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玻璃基板上硅薄膜结构和性能的研究

专 业: 材料学
关键词: 硅薄膜 镀膜玻璃 附着力 化学气相沉积 拉曼光谱
分类号: TQ171
形 态: 共 62 页 约 40,610 个字 约 1.943 M内容
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内容摘要


本文介绍了硅薄膜的发展状况、结构特点、性质以及应用,详细阐述了硅薄膜制备技术——化学气相沉积CVD方法的原理、特点和用途等,并简要概述镀膜玻璃的节能性能表征。

模拟浮法在线镀膜玻璃生产工艺,采用常压化学气相沉积APCVD技术以硅烷SiH4为主要原料气体在移动的玻璃基板上制备硅薄膜。

利用透射电子显微镜TEM、扫描电子显微镜SEM、拉曼光谱Raman及红外光谱FTIR等手段系统研究了沉积温度、掺杂等制备工艺对薄膜微结构的影响,并分析了微结构的成因。

研究发现,在600~680℃的范围内制备的薄膜具有纳米晶粒镶嵌的结构;随着沉积温度的升高,镶嵌的纳米晶粒粒径增大,并且致密度增加。

乙烯掺杂制备的薄膜是一种纳米Si/SiC镶嵌的复合材料,其中存在Si-C键结合。

乙烯掺杂会降低薄膜的沉积速率,改善硅的结晶程度,致使薄膜形成较为有序的结构;在形貌上表现为颗粒分布均匀;而薄膜中碳的存在会加剧硅的氧化,表现为薄膜中Si-O含量较高。

研究了沉积工艺对薄膜的力学性能和光学性能的影响。

用划痕法测量了薄膜与玻璃基板之间的附着力。

温度升高,一方面会促使基板表面物理吸附态原子向化学吸附态转化;另一方面由于扩散加强,会形成多原子层化学吸附,致使薄膜的附着力随着温度的升高而增加。

乙烯掺杂会促进硅的结晶,使微结构的有序度增加,导致薄膜与玻璃基板之间失配,致使薄膜的附着力随着乙烯掺杂量的增加略有降低。

薄膜在紫外波段的透射比很低;在可见光波段有较高的透射比,其平均透射比会随着温度的升高而降低;在近红外波段有较高的反射比,其平均反射比随着温度的升高而增大..……

全文目录


第一章 引言
第二章 文献综述
2.1 硅薄膜的分类、性能及研究进展
2.1.1 单晶硅薄膜
2.1.2 多晶硅薄膜
2.1.3 非晶硅薄膜
2.1.4 纳米硅薄膜
2.1.5 一氧化硅薄膜
2.1.6 二氧化硅薄膜
2.1.7 氮化硅薄膜
2.1.8 氮氧化硅薄膜
2.1.9 碳化硅薄膜
2.2 化学气相沉积技术
2.2.1 化学气相沉积法的基本原理
2.2.2 薄膜沉积的影响因素
2.2.3 沉积工艺对薄膜结构和性能的影响
2.3 常用的化学气相沉积工艺及其工业应用
2.3.1 热激活化学气相沉积
2.3.2 等离子增强化学气相沉积
2.3.3 光辅助化学气相沉积
2.3.4 金属有机物化学气相沉积
2.4 掺杂对硅薄膜沉积的影响
2.5 薄膜的力学性能
2.5.1 薄膜的附着力
2.5.2 薄膜的内应力
2.5.3 提高附着力的途径
2.6 镀膜玻璃的分类及性能
2.6.1 镀膜玻璃的分类
2.6.2 镀膜玻璃节能性能表征
2.7 选题角度的确立
第三章 实验
3.1 实验设备
3.2 实验原料
3.3 基板清洗
3.4 测试方法
3.4.1 拉曼光谱
3.4.2 透射电子显微镜
3.4.3 扫描电子显微镜
3.4.4 薄膜与基板之间附着力的测试
3.4.5 傅立叶变换红外光谱分析
3.4.6 薄膜透、反射光谱的测量
3.4.7 原子力显微镜
第四章 实验结果与讨论
4.1 硅薄膜组成与结构的分析
4.1.1 温度对薄膜组成和结构的影响
4.1.2 乙烯掺杂对薄膜组成和结构的影响
4.1.3 乙烯掺杂对薄膜沉积速率的影响
4.1.4 乙烯掺杂后表面形貌的变化
4.1.5 硅薄膜结构成因分析
4.2 薄膜与玻璃基板之间附着力的分析
4.2.1 温度对薄膜附着力的影响
4.2.2 乙烯掺杂对薄膜附着力的影响
4.3 薄膜光学性能的研究
第五章 结论
参考文献

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中图分类: > TQ171 > 工业技术 > 化学工业 > 硅酸盐工业 > 玻璃工业

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