按应用分为反射膜、增透膜、滤光膜、光学保护膜、偏振膜、分光膜和位相膜。

减反射膜,是应用最广泛的光学薄膜,它可以减少光学表面的反射率而提高其透射率。

对于单一波长,理论上的反射率可以降到零,透射率为100%;对于可见光谱段,反射率可以降低到0.5%,甚至更低,以保证一个由多个镜片组成的复杂系统有足够的透射率和极低的杂散光。

现代光学装置没有一个是不经过减反射处理的。

由于其具有极低的反射率和鲜艳的表面颜色,现代人们日常生活中的眼镜普遍都镀有减反射膜。

高反射膜能将绝大多数入射光能量反射回去。

当选用介质膜堆时,由于薄膜的损耗极低,随着膜层数的不断增加,其反射率可以不断地增加(趋近于100%)。

这种高反射膜在激光器的制造和激光应用中都是必不可少的。

能量分光膜可将入射光能量的一部分透射,另一部分反射分成两束光,据涂布在线了解,最常用的是T:R=50:50的分光膜。

半导体薄膜生长过程中的表面形貌演化

半导体薄膜生长过程中的表面形貌演化

半导体薄膜生长过程中的表面形貌演化在半导体器件的制造过程中,薄膜生长是一个至关重要的步骤。

薄膜生长的质量直接影响器件的性能和稳定性,因此研究薄膜生长的机理是半导体研究领域的一个重要方向。

其中,表面形貌演化是一个重要的关键问题。

表面形貌演化是指薄膜表面在生长过程中产生的变化。

在薄膜生长过程中,气相中的原子或分子被沉积在表面上,逐渐形成新的晶格结构。

这个过程涉及到很多复杂的物理和化学机制,如表面扩散、化学反应等。

这些机制共同作用下,会导致表面形貌的演化。

表面形貌演化对薄膜的质量和性能有着重要的影响。

一方面,表面形貌的光滑度直接影响薄膜的光学和电学性能。

另一方面,表面形貌的起伏会产生介观结构,影响薄膜的机械性能和稳定性。

因此,对于半导体器件的制造来说,控制表面形貌演化至关重要。

表面形貌演化的机制非常复杂。

在薄膜生长的早期阶段,表面形貌主要受到气相中的原子或分子的随机沉积影响。

这个阶段,表面的起伏主要由缺陷密度和扩散长度等因素决定。

随着生长的进行,表面形貌会逐渐从随机形态转变为有序排列的结构。

这个转变与表面上的原子排列密度、能量排布、化学反应等多种因素有关。

表面形貌演化的研究在半导体材料领域有着广泛的应用。

它不仅能帮助我们理解薄膜的生长过程,还能够优化薄膜的质量和性能。

许多研究表明,通过改变生长条件、加入掺杂元素等方法,可以有针对性地控制表面形貌演化,达到所需的性能和结构。

总之,表面形貌演化是半导体器件制造中的一个重要环节,对于器件的性能和稳定性具有重要的影响。

通过深入研究表面形貌演化的机制,我们可以更好地控制薄膜的质量和性能,为半导体技术的发展做出更大的贡献。

TiN薄膜表面形貌的分形表征及其演化特征

TiN薄膜表面形貌的分形表征及其演化特征

TiN薄膜表面形貌的分形表征及其演化特征
赵海阔;雒向东
【期刊名称】《半导体技术》
【年(卷),期】2008(33)8
【摘要】用反应磁控溅射方法在Si基片上沉积TiN膜,用原子力显微镜(AFM)观察薄膜表面形貌。

比较研究了尺码法、盒计数法、功率谱密度法与高度-高度相关函数法计算的表面形貌分形维数Df结果,并研究了TiN膜表面形貌的演化特征。

结果表明,功率谱密度法与高度-高度相关函数法计算的Df值与AFM观测尺度不相关,具有较好的稳定性,随着膜厚h增加,薄膜分形维数Df先减小再增加,这是由生长初期基片表面影响与生长后期的晶粒长大所导致的。

【总页数】4页(P694-697)
【关键词】氮化钛膜;表面形貌;分形;反应溅射
【作者】赵海阔;雒向东
【作者单位】兰州城市学院培黎工程技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN104.2;TB43
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2.纳米Al薄膜表面形貌与导电性的分形表征 [J], 付永忠;丁建宁;解国新;杨继昌
3.纳米Al薄膜表面形貌与导电性的分形表征 [J], 付永忠;丁建宁;解国新;杨继昌
4.不同N_2气流量比反应溅射TiN薄膜的表面形貌分形特征 [J], 雒向东
5.GeSb_2Te_4薄膜表面形貌及力学性能的分形表征 [J], 付永忠;丁建宁;杨继昌;解国新
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总结几种常见薄膜的表面特性和印刷适性

总结几种常见薄膜的表面特性和印刷适性

不同塑料薄膜表面特性不同,使得它对油墨呈现不同程度的附着力,然而印刷效果是通过油墨在塑料薄膜上的合理附着来实现的,因此必需改善塑料薄膜表面的印刷适性。

根据不同薄膜表面分子结构的排列可分为极性结构薄膜和非极性结构薄膜,其中非极性薄膜需要进行表面处理。

聚乙烯薄膜:PE薄膜的油墨附着性差,需要用电晕处理来改善。

常用润湿张力这一指标来鉴定电晕处理质量优劣,一般印刷用LDPE薄膜在38-42mN/m,HDPE薄膜在40-44 mN/m 为佳。

LDPE力学强度、气体阻隔性、耐油脂性等较差,但其阻湿性、耐寒性、化学稳定性、伸长率、耐冲击性等都较好。

由于低密度聚乙烯是非极性材料,其表面张力差,印前一定要进行电晕处理,而且其柔软性较好,延展性也较大,为了保证印刷套印精度,最好采用大辊筒型印刷机,同时注意张力的控制,防止荡边;为了防止油墨粘连,收卷时,薄膜要冷却到35℃以下。

