一、基底温度对ITO薄膜红外发射特性的影响（论文文献综述）
姚雪,谭秋林[1]（2022）在《PLD法制备ITO导电薄膜及其性能》文中指出为了研制可用于高温环境下进行应变测量的应变层,采用脉冲激光沉积（PLD）法在陶瓷基底上制备了氧化铟锡（ITO）薄膜。研究了PLD法中不同基底温度对ITO薄膜显微结构、电学性能以及阻温特性的影响。采用X射线衍射仪（XRD）测试了薄膜的晶体结构,通过四点探针测量法测得薄膜的薄层电阻,采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）对薄膜进行表面形貌分析。结果发现制备的ITO薄膜呈现出体心立方（BCC）结构,且沿（222）晶面优先生长,薄膜的晶粒尺寸随着基底温度的升高而增加,ITO薄膜的电学性能受基底温度的影响显着,电阻率随着衬底温度的升高而降低。最后,搭建测试平台在25～1 050℃内测试了不同基底温度下制备的ITO薄膜的电阻温度系数（TCR）。结果表明,ITO薄膜的电阻温度系数随基底温度的升高而降低,在基底温度为600℃下制备的ITO薄膜具有最小的TCR值,为-259.575×10-6℃-1。
田文栋[2]（2021）在《近零介电常数材料的介电常数调控和非线性光学性能研究》文中研究表明非线性光学是随着激光技术的出现而产生的一门新型的科学领域,是近现代科学前沿最具有活力的领域之一。非线性光学广泛的应用在电光调制器、光学频率转换、全息存储、微波光子学等许多领域具有非常重要的应用前景。随着科学技术的不断的发展,对于微型化光电子器件的研发,引起了科学人士的广泛关注。同时,开发具有大的非线性光学效应的低维材料及微结构对于微型化光电子器件的研发具有重要意义。针对此问题,近年来研究人员通过发展多种调控方案以增强低维材料的本征非线性光学响应,例如引入内建电场、构建超材料结构等。然而这些技术对材料的非线性光学响应强度的大幅度提升仍十分有限,亟待寻求新的技术手段和材料用于增强非线性光学效应以及最终服务于集成光子芯片开发和应用。根据Maxwell方程的边界条件与物质方程可知,当某一材料的光学介电常数的实部与虚部均趋近于零时,理论上该材料与其他物质形成的界面处,理论上该材料一侧的电场将会无限的增强。在非线性光学理论中,强的光电场不但会提高材料的非线性转化效率而且也会促使多种非线性光学现象的产生。因此,研究介电常数近零（Epsilon-Near-Zero,ENZ）材料的非线性光学效应和制备工艺,调控其ENZ波长,增强其非线性光学响应,展现出极其重要的科学意义和技术价值。本论文以具有近零介电常数特征的透明导电氧化物为主要研究对象,建立了金属氧化物ITO（In2O3:Sn）的可控制备方法,探索了溅射功率和退火条件对ITO的介电常数调控规律。研究过程中,发现了 ITO薄膜在ENZ波长下的新性质,实现了高次谐波的产生,最短输出波长206nm。首次发现AZO（ZnO:Al）薄膜在ENZ波长下产生超连续谱。该效应显着提高了表面非线性光学过程中的能量转换效率,开辟了以透明金属氧化物薄膜为基础的低维非线性光学材料新方向,同时为未来微型化集成光电子学器件奠定了一定的物质基础。具体工作内容如下:1.优化制备条件。采用磁控溅射法制备ITO薄膜,并对薄膜的晶体结构、表面形貌、薄厚、光学特性以及电学性能进行测试。已经成功制备出致密、均匀、附着性好、且表面具有颗粒感的高透ITO薄膜。2.在ITO薄膜的制备过程中,制备条件的不同会对薄膜样品的结晶度、载流子浓度、电子迁移率等产生重要的影响。改变溅射功率和退火温度,探索了制备条件对ITO样品的结构、表面形貌和光学介电常数的影响。随着溅射功率和退火温度的改变,薄膜中的载流子浓度和电子迁移率发生了变化,进一步会影响薄膜介电常数的色散关系发生了改变。可在3121-4826 nm中红外区域内进行调控。我们制备的ITO薄膜的ENZ波长随着退火温度的变化而变化,变化区域为1051-1820nm。借助此调节机制,将ITO薄膜的近零介电常数波长调至1030nm附近,实现了与商用Yb光纤激光器的中心波长相匹配。3.以Yb飞秒光纤激光器为泵浦源,研究了 ITO薄膜表面产生高阶非线性光学响应的过程。基于ITO薄膜在1030 nm处展现出较大的电场增强效应,实现了ITO薄膜的从可见光到短波紫外区的二次、三次、四次、五次谐波及超连续光谱产生效应,其中最短输出波长为206 nm。并且通过对比实验,我们也计算出了ITO薄膜在1030 nm处的二阶、三阶非线性极化率分别为0.273 pm/V,2.48×10-20 m2/V2。以及进一步得出纳米厚的薄膜中产生高效二次、三次、四次、五次谐波的转化效率分别为3.2×10-3、7.05×10-4、1.59×10-4和7.08×10-6。随着入射功率密度的不断增加,能够观察到光谱逐渐展宽,形成覆盖紫外-可见-近红外的超连续光谱（其光谱波长范围为303-945 nm）。4.我们选用光参量激光器（OPO）为泵浦源,研究了 AZO薄膜表面产生超连续光谱的过程。利用脉冲激光沉积（PLD）技术制备AZO薄膜,并计算得到其介电常数近零波长位于1501 nm处。以中心波长为1500nm的宽波段飞秒激光为泵浦源,在厚度仅为140 nm的AZO薄膜上获得了波长跨度为406-1100 nm的超连续光谱,能量转化效率为3.94%W-1,比常规的表面非线性过程高约16个数量级。通过理论分析和数值计算,该宽波段超连续谱的产生机理来源于增强的二次谐波、三次谐波、四波混频和受激拉曼散射过程的叠加。为未来低成本、微型化、高效率的超连续光源设计提供了新的思路。
