基于磁控濺射離子鍍技術(shù)的Cr、Si薄膜晶態(tài)結(jié)構(gòu)調(diào)控機制研究.pdf

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4、矛’的數(shù)據(jù)庫oj，進行檢索。、本學(xué)位論文全部或嗇區(qū)分丙容的公布(包括刊登)授權(quán)西安理r互頭學(xué)研究生學(xué)茹蹬融㈡曩；怨黲強≯㈡㈡磐甏㈣罐：|‘氐：!。封；經(jīng)過學(xué)校保密辦公室確定密級的涉密學(xué)位論文按照相關(guān)保密規(guī)定執(zhí)行f需要進行l(wèi)【il_：：技術(shù)保密的學(xué)位論文r按照《西安理工本學(xué)學(xué)位論文技術(shù)保密守譯表凈印容#行保密(附j(luò)≥；：冀一善‘≯’《西安理工大學(xué)學(xué)位論文技術(shù)保密申請表“，：；；；；j；蠹≥，ii：蕃薯：、囂鑫：釜i，i毒冀7i，；，；；：

5、：摘要論文題目：基于磁控濺射離子鍍技術(shù)的Cr、Si薄膜晶態(tài)結(jié)構(gòu)調(diào)控機制研究學(xué)科名稱：材料學(xué)研究生。李洪濤指導(dǎo)教師：蔣百靈教授摘要簽名：簽名。針對當(dāng)前磁控濺射離子鍍技術(shù)制備的、以改善工件表面力學(xué)和摩擦學(xué)性能為目的的金屬薄膜及碳化物／氮化物薄膜沉積過程中粗晶化傾向明顯，不采取特殊的腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)設(shè)計便難以制得綜合性能優(yōu)異的細晶甚至非晶結(jié)構(gòu)的目標(biāo)薄膜，而復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)必降低設(shè)備的產(chǎn)出效率等這一工程學(xué)問題；及晶硅太陽能電池雖轉(zhuǎn)換效率可超過18％，但高

6、的材料制備成本制約著光伏電價的市場競爭力，薄膜硅光伏組件雖具有不及晶硅光伏組件!／20的單位面積材料制備成本，但因其非晶結(jié)構(gòu)而難以進一步提高光電轉(zhuǎn)換效率這一能源材料制備技術(shù)難題；文中以磁控濺射離子鍍技術(shù)為制備手段并選取粗晶化傾向明顯的Cr薄膜和應(yīng)用于硅基光伏領(lǐng)域的Si薄膜為研究對象，通過調(diào)控鍍料粒子的沉積速率、低能粒子對基片的轟擊能量、不同點陣結(jié)構(gòu)鍍料相互間的晶化干擾等沉積參量，分析了Cr薄膜難以非晶態(tài)結(jié)構(gòu)生長和Si薄膜難以晶態(tài)結(jié)構(gòu)生長

7、的本質(zhì)原因，提出了以調(diào)整薄膜沉積層表而上原子微區(qū)遷移能力的研究思想，研究了磁控濺射環(huán)境下抑制Cr薄膜晶化傾向和促進Si薄膜晶化傾向的技術(shù)原理，根據(jù)漳膜沉積過程中低能轟擊粒子對基片表面的轟m能量的量化分析，探討了薄膜沉積微區(qū)環(huán)境對Cr、Si薄膜微觀組織結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律，以期揭示磁控濺射離子鍍環(huán)境下Cr、Si薄膜的晶態(tài)結(jié)構(gòu)調(diào)控機制。采用XRD、SEM和TEM等薄膜表征手段分析了Cr薄膜和Si薄膜微觀形貌、結(jié)晶相和晶態(tài)結(jié)構(gòu)；總結(jié)了沉積參量對Cr

8、薄膜微觀結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律，并探討了磁控濺射離子鍍環(huán)境下Cr薄膜由晶態(tài)向非晶態(tài)轉(zhuǎn)變的機制；歸納了沉積參量對Si薄膜微觀結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律，并討論了磁控濺射環(huán)境下Si薄膜由非晶態(tài)向晶態(tài)轉(zhuǎn)變的機制：研究結(jié)果表明：(1)在純Cr薄膜沉積過程中，靶電壓為300V時可獲得嵌入有納米晶的非晶Cr薄膜：低能轟擊離子的加速電壓超過90V后，純Cr薄膜截面形貌中柱狀晶消失并出現(xiàn)細小、均勻等軸晶；低能轟擊離子的通斷比超過25％后，純Cr薄膜截面形貌中柱狀晶消失并出