沉積在離子液體表面鋁薄膜的成膜機(jī)理及微觀結(jié)構(gòu).pdf

1、本文首次利用離子液體作為基底,采用真空蒸發(fā)方法,成功制備得到了具有獨特微觀結(jié)構(gòu)的鋁薄膜系統(tǒng),深入系統(tǒng)地研究了此類薄膜系統(tǒng)的表面形貌、微觀結(jié)構(gòu)和成膜機(jī)理,得到了以下實驗結(jié)果:
　　 (1)鋁原子在離子液體表面形成連續(xù)薄膜,在薄膜中可以觀察到有大量不同尺寸的準(zhǔn)圓形凝聚體。實驗發(fā)現(xiàn):準(zhǔn)圓形凝聚體的平均直徑為微米量級,并隨著沉積速率f的增加而逐漸增大。在薄膜名義厚度d<6.0mm時,準(zhǔn)圓形凝聚體的平均面積Sav與薄膜名義厚度d較好地滿足

2、一次e指數(shù)關(guān)系,當(dāng)6.0 nm5.0nm或f>0.10 nm／s時,則隨著f和d進(jìn)一步地增加而迅速下降。
　　 (2)利用原子力顯微鏡(AFM)對薄膜系統(tǒng)的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。分析結(jié)果顯示:準(zhǔn)圓形凝聚體內(nèi)、外薄膜的結(jié)構(gòu)大不相同。準(zhǔn)圓形凝聚體內(nèi)、外的薄膜

3、雖然都呈顆粒結(jié)構(gòu),它們的大小也大致相同,約為101nm量級。但準(zhǔn)圓形凝聚體內(nèi)的鋁薄膜比較平整、致密、顆粒大小分布均勻,而其外部的鋁薄膜則較為粗糙疏松,且顆粒分布也很不均勻。準(zhǔn)圓形凝聚體外界邊緣附近有許多呈放射狀的褶皺。我們認(rèn)為這些放射狀的褶皺可能與內(nèi)壓力的釋放和物質(zhì)的擴(kuò)散凝聚行為有關(guān)。
　　 (3)利用透射電子顯微鏡(TEM)分析了薄膜的微觀結(jié)構(gòu)和結(jié)晶性能。結(jié)果顯示:準(zhǔn)圓形凝聚體是由大量的晶粒所組成的,平均尺寸約為5.7±1.7

4、nm,而凝聚體外的薄膜區(qū)域大部分則為非晶態(tài),我們認(rèn)為:這種獨特的微觀結(jié)構(gòu)主要是因為具有不同能量的沉積原子在特殊的基底上擴(kuò)散而形成的；準(zhǔn)圓形凝聚體的生長機(jī)制主要有兩種,一種是俘獲沉積原子、小晶?；驕?zhǔn)圓形凝聚體周圍的非晶物質(zhì)；另一種則為準(zhǔn)圓形凝聚體之間的合并。
　　 本文各章節(jié)主要內(nèi)容安排如下:
　　 第一章:綜述了薄膜基本的制備方法和檢測技術(shù),對固相基底和液相基底表面薄膜的生長機(jī)理等進(jìn)行了簡單地介紹,并比較了兩者的異同；對