王欣月,张兆诚,黎智杰,何婉婷,温锦秀,罗坚义,唐秀凤,王忆[3]（2021）在《基底加热温度对ITO薄膜的性能影响研究》文中提出氧化铟锡（ITO）薄膜被广泛用作光电器件中的透明导电电极,其透光率、导电性、表面粗糙度、与基底的功函数匹配及其电流传输特性都会对光电器件的性能造成影响。本文采用射频（RF）磁控溅射方法制备ITO薄膜,系统研究了基底加热温度对其各方面性能的影响,并确认了最佳基底温度。实验采用锡掺氧化铟陶瓷为靶材,组分摩尔比为m（In2O3）∶m（SnO2）=90∶10。采用XRD、SEM对所制备的薄膜进行表征,系统分析不同基底温度对ITO薄膜结晶性能、形貌的影响;采用紫外可见分光光度计、霍尔效应测试仪、紫外光电子谱仪（UPS）、电流电压曲线系统研究了基底温度对薄膜光电特性、载流子浓度、薄膜功函数以及电流传输特性的影响。研究结果表明,基底温度200℃为最佳,此时ITO薄膜结晶良好、表面平整、可见光波段平均透过率超过80%,导电性能和电流传输特性均较佳,且薄膜组分与靶材组分一致。
张敏[4]（2021）在《硼化锆薄膜的制备与红外辐射特性研究》文中指出隐身飞行器作为国之重器,是国家国防实力的重要体现。随着未来飞行器大推重比发动机的应用以及全向化隐身技术的发展,以尾喷管为代表的飞行器后体高温隐身问题显得尤为突出,对耐高温红外隐身材料的研制提出了迫切需求。硼化锆（ZrB2）作为耐高温导电陶瓷材料,综合了金属类材料与陶瓷类材料的双重优点,具有高熔点（3245℃）、高电导率（1.0×107S/m）以及优异的化学稳定性,在高温红外隐身材料领域有望具有优异的应用价值与发展潜力。本文以耐高温导电陶瓷ZrB2薄膜为研究对象,针对高温红外隐身的急需,系统研究ZrB2薄膜的制备工艺以及高温红外辐射特性,结合第一性原理阐明ZrB2薄膜红外低发射率的形成机理以及调控机制,深入讨论了晶体结构、表面形貌、不同粗糙度以及不同金属复合对ZrB2基薄膜电学特性及红外辐射特性的影响,总结了金属元素对ZrB2薄膜红外辐射特性的调控机制,提出了金属-陶瓷复合薄膜兼具可见光低可探测性、耐温性能以及红外低发射率性能的优势。本论文主要研究内容如下:1.结合Drude-Lorentz色散模型与ZrB2的第一性原理计算,阐明了具有类金属特性的ZrB2导电陶瓷红外低发射率的物理机理与调控机制。ZrB2材料具有类石墨烯层状结构,同时具有金属键、离子键以及轨道杂化强共价键,由于其结构中包含了自由电子与束缚电子,可采用Drude-Lorentz色散模型描述其光学响应特性。研究发现其8～14μm波段的低发射率机理主要来源于其高的电导特性,而3～5μm相对高的发射率,则是由于其自由电子浓度相对贵金属较低,导致其等离子共振频率出现红移,导致ZrB2在中红外波段的反射率减小,根据基尔霍夫定律,其红外发射率也随之增大。结合理论计算结果提出通过对ZrB2材料的自由电子浓度或等离子体共振频率的调控、以及自由电子散射机制的调控可实现对其红外发射率的调控。2.系统研究了Si基底和高温合金基底上ZrB2薄膜的制备工艺,深入讨论了非晶ZrB2薄膜的红外辐射性能随薄膜厚度以及表面粗糙度的变化规律,建立了薄膜晶体结构、微观形貌、表面粗糙度等与红外辐射性能之间的内在联系。通过薄膜厚度的调节,薄膜内部缺陷、薄膜表面等对电子的散射效应减弱,薄膜在红外波段的反射率逐渐增大,非晶ZrB2薄膜在3～5μm及8～14μm红外波段的发射率降低至0.15及0.05,表现出优异的红外低发射率特性。讨论了ZrB2薄膜在镍基高温合金基底表面的红外辐射性能,薄膜法向红外反射率随粗糙度增大而减小,且粗糙度对短波反射率的影响作用更加明显,结合光学粗糙度总结了粗糙度与红外反射率之间的关系。3.提出并研究了ZrB2薄膜在高温环境中的应用问题。研究了ZrB2薄膜晶体结构、形貌及红外辐射性能随真空热处理温度、时长的变化规律,随真空热处理温度由700℃增加至1000℃,热处理时长由4h提升至10h,薄膜晶化程度提高,薄膜晶界、缺陷、杂质位错等散射中心密度降低,薄膜红外发射率逐渐降低,表现出耐温红外低发射率特性。同时利用原位表征技术探讨了ZrB2薄膜在高温热环境中电性能与红外发射率随温度线性增加的物理机理,热振动效应随温度升高而增加,对自由电子的散射效应加剧,因此红外反射率降低,发射率增高,与Drude理论计算结论相符。同时薄膜在真空环境1000℃下的8～14μm红外发射率为0.329,表明ZrB2薄膜具有优异的高温红外低发射率特性。研究了高温环境对粗糙合金基底表面ZrB2薄膜红外辐射性能的影响,以引入过渡层的方法解决了合金基底与ZrB2薄膜热膨胀系数失配的问题。4.基于多靶共溅射Ag-ZrB2纳米复合薄膜以及高通量磁控溅射Al-Mo-ZrB2复合薄膜的制备工作,系统研究了金属相引入对薄膜红外辐射特性的影响,验证了了自由电子浓度对红外发射率的调控机制。金属与陶瓷薄膜的复合方案为制备兼具多功能性红外低发射率薄膜提供了更多的可能性,Ag-ZrB2纳米复合薄膜兼具可见光与红外波段低可探测性,并且可通过金属相的含量进行有效调控,在一定成分组合下的Al-Mo-ZrB2复合薄膜也展现出了优于纯金属薄膜的耐温性能,同时具有红外低发射率性能。本论文的研究工作对耐高温红外低发射率ZrB2薄膜的制备具有指导作用,为ZrB2薄膜在耐高温红外隐身材料领域的应用提供了理论基础与实验支撑,对于这一类别的过渡金属化合物的研究具有借鉴意义,也拓展了一类新的耐高温红外低发射率材料体系。
