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MgO薄膜作为理想的保护层材料已经广泛应用于等离子显示技术中,其具有抗溅射、高的真空二次电子发射系数、可见光区透过率高等特点使MgO薄膜具有非常广阔的应用前景。目前,有多种制备MgO薄膜的方法。而电弧离子镀方法具有高效、低成本和高离化率的特点,它所制备的薄膜与衬底之间具有良好的附着力,并且表面结构致密,适合工业化生产。如何使用电弧离子镀制备出质量好的MgO薄膜具有重要的意义。
本文利用电弧离子镀制备了不同工艺参数下的MgO薄膜,探讨电弧离子镀工艺参数对氧化镁薄膜质量的影响。而分形作为一个非常有效的表征薄膜形貌的手段,在本论文中被用来表征MgO薄膜的形貌。
通过对不同工艺参数下的MgO薄膜进行XRD、SEM和AFM测试,并结合分形计算方法对薄膜的表面进行了表征,发现:
在不同的沉积气压(0.7-2.33Pa)、不同的氧流量(180-240sccm)、不同的脉冲偏压(0-600V)条件下制备的MgO薄膜其表面具有分形特征。
不同的沉积气压(0.7-2.33Pa)下制备的MgO薄膜,分形维数在1.27-1.62Pa之间出现陡变,可能与薄膜生长的结晶情况变化有关。在0.7Pa,下制备的薄膜表面起伏较小并且膜面小岛较为圆润,表面形貌最好。
不同的氧流量(180-240sccm)下制备的MgO薄膜,分形维数在200sccm和220sccm间出现陡变,而这个过程也是MgO(200)峰和(220)峰强度比发生剧烈变化的过程。当氧流量为180sccm时制备的薄膜表面起伏较小并且膜面小岛较为圆润,表面形貌最好。
不同的脉冲偏压下(0-600V)制备的MgO薄膜,分形维数在2.12到2.248之间变化。当脉冲偏压从OV增加至-300V时,分形维数发生了陡变,此时峰强度比I<,200>/I<,220>也发生了陡变,薄膜的结晶情况发生了变化。不施加脉冲偏压时表面形貌最差,施加脉冲偏压能改善薄膜的形貌。