一种Cr3Al/Zr多层薄膜及其制备方法

技术领域

本发明属于材料表面改性领域，具体涉及一种Cr

背景技术

纳米多层薄膜是一类特殊的结构复合材料，由不同材料的纳米层交替组成，其性能取决于单层性能、层厚以及层间的界面结构。相较于单层薄膜，纳米多层薄膜具有较高的强度、延展性和断裂韧性，同时兼具特殊的物化性能，如抗辐照性、热稳定性和电磁性，被广泛用于事故容忍燃料系统、微型机电系统等方面，在材料科学与工程领域引起了广泛的关注。

界面结构作为纳米多层薄膜性能的决定因素之一，具有重要的研究意义。然而，目前关于界面结构的调控工艺缺乏系统的理论指导，因此有必要研究一种不同界面结构的纳米多层膜的制备方法，以填补这方面的空白。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种Cr

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种Cr

步骤1、除去硅基体表面的杂质以及氧化膜；

步骤2、在真空环境中利用Ar

每个调制周期中Cr

优选的，步骤1中，对对抛光后的硅基体依次在丙酮和无水乙醇中超声清洗后烘干，除去硅基体表面的杂质；

然后，采用氢氟酸水溶液对烘干后的硅基体侵蚀，去除其表面的氧化膜。

优选的，步骤2中，在真空环境中进行溅射，真空度在1.0×10

优选的，步骤2中，Cr

沉积过程中氩气流速设定为60sccm，气压设定为1.0Pa。

优选的，步骤2中预溅射之前氩气通入时间至少为30s。

优选的，步骤2中磁控溅射沉积过程中预溅射时间至少为10s。

优选的，步骤2中磁控溅射沉积过程中硅基体转速为15r/min。

一种Cr

优选的，当一个调制周期中Cr

当一个调制周期中Cr

当一个调制周期中Cr

当一个调制周期中Cr

优选的，所述Cr

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明一种Cr

本发明采用磁控溅射依次沉积，提高了离化率和沉积速率，工作气体(Ar)对被溅射出的原子的散射作用弱，沉积效率和薄膜的附着力得到进一步提升。因此，沉积的薄膜均匀致密、缺陷少、纯度高且附着力强。

本发明通过控制沉积时间来调整Cr

进一步的，沉积结束后在高真空镀膜室自然冷却，以稳定界面结构，同时避免因薄膜/基体热膨胀系数的不同造成薄膜脱落以及高温情况下可能发生的氧化。

一种的Cr

附图说明

图1为本发明磁控溅射制备的Cr

图2为本发明磁控溅射制备的Cr

图3为本发明磁控溅射制备的Cr

图4为本发明磁控溅射制备的Cr

图5为本发明不同调制周期Cr

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

一种Cr

上述Cr

步骤1)、对抛光后的硅基体依次在丙酮和无水乙醇中超声清洗后烘干，并利用氢氟酸水溶液对烘干后的硅基体侵蚀以去除其表面的氧化膜；

具体的，硅基体单面抛光，然后将其先后浸泡在丙酮和无水乙醇中分别超声清洗至少15min后烘干。之后将处理后的硅基体浸泡在浓度为45wt.％的氢氟酸水溶液中侵蚀1min左右后烘干。

将硅基体利用导电胶固定至基盘上，伴送入镀膜室，并将背底真空度抽至1.0×10

步骤2)、高真空环境中，首先利用Ar

具体的，刻蚀的功率为200W，刻蚀时间为至少为5min；预溅射之前氩气通入时间至少为30s；预溅射时间至少为10s；沉积过程中硅基体转速为15r/min；溅射时间分别为50±5s和30±5s、90±5s和60±5s、220±5s和140±5s、或440s-1300s和270s-800s元素占比为Cr：Al≈3：1，Zr元素占比保持不变。