许科[5]（2020）在《银基光谱选择性涂层的研制》文中进行了进一步梳理太阳能发电方式主要有光热发电和光伏发电两种基本形式。在光热领域,槽式太阳能集热器中介质温度越高,热发电厂的卡诺循环效率越高。随着导热介质由合成导热油向更高效的熔融盐转变,开发低发射率的高温光谱选择性吸收涂层成为中高温太阳能热利用的关键。在光伏领域,光伏组件接受太阳辐射后导致温度升高,进而对光电转换效率产生不利影响。光伏盖板上的光谱选择性透过涂层具有增强可见光透过率并反射红外辐射的功能,可进行光伏组件的智能控温,实现性能的提升。因此,亟需开发出可见光波段高透过率、红外波段低透过率的光谱选择性透过涂层。本文在探究Ag膜的微观结构及其光谱反射特性的基础上,分别对Ag基光谱选择性吸收/透过涂层进行研制,包括Ag/TiAlONM/TiAlOND/AlON涂层的设计制备以及热稳定性和结合力研究,以及SiN/Ag/SiN涂层的优化设计以及热稳定性研究。得到相关结论如下:利用磁控溅射技术制备Ag膜,探究不同厚度、基底粗糙度和沉积温度对其微观结构及反射光谱的影响。结果表明,随着基底粗糙度和沉积温度的升高,Ag膜反射光谱降低。随着Ag膜厚度的增加,晶粒逐渐生长团聚,其红外波段的反射光谱先升高后降低。当Ag膜厚度为120 nm时,红外发射率最低,仅为0.6%。使用TFcale软件设计Ag/TiAlONM/TiAlOND/AlON涂层并利用磁控溅射进行制备。各层厚度及光学性能与理论设计值具有良好的一致性。当各层厚度分别为120 nm、68nm、27nm和35 nm时,涂层的吸收率为95.3%,400℃下的发射率仅为5.8%。相比原有Cu基光谱选择性吸收涂层,Ag基涂层具有更低的发射率且在600℃退火96 h后仍保持较高的光谱选择性。另外,100 nm的TiN粘结层能使Ag基涂层与不锈钢间的结合力提升至46.71 N。使用TFcale软件设计SiN/Ag/SiN涂层并利用磁控溅射进行制备。当各层厚度分别为30 nm、15 nm和35 nm时,SiN/Ag/SiN涂层的可见光和近红外波段的透射率分别为73.1%和17.2%。采用单一变量法优化各层厚度,发现随着内外层SiN厚度增大,涂层的可见光及近红外透射率均先升高后降低。将优化后的涂层在200℃下退火16h后光谱选择透过性不变,但当温度高于300℃时,由于Ag膜与SiN层之间的相互扩散,选择透过性随退火时长的延长而逐渐减小。
张雨[6]（2020）在《铟镓锌氧化物薄膜制备及溅射靶材组织变化研究》文中提出铟镓锌氧化物（IGZO）薄膜具有高透射率、宽光学带隙、高电子迁移率和低温制备工艺等优点,是具有发展前景的透明导电氧化物（Transparent Conductive Oxide,TCO）材料。其可应用于具有更高透射率、更大分辨率、更低功耗的TFT器件,是制备OLED（Organic Light-Emitting Diode）、柔性和超大尺寸LCD等高端显示屏的关键基材。通过磁控溅射法制备IGZO薄膜的工艺参数在很大程度上影响了薄膜的质量,通过优化磁控溅射工艺制备最佳性能的IGZO薄膜是获得高性能IGZO TFT器件的关键。目前为止,国内对IGZO靶材及薄膜的研究比较少,限制了IGZO材料的应用和国产化,因此,本论文分别系统研究了溅射气压、溅射功率和基底温度对薄膜的微观组织、形貌、光电性能以及化学价态等性质的影响机制,通过控制品质因子探究IGZO薄膜最佳制备工艺参数,此外,基于IGZO薄膜与溅射前后靶材性能之间相互影响机理,研究了溅射前后靶材的微观变化,开展了IGZO靶材溅射前后物相组成、微观结构及开裂、结瘤的研究,分别选取靶材溅射后的中心区域、刻蚀区域和边缘区域进行详细研究。得到的主要研究结果如下:（1）随着溅射气压从0.2 Pa增加至0.8 Pa,薄膜的均方根粗糙度和电阻率先减小后增加,溅射气压为0.4 Pa时薄膜具有更低的均方根粗糙度（0.204 nm）及电阻率值(4.012×10-3Ω·cm);薄膜的光学透射率和品质因子值均先增加后减小,在溅射气压为0.4 Pa时,薄膜具有最佳的平均透射率（89.06%）和品质因子值(26.38×10-4Ω-1)。（2）随着溅射功率从60 W增加至120 W,薄膜的溅射速率、光学带隙和品质因子逐渐增加,薄膜的表面粗糙度和电阻率逐渐减小;溅射功率为120 W时,溅射速率、光学带隙、品质因子均达最大值,分别为18.20 nm/min、3.83 e V、14.26×10-4Ω-1,薄膜的均方根粗糙度和电阻率分别达最小值0.185 nm和9.028×10-3Ω·cm。（3）随着基底温度从室温升高到300℃,不同基底温度下制备的薄膜均为非晶结构,综合考虑品质因子、薄膜粗糙度以及柔性衬底不耐高温的性质,探明了最佳制备工艺温度:基底温度为室温时,IGZO薄膜的品质因子、可见光范围内的平均透射率和光学带隙具有较大值,分别为28.66×10-4Ω-1、86.69%和3.842 e V,均方根粗糙度和电阻率具有较小值分别为0.32 nm和2.919×10-3Ω·cm。（4）溅射前的靶材由主相In2Ga2Zn O7和二次相Zn Ga2O4组成,溅射后不同区域的靶材含有不同类型的纳米颗粒,中心区域和刻蚀区域主要由In2Ga2Zn O7和富含镓的氧化物组成,此外中心区域的结瘤部位除了富含Ga元素还含较高的C元素（由溅射腔室内的灰尘和脱落物导致）,污染物C容易在裂纹和孔洞处堆积,成为结瘤的核心;边缘区域主要由In2Ga2Zn O7组成。同时也发现溅射后靶材化学组成分布不均匀会使得靶材表面的结瘤进一步扩大。