HDPE薄膜由乳白色、半透明、质地硬,其强度、硬度、耐溶剂性、阻气性和阻湿性等都比LDPE优越,但其表面光泽性较差,一般用于小商品袋、食品袋和垃圾袋。

聚丙烯薄膜:PP薄膜的透明性、耐热性和印刷性优于PE薄膜。

但油墨附着性差,印刷前要用电晕处理来改善。

一般印刷用的PP薄膜的润湿张力在10-44 mN/m为佳。

BOPP薄膜是最常用的印刷基材,其机械强度、气密性、防潮阻隔性、耐寒性等良好,而且这种薄膜透明性极好,但热封性、抗撕裂度性差。

它的光泽比油墨要好,其生产工艺要点就是一个典型的塑料凹印——里印生产工艺,选用聚酰胺或氯化聚丙烯油墨印刷,适当的张力和印刷压力,干燥温度控制在80℃以下,印刷后色彩鲜明、光亮、美观。

为防止油墨污染食品,常与PE薄膜复合,使油墨夹在两薄膜之间。

CPP薄膜透明性、热封性和厚度均匀性好,但印刷时容易拉伸,影响套色精度。

可采用表印或里印工艺印刷,可用聚酰胺油墨或氯化聚丙烯油墨。

需要指出的是,聚酰胺油墨在印刷PP薄膜时,印后油墨的附着力较低,一般要经过一天时效后,才能表现出良好的附着力。

gesb2te4薄膜表面分形维数计算及表征

gesb2te4薄膜表面分形维数计算及表征

gesb2te4薄膜表面分形维数计算及表征近年来,研究人员发现,薄膜表面可以表现出分形特性,并且这种分形特性可以从计算的分形维数来表征。

GESB2TE4薄膜表面分形维数计算及表征,可以帮助我们获得更好的理解和应用薄膜表面的分形特性。

GESB2TE4薄膜是以GeO2 - SnO2 - B2O3 - TeO2四组分共混形成的电子束反应蒸镀薄膜。

在这种薄膜表面上,可以形成多种分形结构,其中由细小凹槽组成的各向异性微结构是其中最为主要的特征,这种各向异性微结构在多年以来一直存在,但是也存在着一些问题,比如表面粗糙度和分形维数之间的关系。

GESB2TE4薄膜表面分形维数计算及表征,有助于解决这些问题。

GESB2TE4薄膜表面分形维数的计算,主要利用了分形维数的算法,比如Box-Counting算法。

这种算法可以统计GESB2TE4薄膜表面在不同尺度上的自相似性,从而得出其分形维数。

除此之外,研究人员还利用了图像分析技术来对GESB2TE4薄膜表面的凹槽图像进行分析,从而得出其形状参数,进而确定GESB2TE4薄膜表面的分形维数。

在计算出GESB2TE4薄膜表面的分形维数之后,研究人员还需要对其进行表征。

在表征之前,为了更好地表征GESB2TE4薄膜表面的分形特性,需要进行一些基础的设计和参数设定,如凹槽轮廓线的精度、凹槽宽度与深度等,以及对凹槽图像的放大和平移等。

之后,可以通过分析计算出来的分形维数,将数据可视化展示出来,以帮助人们更好地理解GESB2TE4薄膜表面的分形特性。

GESB2TE4薄膜表面分形维数计算及表征,不仅可以获得薄膜表面的基本分形特征,还可以帮助我们深入了解其分形特性,从而可以有针对性地开展后续的研究。

它可以在薄膜表面的研究工作中发挥重要作用,同时还能提高薄膜表面的制造和应用效果。

总之,GESB2TE4薄膜表面分形维数计算及表征是一个重要的研究领域,对于薄膜表面的研究和应用都有重要的意义。

薄膜的表征分析方法【汇总】

薄膜的表征分析方法【汇总】

black=measurement red = simulation
X射线衍射分析
XRR测量技术
⎯应用举例
Sample: TA-TA3 20µm distance, 0.1 receiving slit Sample: TA-TA3 20µm distance, 0.1 receiving slit thickness roughness density thickness roughness density [nm] [nm] [nm] [nm] [g/cm3] [g/cm3] =================================== =================================== tantalum oxide 2.75 0.45 7.5 tantalum oxide 2.75 0.45 7.5 Tantalum 22.25 0.30 14.5 Tantalum 22.25 0.30 14.5 Float 0.37 2.60 Float 0.37 2.60
X射线衍射分析
掠入射(GID)技术
⎯ in-plane方式
• 入射光路:平行光路(旋转90o)
– 入射角固定:0∼ 6o
• 样品台:水平状态 • 衍射光路:加索拉狭缝(提高信噪比)
– 入射光束平面内的衍射扫描

ξ,ζ 倾转样品台:
– 调整样品的水平位置 – 水平点阵常数;
• 结构信息
X射线衍射分析
⎯三轴晶体:
triple bounce Ge channel cut analyzer crystal beam path shutter sample motorized receiving slit
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