生長(zhǎng)在硅油基底表面鐵薄膜系統(tǒng)的微結(jié)構(gòu)特性研究.pdf

1、本文采用真空熱蒸發(fā)方法，在硅油基底表面制備一系列鐵薄膜樣品，并利用透射電子顯微鏡(TEM)和分光光度計(jì)系統(tǒng)地研究了沉積速率f以及基底溫度Ts對(duì)于鐵薄膜的微結(jié)構(gòu)、結(jié)晶性能及光學(xué)特性的影響，得到主要結(jié)論如下:
　　(1)利用TEM對(duì)采用相同沉積厚度(5.0 nm)和基底溫度（Ts=-10.0℃）以及不同沉積速率制備的鐵薄膜系統(tǒng)的微觀結(jié)構(gòu)及結(jié)晶性進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)沉積速率f=0.01nm/s時(shí)，F(xiàn)e薄膜樣品呈現(xiàn)無(wú)定形結(jié)構(gòu);當(dāng)沉

2、積速率增大到f=0.05nm/s時(shí)，可在無(wú)定形結(jié)構(gòu)中觀察到少量小尺寸晶粒;隨著沉積速率進(jìn)一步的增大，晶粒數(shù)密度逐漸增加且晶粒尺寸逐步增大，結(jié)晶度進(jìn)一步增強(qiáng)。我們認(rèn)為，這一現(xiàn)象主要與沉積原子的擴(kuò)散能力以及液相基底對(duì)沉積原子的獨(dú)特作用密切相關(guān)。
　　(2)對(duì)沉積速率系列樣品的光學(xué)特性研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)沉積速率f=0.01nm/s時(shí)，樣品對(duì)可見(jiàn)光的平均透光率高于95％，幾乎為全透明薄膜;樣品的平均透光率隨沉積速率的增大而逐漸降低，當(dāng)沉積速率f

3、=0.45nm/s時(shí)，樣品對(duì)可見(jiàn)光的平均透光率低于60％，呈現(xiàn)灰黑色。我們認(rèn)為薄膜的顏色與其微結(jié)構(gòu)特性及結(jié)晶性能有關(guān)。
　　(3)對(duì)采用相同沉積厚度(5.0nm)和沉積速率(f=0.20nm/s)以及不同基底溫度制備的鐵薄膜系統(tǒng)進(jìn)行TEM觀察發(fā)現(xiàn):當(dāng)基底溫度Ts=10.0℃時(shí)，薄膜為無(wú)定形結(jié)構(gòu);當(dāng)基底溫度低于Ts=0℃時(shí)，薄膜呈現(xiàn)多晶結(jié)構(gòu)，并且隨著基底溫度的降低晶粒數(shù)密度逐漸增加，晶粒尺寸逐漸減小，結(jié)晶度逐漸減弱。分析表明，這種微

4、觀結(jié)構(gòu)及結(jié)晶性能隨基底溫度的變化規(guī)律很可能與液相基底的粘滯系數(shù)以及納米顆粒在液體表面的擴(kuò)散系數(shù)隨基底溫度Ts的改變有關(guān)。
　　(4)對(duì)基底溫度系列樣品的光學(xué)特性研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)基底溫度Ts=10.0℃時(shí)，樣品對(duì)可見(jiàn)光的平均透光率為95％左右，幾乎為全透明薄膜;隨著基底溫度降低，樣品的平均透光率逐漸降低，樣品顏色逐步加深，當(dāng)基底溫度Ts=-20.0℃時(shí)，樣品對(duì)可見(jiàn)光的平均透光率降低到60％左右，呈現(xiàn)灰黑色。研究認(rèn)為，基底溫度影響了薄膜的

5、微結(jié)構(gòu)特性及結(jié)晶性能，從而進(jìn)一步影響薄膜的透光性能。
　　本文各章節(jié)內(nèi)容安排如下:
　　第一章:主要介紹薄膜的制備方法、制備條件以及薄膜的物理特性，介紹液相基底表面金屬薄膜的研究現(xiàn)況。
　　第二章:介紹了硅油表面鐵薄膜樣品以及鐵薄膜表征樣品的制備方法。
　　第三章:介紹沉積速率以及基底溫度對(duì)薄膜樣品的微結(jié)構(gòu)、結(jié)晶性能及光學(xué)特性的影響，并給出合理的解釋。
　　第四章:總結(jié)本實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果，并對(duì)接下來(lái)的研究提出