郭德双[7]（2020）在《ITO纳米颗粒制备及光学性质的研究》文中研究说明ITO（Indium Tin Oxide）是锡掺杂的氧化铟,是一种高简并、重掺杂的n型半导体氧化物,因其具有一系列优良的电学、光学以及化学等性能,所以广泛地应用于多种领域,显示出广阔的前景。而纳米ITO粉体除了具有纳米材料具备的性质外还具有其它如高比表面积耐磨性,导电性等性质,引起了人们的广泛关注,成为了热门的研究课题。近年来电子印刷技术的发展使ITO薄膜制备向湿法合成方向转变,采用纳米粉体沉积基板来制备透明导电氧化物薄膜的方法已经成为一种趋势,因此具备优质性能的ITO纳米材料需求量增加。纳米粉体的形貌、分散性、颗粒均匀度以及颗粒本身的光电性质直接影响制备纳米薄膜的性能。为制备出性能优良的ITO纳米粉体,研究纳米粉体制备的方法和工艺条件十分重要。本文使用共沉淀法合成不同参数的ITO纳米颗粒,以及对ITO颗粒进行退火处理,研究不同合成条件以及退火参数对于ITO颗粒性质的影响,为后续工作提供理论基础。本论文的研究内容主要包括以下部分:（1）研究合成条件对于ITO颗粒性质的影响。随着Sn掺杂浓度的增大,ITO的光学带隙先增大后减小,在Sn掺杂浓度为10%时达到最大值3.40 eV,大的掺杂浓度导致载流子浓度增大,激子辐射复合的概率增加,从而增强了发光强度。进一步的掺杂导致电子与电子、电子与电离杂质电荷间相互作用以及杂质带与导带的重叠,从而使带隙变窄。由于氧空位浓度随溶液pH值的增加而增加,在电离过程中,一个氧空位可以提供两个自由电子,载流子浓度的增大导致带隙增大。氧空位浓度增加时,发射光子数增加,从而使光致发光强度增大。（2）讨论了退火参数对于ITO颗粒性质的影响。随着退火温度的升高,XRD衍射峰变得尖锐,晶体质量提升,载流子浓度增大,光学带隙展宽到3.70 eV。Ar气氛下退火光学带隙值最大,PL发光峰最强,这是由于Ar中退火,使得材料的氧空位增多,载流子浓度增大,光学带隙展宽,且氧空位浓度增大,发射光子数增多,PL强度提高。与此相反,在O2中退火使得光学带隙变窄、PL强度降低。最后研究了H2退火对ITO结构及能带的影响,发现H2退火之后In-O键的振动峰减弱,ITO颗粒表面氧溢出并形成In-Sn合金所致,In-Sn合金使载流子浓度增大,带隙展宽且激子辐射复合的概率增加,从而增强了发光强度。
王立坤[8]（2019）在《二氧化锡基NFTO-TiO2复合透明导电薄膜的构筑与表征》文中研究指明SnO2基透明导电薄膜在低辐射玻璃和薄膜太阳能电池等领域已取得广泛的应用,进一步提高其光学、电学性能是当前一项十分迫切的任务。本文针对氧化锡基低辐射玻璃（Low-E）辐射率偏高的问题,对F掺杂的SnO2（SnO2:F,FTO）薄膜制备过程中的氟源、温度和膜厚进行了工艺优化,并采用Nb、F共掺杂的方式进一步提高其电学性能,基于第一性原理对Nb和F共掺杂SnO2（NFTO）的晶胞结构、差分电荷密度、Bader电荷、能带结构和态密度等进行了计算;在此基础上,采用气溶胶辅助化学气相沉积（AACVD）法以NFTO薄膜为功能层、以金红石结构锡掺杂的TiO2（r-TiO2:Sn,r-TTO）薄膜为过渡层构筑了NFTO/r-TTO复合薄膜,获得了优于现有辐射率指标的Low-E玻璃。针对在薄膜太阳能电池前电极应用中存在的问题,在FTO镀膜玻璃上沉积了一层TiO2钝化层,改善了其抗还原能力,并获得了高雾度的纳米花状的表面形貌。采用X射线衍射仪和透射电子显微镜（TEM）、场发射扫描电镜和原子力显微镜、紫外可见分光光度计与傅里叶红外光谱仪、四探针方阻仪和霍尔效应测试仪对薄膜的结构、形貌、光学和电学性能进行了研究;采用TEM中的X射线能量色散谱附件、X射线光电子能谱和辉光放电光谱仪分析了薄膜中元素的分布和化学状态;通过紫外光电子能谱探讨了薄膜的功函数和能级分布等信息。主要研究结果如下:以SnF2为氟源,基板温度控制在500℃,膜厚为648 nm时,FTO薄膜的光学和电学性能最佳,可见光区平均透过率和电阻率分别为76%和3.89×10-4Ω·cm,品质因数为17.9×10-3Ω-1。Nb和F共掺杂在SnO2中形成了高度分散的导带底,Fermi能级的位置上移,O和F周围出现了更多的离域电荷;Nb和F共掺杂SnO2薄膜减小了FTO薄膜的晶格畸变,提高了其结晶度,晶粒尺寸和择优取向度明显增大。前驱液中F掺杂浓度为20 at.%,Nb的掺杂浓度为1 at.%时,薄膜具有最高的载流子浓度7.463×1020 cm-3和最低的电阻率3.71×10-4Ω·cm,品质因数为22×10-3Ω-1,在可见光区的平均透过率80%,红外反射率约9296%。NFTO/r-TTO复合薄膜提高了NFTO薄膜的结晶度和有序度,降低了NFTO薄膜与玻璃基底之间的结构失配,薄膜中晶格畸变、结构缺陷和残余应力均明显减小。r-TTO与NFTO功函数较为匹配,二者之间形成的异质结构有利于TiO2中的电子向NFTO薄膜中转移,增加其载流子浓度,载流子浓度和霍尔迁移速率明显提高,方块电阻和电阻率显着降低,分别为5Ω/□和2.82×10-4Ω·cm,较FTO薄膜的方块电阻和电阻率分别减小了40%和37.2%。薄膜的平均透过率在78%以上,中远红外反射率明显提高,辐射率为0.08,较FTO薄膜的辐射率0.12降低了33%。一定厚度的TiO2钝化层可有效避免底层FTO薄膜被氢等离子体还原,TiO2/FTO复合薄膜的抗氢等离子体还原能力显着提高,并呈现具有更高雾度的纳米花状的表面形貌。当制备的TiO2层厚度约为213 nm时,雾度值为36.7%。
