Ni-Al薄膜的制備與熱敏性能研究.pdf

1、Ni－Al薄膜是一種很有發(fā)展前景的熱敏薄膜材料。本論文用雙靶直流磁控共濺射法制備了Ni－Al薄膜，利用AFM、SEM－EDS、XRD、SPAT 對Ni-Al薄膜的表面形貌、組分、顯微結(jié)構(gòu)和缺陷進(jìn)行了表征和分析；用標(biāo)準(zhǔn)四探針測試儀對薄膜的電學(xué)特性進(jìn)行了研究，用自行設(shè)計的TCR測試系統(tǒng)對Ni－Al薄膜的熱敏特性進(jìn)行了研究。主要得出以下結(jié)論： 采用雙靶磁控共濺射方法，通過調(diào)節(jié)Ni靶和Al靶功率，制備出了滿足預(yù)期成分要求的Ni－Al熱敏

2、薄膜，薄膜的表面致密、平整，表明雙靶磁控共濺射是制備Ni－Al熱敏薄膜的有力手段。薄膜結(jié)晶良好，有(111)擇優(yōu)取向，晶粒為納米量級；熱處理使得薄膜的晶化程度加強(qiáng)。薄膜缺陷分析表明，Ni－Al熱敏薄膜主要以Al反位缺陷為主，薄膜的表面層很薄，中間層缺陷濃度低、分布均勻；熱處理之后薄膜的缺陷降低。對于含氧合金薄膜，晶化程度相對較差，熱處理之后發(fā)現(xiàn)有Al<,2>O<,3>非晶胞的存在，SPAT　研究表明Al<,2>O<,3>的出現(xiàn)造成薄膜晶

3、格更嚴(yán)重的畸變。 熱敏薄膜的電阻特性測試結(jié)果表明，薄膜的方塊電阻隨著濺射功率的增加變小，在N<,2>保護(hù)下經(jīng)快速熱處理之后薄膜的方塊電阻值有較大的增大。薄膜的電阻一溫度系數(shù)測試結(jié)果表明，熱敏薄膜樣品的電阻值比較小，電阻隨溫度的增加呈線性增大，表現(xiàn)出了金屬導(dǎo)電的特性，對比熱處理前后熱敏薄膜測溫性能的變化，發(fā)現(xiàn)熱處理使得Ni-Al薄膜的 TCR 值都有不同程度的減小，然而含氧的熱敏薄膜樣品卻發(fā)現(xiàn)了 TCR 值增加的現(xiàn)象，進(jìn)一步理論分