[發(fā)明專利]一種調(diào)控釩薄膜擇優(yōu)取向性的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010884112.3
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112030126A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 章嵩;鄭龍;涂溶
• 申請（專利權(quán)）人: 氣相科技（武漢）有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/16;C23C14/54
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明;官群

本發(fā)明涉及一種調(diào)控釩薄膜擇優(yōu)取向性的方法，采用非平衡磁控濺射的方法，通過調(diào)控沉積氣壓和濺射功率的條件，分別得到110、211、111取向的金屬釩薄膜。本發(fā)明操作簡單，采用非平衡磁控濺射方法，僅通過調(diào)控沉積氣壓和濺射功率即可得到具有不同擇優(yōu)取向性的金屬釩薄膜，方法重復(fù)性好，對于制備及開發(fā)應(yīng)用特定擇優(yōu)取向的金屬釩薄膜具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于薄膜材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種調(diào)控釩薄膜擇優(yōu)取向性的方法。

背景技術(shù)

材料的晶體結(jié)構(gòu)決定了其性能，金屬薄膜材料中晶體生長的取向性對其性能起著決定性作用。對于釩薄膜，擇優(yōu)取向?qū)ζ淇寡趸芰ΑC械性能以及電學(xué)性能有著很大影響。同時，在釩的高壓相變研究中，研究人員通過觀察同步X射線衍射實驗中釩體心立方相的V(110)和V(211)衍射環(huán)附近菱方相的V(100)和V(210)衍射環(huán)的產(chǎn)生來判斷釩發(fā)生了相的轉(zhuǎn)變。具有110擇優(yōu)取向或211擇優(yōu)取向的釩薄膜作為釩高壓相變研究中的“衍射靶材”能使同步X射線衍射實驗中的衍射信號越易被觀察，有利于釩高壓相變研究工作的開展。尋求一種簡單實用的方法來精確控制釩薄膜的擇優(yōu)取向性，有助于取向釩薄膜在各種特定領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種易于操作的調(diào)控釩薄膜擇優(yōu)取向性的方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

提供一種調(diào)控釩薄膜擇優(yōu)取向性的方法，采用非平衡磁控濺射的方法，通過調(diào)控沉積氣壓和濺射功率的條件，分別得到110、211、111取向的金屬釩薄膜。

上述調(diào)控釩薄膜擇優(yōu)取向性的方法，具體步驟為：

1)在非平衡磁控濺射設(shè)備沉積腔內(nèi)的兩個相對的靶座上分別安裝相同規(guī)格的釩靶材，調(diào)節(jié)兩個靶材間距為10～14cm；

2)將清洗干凈的基體放置在樣品臺中心，將沉積腔抽真空至本底真空(2×10^-4Pa)；

3)向沉積腔室內(nèi)通入氬氣，氬氣流量為10～40sccm，并調(diào)節(jié)沉積氣壓為0.5～2Pa，開啟靶電源，樣品臺以10r/min的速率自轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)濺射功率為40～120W，采用直流磁控濺射方式在基體表面濺射沉積取向金屬釩薄膜；

濺射功率≤60W時，在基體表面得到完全110擇優(yōu)取向的金屬釩薄膜；

濺射功率在80W～100W范圍內(nèi)，沉積氣壓大于1Pa時，在基體表面得到110擇優(yōu)取向的金屬釩薄膜；

濺射功率在80W～100W范圍內(nèi)，沉積氣壓為≤1Pa時，在基體表面得到211擇優(yōu)取向的金屬釩薄膜；

濺射功率大于100W，沉積氣壓≥1Pa時，在基體表面得到111擇優(yōu)取向的金屬釩薄膜。

按上述方案，步驟1)所述釩靶材純度為99.95％(質(zhì)量百分比)以上。

按上述方案，步驟2)所述基體選自Si基板，SiC基板，玻璃基板，氧化鋁基板。

按上述方案，步驟3)所述氬氣純度為99.999％(體積百分比)以上。

按上述方案，步驟3)濺射時間為0.5～12h。

本發(fā)明還包括上述方法制備得到的取向金屬釩薄膜，所述金屬釩薄膜具有110或211或111取向。研究金屬釩由于高壓相變帶來的其機械性能以及超導(dǎo)性的變化有利于本領(lǐng)域技術(shù)人員研究極端條件下材料的特性以及尋找新的超導(dǎo)材料。制備不同擇優(yōu)取向，且取向程度高的金屬釩膜可提高用于研究金屬釩高壓相變特性的同步輻射衍射實驗的衍射信號的精度和強度。