刘豪[9]（2019）在《与航空发动机涡轮叶片一体化集成的薄膜应变计研究》文中进行了进一步梳理新一代航空发动机不断向大推重比、长寿命、低油耗方向发展,航空发动机内部工作温度越来越高,也越来越接近涡轮叶片、转轴等高温部件材料的临界工作温度。随着工作时间的增加,叶片等高温部件可能会出现疲劳裂纹甚至断裂等现象,导致发动机发生故障。监测叶片等高温部件应力/应变大小可以有效检测它们的疲劳受损情况,进而及时有效预警发动机的故障。因此,研制稳定、可靠且适用于航空发动机高温、高压、强振动等恶劣工作环境的应变测量传感器具有重要意义。薄膜应变计因具有厚度薄、质量轻、准确、响应快,而且不影响被测部件表面气流场,不破坏其表面结构的优点,而易于实现与航空发动机涡轮叶片等高温部件一体化集成。为了满足航空发动机高温、高压、强振动恶劣工作环境下原位应变测试的需求,本文采用物理气相沉积方法制备由过渡层、绝缘层、敏感层和防护层等构成的多层多元结构薄膜应变计,通过多层多元薄膜结构设计和制备工艺优化,突破了多层多元薄膜结构匹配和热匹配技术、复杂表面薄膜图形化制备技术、薄膜应变计高温绝缘技术和高温防护技术等难点。采用标定技术研究了薄膜应变计高温性能,并成功应用在某型号发动机涡轮叶片上,研究了涡轮叶片的高温高周动应变特性。本研究为航空发动机涡轮叶片试验测试、故障诊断提供了一种先进的应变测试技术,对提升我国高性能航空发动机研制水平具有推动作用。主要研究内容如下:1.为了解决镍基高温合金基底与薄膜应变计之间的结构匹配和热匹配问题,研究了NiCrAlY薄膜析铝、热氧化过程,制备了金属-氧化物渐变过渡层。研究表明,金属-氧化物渐变过渡层能够有效增强基底与薄膜应变计之间的结合强度,同时热氧化生成的致密热氧化层（TGO）有利于提高薄膜应变计与基底之间的电绝缘性能。2.利用多层多元氧化物薄膜构成复合绝缘层,突破高温绝缘技术。首先,研究了YSZ、Al2O3薄膜构成的复合绝缘层,对比了单层Al2O3、双层YSZ/Al2O3和四层YSZ/Al2O3/YSZ/Al2O3复合绝缘层的绝缘性能。结果表明,四层结构YSZ/Al2O3/YSZ/Al2O3复合绝缘层具有最优的绝缘性,在800℃时绝缘电阻达到200 kΩ。主要是单层氧化物绝缘层薄膜内部存在贯穿薄膜的晶界等缺陷,高温下容易形成离子导电通道,导致绝缘电阻减小。而多层复合结构绝缘层中,因为引入绝缘层界面,不同绝缘层薄膜界面之间存在的界面势垒能够有效阻断离子导电通道,提高高温绝缘性能,并且随着绝缘层界面的增加,其绝缘电阻也进一步增加。其次,本文还研究了MgO与热氧化层（TGO）构成的TGO/MgO双层绝缘层。结果表明,TGO/MgO双层结构绝缘层在25-1000℃温度范围内都具有优异的绝缘性能,在1000℃时,其绝缘电阻达到1.5 MΩ,主要归因于结构致密的TGO/MgO薄膜在室温时电导率低,并且电导激活能小,即电导率随温度变化小,使得TGO/MgO双层结构复合绝缘层在高温环境下仍具有优良的绝缘性能。经过四次循环（单次循环时,在1000℃保温2 h）后,在1000℃的绝缘电阻仍保持0.55 MΩ,显示了良好的高温稳定性,能够满足薄膜应变计在更高温度下的电绝缘性能要求。3.采用PdCr薄膜作为应变敏感层,研究了PdCr薄膜的厚度对其方阻、电导率、电阻温度系数等电学性能及高温稳定性的影响。研究表明,随着PdCr薄膜厚度的增加,其电学性能逐渐趋于稳定。其主要原因是较厚的薄膜具有相对较少的位错等缺陷,其缺陷是高温性能不稳定的主要原因。为了进一步提高PdCr薄膜的高温稳定性,对其进行了真空退火研究,表明退火处理可以有效改善PdCr薄膜的晶体结构,进而减小高温电阻漂移,提高高温稳定。退火后,PdCr薄膜在800℃的平均电阻漂移率由-0.126%/h降低为-0.065%/h,约为未退火的一半。4.为了提高薄膜应变计的高温抗氧化性,研究了ZrO2-Al2O3/Al2O3异质多层防护层,并与单层Al2O3和复合ZrO2-Al2O3防护层进行了对比。研究表明,异质多层结构防护层的防护效果优于单层和复合防护层。其原因是Al2O3薄膜和ZrO2-Al2O3不仅具有均匀致密、无缺陷的结构,而且在界面处的界面势垒能有效阻断氧离子渗透通道,进一步提高ZrO2-Al2O3/Al2O3异质防护层的高温防护特性。5.采用静态标定法对PdCr薄膜应变计进行了应变敏感性能的标定研究。结果表明,PdCr薄膜应变计的电阻随应变呈良好的线性关系,其应变灵敏系数具有较好的重复性。PdCr薄膜应变计的应变灵敏系数随着温度升高而增大。在室温时,PdCr薄膜应变计应变灵敏系数为1.78,在800℃时升高为2.13。6.在某型号涡轮叶片上制备PdCr薄膜应变计,率先研究了涡轮叶片的高温高周动应变,并建立了基于频域处理的动应变分析方法。研究表明,PdCr薄膜应变计响应速度快、工作温度高、可靠性好,能够满足室温800℃、加速度载荷010 g、振动频率01700 Hz的工作要求。7.采用冷热冲击试验和高空台模拟试验对PdCr薄膜应变计进行了可靠性评估。PdCr薄膜应变计能够耐受多循环、高强度热冲击,在高温高压高速燃气环境下结构完整,无开裂、脱落、起皮等失效现象。测试结果表明,PdCr薄膜应变计与涡轮叶片结合强度高,在航空发动机高温、高压、强振动环境下具有较好的可靠性。8.初步研究了PdCr薄膜应变花的应变敏感性能,制备的90°应变花不仅能够测量高温下试件应变的大小,也能够测量应变的方向。此外,还制备了具有更高应变灵敏系数的铟锡氧化物（ITO,indium tin oxide）薄膜应变计,并研究了ITO敏感薄膜的制备工艺,但其在高温下的稳定性有待进一步提高。