如图1-图5所示，所制备得到的Cr

一种Cr

实施例1

本实施例1是在以下实施条件和技术要求下实施的：

首先，依次利用丙酮和无水乙醇去除靶材和基体表面的杂质，之后利用氢氟酸水溶液去除靶材和基体表面的杂质和氧化物。

然后，利用导电胶将基体固定在基盘上，并机械自动伴送进入磁控溅射真空镀膜室，抽至背底真空度为1.6×10

其次，刻蚀完成后开始正式溅射：首先通入氩气30s，预溅射10s，之后利用双直流电源依次溅射在洁净的硅基体上沉积Cr

其中，Cr

最后，待样品在高真空镀膜室中自然冷却2-3小时至室温退出，得到调制周期λ＝8nm、Cr

对所制备的Cr

实施例2

本实施例2是在以下实施条件和技术要求下实施的：

首先，依次利用丙酮和无水乙醇去除靶材和基体表面的杂质，之后利用氢氟酸水溶液去除靶材和基体表面的杂质和氧化物。

然后，利用导电胶将基体固定在基盘上，并机械自动伴送进入磁控溅射真空镀膜室，抽至背底真空度为2.4×10

其次，刻蚀完成后开始正式溅射：首先通入氩气30s，预溅射10s，之后利用双直流电源依次溅射在洁净的硅基体上沉积Cr

最后，待样品在高真空镀膜室中自然冷却2-3小时至室温退出，得到调制周期λ＝16nm、Cr

对所制备的Cr

实施例3

本实施例3是在以下实施条件和技术要求下实施的：

首先，依次利用丙酮和无水乙醇去除靶材和基体表面的杂质，之后利用氢氟酸水溶液去除靶材和基体表面的杂质和氧化物。

然后，利用导电胶将基体固定在基盘上，并机械自动伴送进入磁控溅射真空镀膜室，抽至背底真空度为3.2×10

其次，刻蚀完成后开始正式溅射：首先通入氩气30s，预溅射10s，之后利用双直流电源依次溅射在洁净的硅基体上沉积Cr

最后，待样品在高真空镀膜室中自然冷却2-3小时至室温退出，得到调制周期λ＝40nm、Cr

对所制备的Cr

实施例4

本实施例4是在以下实施条件和技术要求下实施的：

首先，依次利用丙酮和无水乙醇去除靶材和基体表面的杂质，之后利用氢氟酸水溶液去除靶材和基体表面的杂质和氧化物。

然后，利用导电胶将基体固定在基盘上，并机械自动伴送进入磁控溅射真空镀膜室，抽至背底真空度为9.8×10

其次，刻蚀完成后开始正式溅射：首先通入氩气30s，预溅射10s，之后利用双直流电源依次溅射在洁净的硅基体上沉积Cr

最后，待样品在高真空镀膜室中自然冷却2-3小时至室温退出，得到调制周期λ＝80nm、Cr

对所制备的Cr

实施例5

本实施例5是在以下实施条件和技术要求下实施的：

首先，依次利用丙酮和无水乙醇去除靶材和基体表面的杂质，之后利用氢氟酸水溶液去除靶材和基体表面的杂质和氧化物。

然后，利用导电胶将基体固定在基盘上，并机械自动伴送进入磁控溅射真空镀膜室，抽至背底真空度为1.0×10

其次，刻蚀完成后开始正式溅射：首先通入氩气30s，预溅射10s，之后利用双直流电源依次溅射在洁净的硅基体上沉积Cr

最后，待样品在高真空镀膜室中自然冷却2-3小时至室温退出，得到调制周期λ＝120nm、Cr

对所制备的Cr

实施例6

本实施例6是在以下实施条件和技术要求下实施的：

首先，依次利用丙酮和无水乙醇去除靶材和基体表面的杂质，之后利用氢氟酸水溶液去除靶材和基体表面的杂质和氧化物。

然后，利用导电胶将基体固定在基盘上，并机械自动伴送进入磁控溅射真空镀膜室，抽至背底真空度为3.5×10

其次，刻蚀完成后开始正式溅射：首先通入氩气30s，预溅射10s，之后利用双直流电源依次溅射在洁净的硅基体上沉积Cr

最后，待样品在高真空镀膜室中自然冷却2-3小时至室温退出，得到调制周期λ＝240nm、Cr

对所制备的Cr

实施例7

首先，依次利用丙酮和无水乙醇去除靶材和基体表面的杂质，之后利用氢氟酸水溶液去除靶材和基体表面的杂质和氧化物。

然后，利用导电胶将基体固定在基盘上，并机械自动伴送进入磁控溅射真空镀膜室，抽至背底真空度为1.2×10

其次，刻蚀完成后开始正式溅射：首先通入氩气30s，预溅射10s，之后利用双直流电源依次溅射在洁净的硅基体上沉积Cr

最后，待样品在高真空镀膜室中自然冷却2-3小时至室温退出，得到调制周期λ＝630nm，Cr

对所制备的Cr

本发明公开了一种Cr

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。