氮化钛(TiN)是近年来所研究的新型宽带半导体材料中一种性能优异,极具发展潜力和拥有广泛应用前景的硬质合成材料。它具有优异的热稳定性、耐腐蚀性、高机械硬度、宽的光学带隙、低的电阻率和在可见光区及红外光区有优良的光学性能。令人感兴趣的是TiN的低的电阻率和在可见光区及近红外区的优良的光学性能的特点。另一方面,低辐射膜在节能方面有重要意义。本研究在对低辐射膜和TiN薄膜的光、电性能做了全面的文献综述的基础上,提出了用氮化钛薄膜作为低辐射膜应用的设想。希望利用氮化钛薄膜的良好的导电性、其光性能与金、银等贵金属薄膜的很相似:膜较薄时,在可见光区半透明及红外光区的高反射的特点。得到一种新型的节能低辐射镀膜玻璃。同时本论文还全面介绍了节能镀膜玻璃,特别是低辐射镀膜玻璃的发展概况、节能特性、原理、低辐射膜的种类以及常用的制备方法等。本文以无机物TiCl4和NH3为先驱体,以惰性气体N2为载气在玻璃基板上采用常压热分解化学气相沉积法制备得到了TiN薄膜。运用XRD、SEM、TEM、XPS、四探针电阻仪、紫外可见光谱仪等手段对制备的薄膜样品进行了测试和分析。文章系统研究了基板温度、沉积时间、TiCl4浓度、NH3浓度等制备参数对TiN薄膜结构、组成的影响及它们之间的关系。研究结果发现采用常压热分解CVD法制得的TiN薄膜均为氯化钠型结构的多晶薄膜。随着基板温度的提高、沉积时间的延长和反应物浓度的增加,薄膜厚度随之增加,薄膜内部晶粒发育逐渐趋于完整,颗粒长大,晶界减少,能获得结晶性能较好的薄膜。但是薄膜厚度的增大和浓度的提高会恶化膜面的平整度,也会影响薄膜的结晶性能。本论文还对薄膜的光电性能进行了详细的研究。薄膜的导电性能实验表明TiN薄膜的导电机理类似于纯金属导电,其电学性质严格的依赖于显微结构,因而与薄膜的生长条件密切相关。导致TiN薄膜电阻率升高的两个因素,一个是空洞(或孔隙)、另一个是杂质(特别是氧),两者都是有效的散射中心。过量的氧或空洞会引起对电子的杂质散射作用,使得薄膜的导电性能反而降低。薄膜的红外反射性能与薄膜的载流子浓度和迁移率有密切关系,只有提高薄膜的载流子浓度和移率,降低薄膜的方块电阻值,才能大幅提高薄膜的红外反射率。研究得到的薄膜的最佳光电性能:薄膜的方块电阻为34. 5 Ω/(?),可见光透过率为65%,中远红外浙江大学硕士学位论文反射率为60%。 综上所述,在对氮化钦薄膜制备工艺、性能和微结构研究分析的基础上,结合节能镀膜玻璃的应用背景,初步探讨了T州薄膜作为新型低辐射膜的可能性。通过对其光学性能和化学稳定性分析,可以认为在普通玻璃上沉积TIN膜后,能在保持较高的可见光透射率和较低的反射率基础上,提高玻璃的低辐射性能,具有节能效果。关键词CVD、TIN薄膜、红外反射、低辐射镀膜玻璃