彭亮[10]（2019）在《光谱选择性发射红外隐身多层膜的设计、制备与性能研究》文中提出红外探测技术和精确制导武器的发展对各类军事目标的生存与安全构成了严重威胁,红外隐身技术已成为提高军事装备战斗力、打赢现代化战争的重要因素。作为一种新型的红外隐身材料,光谱选择性发射材料从降低发射率和降低实际温度两方面出发,抑制目标的红外辐射特征,实现红外隐身。具体来说,该类材料在红外探测的大气窗口波段（3-5μm和8-14μm）具有低发射率;同时在非窗口波段具有高发射率,通过非窗口波段的红外辐射降低目标的实际温度,即辐射降温。光谱选择性发射材料能够解决传统红外隐身材料所存在的全波段低发射率和辐射降温的兼容问题,具有优异的红外隐身性能和广阔的应用前景。目前,研究人员针对这一需求,设计并制备了基于微纳结构的光谱选择性发射材料,但是存在着光谱选择性差,结构和工艺复杂,耐温性差等制约其应用的实际问题。此外,该类材料的辐射降温性能和红外隐身性能尚未进行系统的实验验证。本文基于超薄金属膜或介质材料的本征红外光学特性,设计并制备光谱选择性突出、制备工艺简单、耐温性能良好的选择性发射红外隐身多层膜。通过理论计算和实验表征,对选择性发射红外隐身多层膜的光谱特征调控、变温红外发射率、辐射降温性能及红外隐身性能等问题展开系统深入的研究。论文对促进光谱选择性发射材料在红外隐身技术领域的应用具有重要意义。全文主要分为以下三个部分:1.基于超薄金属膜的光谱选择性发射红外隐身多层膜基于超薄金属银（Ag）膜的本征红外光学特性,并借助阻抗匹配理论,设计可用于红外隐身的光谱选择性发射多层膜。超薄金属Ag膜在红外波段的高消光系数及其隧道效应使其成为增强红外辐射的有效媒介。将超薄Ag膜与红外透明介质材料锗（Ge）相结合,设计并制备了在3-5μm和8-14μm窗口波段具有低发射率(ε3-5μm=0.18;ε8-14μm=0.31),非窗口5-8μm波段具有高发射率(ε5-8μm=0.82)的Ag/Ge选择性发射红外隐身多层膜,多层膜的光谱选择性可保持至200℃。此外,分别在真空和室内环境测试Ag/Ge选择性发射多层膜的辐射降温性能。与红外低发射率材料相比,Ag/Ge选择性发射多层膜通过增强5-8μm非窗口波段的发射率表现出更优异的辐射降温性能,两种材料分别覆盖的目标在真空和室内环境测温实验中实际温度的最大温差依次为120℃和15℃。最后,通过与红外低发射率材料的对比,验证了Ag/Ge选择性发射多层膜在红外隐身中的性能优势。当目标实际温度低于200℃时,上述两种材料分别覆盖的目标在3-5μm和8-14μm波段辐射温度的最大温差依次为19℃和11℃。Ag/Ge选择性发射多层膜将降低窗口波段发射率和实际温度相结合,更有效地抑制目标的辐射温度,即红外辐射特征,表现出更优异的红外隐身性能。2.面向高温红外隐身应用的选择性发射多层膜通过多层膜材料体系的优化选择,设计耐温性能更好,面向高温红外隐身应用的选择性发射多层膜。以超薄难熔金属钼（Mo）膜和过渡族金属氧化物氧化铪（Hf O2）膜作为多层膜组成材料,通过结构设计调控Hf O2/Mo多层膜的红外发射率,满足高温红外隐身的光谱选择性要求:3-5μm窗口波段低发射率(ε3-5μm<0.3),5-8μm非窗口波段高发射率(ε5-8μm>0.75)。变温红外发射率测试结果表明,Hf O2/Mo多层膜在真空和氮气环境中的光谱选择性可保持至700℃。但在高温空气环境中,多层膜的光谱选择性随Mo膜的氧化及铪-钼氧化物（Hf Mo2O8）的生成而消失。Hf O2/Mo多层膜的光谱选择性、结构和光谱热稳定性使其适用于航天器高温部件的红外隐身。3.全介质型选择性发射红外隐身多层膜基于氮化铝（AlN）的本征强反射带特性,设计全介质型的光谱选择性发射多层膜。通过表征AlN的红外光谱以及红外光学常数,分析了AlN的本征强反射带（11-15.5μm）特性及其应用于选择性发射红外隐身材料的可行性。将AlN的强反射带与Ge/Mg F2带通滤光膜相结合,设计全介质型AlN基选择性发射红外隐身多层膜。变温红外发射率测试结果表明,膜系在窗口波段的发射率低于0.3(ε3-5μm=0.26;ε8-14μm=0.29),在非窗口5-8μm波段发射率接近0.8(ε5-8μm=0.79),且光谱选择性可保持至400℃。由于兼具窗口波段低发射率和辐射降温特性,AlN基选择性发射材料具有比AlN基低发射率材料更优异的红外隐身性能,两种材料在8-14μm窗口波段辐射温度的最大温差约8.5℃。最后,基于AlN基选择性发射多层膜全介质型的结构特点,将其与微波吸收体相结合,得到一种红外-雷达兼容隐身材料。该兼容隐身材料在保持红外光谱选择性的同时,在8-11 GHz波段吸收率高于0.9。
二、基底温度对ITO薄膜红外发射特性的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基底温度对ITO薄膜红外发射特性的影响（论文提纲范文）
（1）PLD法制备ITO导电薄膜及其性能（论文提纲范文）
| 0 引 言 |
| 1实 验 |
| 1.1 ITO薄膜的制备 |
| 1.2 薄膜测试与表征 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 基底温度对ITO薄膜表面形貌的影响 |
| 2.2 基底温度对薄膜溅射速率的影响 |
| 2.3 基底温度对ITO薄膜物相结构的影响 |
| 2.4 基底温度对ITO薄膜电学性能的影响 |
| 2.5 基底温度对ITO薄膜阻温特性的影响 |
| 3 结 论 |
（2）近零介电常数材料的介电常数调控和非线性光学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 引言 |
| §1.2 近零介电材料 |
| §1.2.1 自然界中存在的ENZ材料 |
| §1.2.2 超材料 |
| §1.2.3 部分近零介电材料的ENZ波长 |
| §1.3 非线性光学理论和电场增强理论 |
| §1.3.1 非线性光学理论 |
| §1.3.2 非线性光学效应 |
| §1.3.3 ENZ材料中电场增强理论 |
| §1.4 近零介电材料研究进展 |
| §1.4.1 激光频率转换 |
| §1.4.2 全光开关器件 |
| §1.4.3 定向发射器 |
| §1.4.4 相位调制器 |
| §1.4.5 滤波器 |
| §1.4.6 波导器件 |
| §1.4.7 宽波段完美吸收体 |
| §1.5 本论文的主要研究工作 |
| 参考文献 |
| 第二章 ITO薄膜的制备与表征 |
| §2.1 引言 |
| §2.2 样品制备 |
| §2.2.1 磁控溅射的工作原理 |
| §2.2.2 衬底预处理 |
| §2.2.3 磁控溅射法制备样品 |
| §2.3 样品表征 |
| §2.3.1 XRD分析 |
| §2.3.2 拉曼光谱分析 |
| §2.3.3 样品表面形貌及厚度分析 |
| §2.3.4 紫外-可见-红外分光光度计分析 |
| §2.3.5 电学性能分析 |
| §2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 ITO薄膜的ENZ区域调控 |
| §3.1 引言 |
| §3.2 介电常数的调控机理 |
| §3.3 溅射功率对ITO薄膜介电常数的色散关系影响 |
| §3.3.1 材料制备与表征 |
| §3.3.2 溅射功率对ITO薄膜介电常数的影响 |
| §3.4 退火温度对ITO薄膜介电常数的色散关系影响 |
| §3.4.1 材料制备与表征 |
| §3.4.2 退火温度对ITO薄膜介电常数的影响 |
| §3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 ITO薄膜中高次谐波的产生 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 ITO薄膜的制备与表征 |
| §4.2.1 ITO薄膜的制备 |
| §4.2.2 介电常数及电场增强的计算 |
| §4.2.3 实验装置图 |
| §4.3 二次、三次谐波的研究 |
| §4.3.1 二次、三次非线性电极化率的计算 |
| §4.3.2 二次、三次谐波转换效率及偏振依赖性研究 |
| §4.4 四次谐波,五次谐波的研究 |
| §4.4.1 四次、五次谐波的测试 |
| §4.4.2 四次、五次谐波转换效率及偏振依赖性研究 |
| §4.5 超连续光谱的研究 |
| §4.5.1 超连续光谱的产生 |
| §4.5.2 超连续光谱产生的机理分析 |
| §4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 AZO薄膜中超连续光谱的产生 |
| §5.1 引言 |
| §5.2 AZO薄膜的制备与表征 |
| §5.2.1 AZO薄膜的制备 |
| §5.2.2 AZO薄膜的结构表征 |
| §5.2.3 AZO薄膜的厚度与形貌表征 |
| §5.2.4 AZO薄膜介电常数的表征 |
| §5.3 AZO薄膜的二阶非线性效应研究 |
| §5.3.1 实验装置图 |
| §5.3.2 AZO薄膜的二次谐波色散关系的研究 |
| §5.3.3 AZO薄膜的二阶非线性电极化率的计算 |
| §5.4 AZO薄膜的三阶非线性效应研究 |
| §5.4.1 AZO薄膜的三阶非线性电极化率的计算 |
| §5.4.2 闭孔z扫描对AZO薄膜的三阶非线性效应研究 |
| §5.5 AZO薄膜的超连续光谱研究 |
| §5.5.1 AZO薄膜的超连续光谱的产生 |
| §5.5.2 AZO薄膜表面产生超连续光谱的机理分析 |
| §5.5.3 入射功率对超连续光谱的影响 |
| §5.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| §6.1 主要研究工作 |
| §6.2 主要创新点 |
| §6.3 有待进一步开展的工作 |
| 攻读博士学位期间发表论文情况 |
| 攻读博士学位期间所获奖励及参加学术会议情况 |
| 致谢 |
| Paper 1 |
| Paper 2 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）基底加热温度对ITO薄膜的性能影响研究（论文提纲范文）
| 0 引 言 |
| 1 实 验 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 基底温度对ITO薄膜晶体结构的影响 |
| 2.2 基底温度对ITO薄膜形貌的影响 |
| 2.3 基底温度对ITO薄膜透过率的影响 |
| 2.4 基底温度对ITO薄膜电学性能的影响 |
| 2.5 基底温度对ITO薄膜功函数的影响 |
| 2.6 基底温度为200 ℃和300 ℃时ITO薄膜的粗糙度 |
| 2.7 薄膜样品的成分确认 |
| 3 结 论 |
（4）硼化锆薄膜的制备与红外辐射特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 红外隐身技术原理及应用 |
| 1.2.1 红外隐身技术概述 |
| 1.2.2 红外辐射基础理论 |
| 1.2.3 红外隐身原理概述 |
| 1.2.4 红外隐身技术手段 |
| 1.3 发射率相关基础理论 |
| 1.3.1 反射率、吸收率、透过率 |
| 1.3.2 发射率定义 |
| 1.3.3 发射率影响因素 |
| 1.4 红外低发射率材料的国内外研究现状 |
| 1.4.1 常温红外低发射率材料 |
| 1.4.2 耐高温红外低发射率材料 |
| 1.5 论文选题意义与结构安排 |
| 1.5.1 论文选题意义 |
| 1.5.2 论文主要内容与创新点 |
| 1.5.3 论文结构安排 |
| 第二章 ZrB_2红外低发射率机理研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 ZrB_2第一性原理理论计算 |
| 2.2.1 理想ZrB_2晶体材料理论模型和计算方法 |
| 2.2.2 理想ZrB_2晶体材料电子结构 |
| 2.2.3 理想ZrB_2晶体材料光学性质 |
| 2.3 ZrB_2材料红外发射率调控机制 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 红外低发射率ZrB_2薄膜制备及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 厚度对ZrB_2薄膜红外辐射特性影响机理研究 |
| 3.2.1 样品制备 |
| 3.2.2 厚度对ZrB_2薄膜晶体结构与显微形貌的影响 |
| 3.2.3 厚度对ZrB_2薄膜电性能及红外辐射性能的影响 |
| 3.3 粗糙度对ZrB_2薄膜红外辐射特性影响机理研究 |
| 3.3.1 样品制备 |
| 3.3.2 粗糙合金基底ZrB_2薄膜的晶体结构及微观形貌 |
| 3.3.3 粗糙合金基底ZrB_2薄膜的红外辐射性能讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 ZrB_2薄膜高温热处理及变温红外辐射特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 热处理对ZrB_2薄膜红外辐射特性影响机理研究 |
| 4.2.1 样品制备 |
| 4.2.2 热处理对ZrB_2薄膜晶体结构与显微形貌的影响 |
| 4.2.3 热处理对ZrB_2薄膜电性能及红外辐射性能的影响 |
| 4.3 ZrB_2薄膜高温环境中红外辐射特性表征及研究 |
| 4.3.1 样品制备及原位表征技术 |
| 4.3.2 ZrB_2薄膜变温电性能及红外发射率性能 |
| 4.4 合金基底表面ZrB_2薄膜耐温性能研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 ZrB_2基复合薄膜制备与红外辐射特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 共溅射法Ag-ZrB_2复合薄膜制备与红外辐射特性研究 |
| 5.2.1 样品制备 |
| 5.2.2 Ag-ZrB_2复合薄膜的结构、成分及形貌研究 |
| 5.2.3 Ag-ZrB_2复合薄膜的光学性能研究 |
| 5.3 高通量磁控溅射法Al-Mo-ZrB_2复合薄膜制备与红外辐射特性研究 |
| 5.3.1 样品制备 |
| 5.3.2 Al-Mo-ZrB_2复合薄膜结构、成分及形貌研究 |
| 5.3.3 Al-Mo-ZrB_2复合薄膜的电性能及红外辐射性能研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（5）银基光谱选择性涂层的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光谱选择理论基础 |
| 1.2.1 光谱选择吸收性 |
| 1.2.2 光谱选择透过性 |
| 1.3 国内外光谱涂层研究进展 |
| 1.3.1 光谱选择性吸收涂层研究进展 |
| 1.3.2 光谱选择性透过涂层研究进展 |
| 1.4 论文的研究目的及内容 |
| 2 实验方案及表征方法 |
| 2.1 样品制备 |
| 2.1.1 磁控溅射 |
| 2.1.2 光学设计 |
| 2.2 薄膜分析检测方法 |
| 2.2.1 扫描电镜分析 |
| 2.2.2 X射线衍射分析 |
| 2.2.3 俄歇电子能谱分析 |
| 2.2.4 X射线光电子能谱分析 |
| 2.2.5 原子力显微分析 |
| 2.2.6 表面粗糙度测量 |
| 2.2.7 涂层附着力测量 |
| 2.2.8 椭偏仪测量 |
| 2.2.9 反射及透射光谱测量 |
| 3 Ag膜微观结构及其光谱反射特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Ag膜的溅射工艺探究 |
| 3.3 Ag膜反射光谱影响因素探究 |
| 3.3.1 Ag膜厚度对其反射光谱的影响 |
| 3.3.2 基底粗糙度对Ag膜反射光谱的影响 |
| 3.3.3 基底温度对Ag膜反射光谱的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 Ag基光谱选择性吸收涂层研制与性能探究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Ag基光谱选择性吸收涂层设计 |
| 4.2.1 TiAlON膜溅射工艺探究 |
| 4.2.2 Ag膜和TiAlON膜光学常数探究 |
| 4.2.3 涂层的设计 |
| 4.3 Ag基光谱选择性吸收涂层微观结构及热稳定性 |
| 4.4 Ag基光谱选择性吸收涂层的结合力改善 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 Ag基光谱选择性透过涂层研制与热稳定性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Ag基光谱选择性透过涂层设计 |
| 5.2.1 SiN膜的微观形貌分析 |
| 5.2.2 SiN膜的光学性能探究 |
| 5.2.3 涂层的设计 |
| 5.3 Ag基光谱选择性透过涂层制备 |
| 5.3.1 Ag膜厚度对选择透过性的影响 |
| 5.3.2 内层SiN厚度对选择透过性的影响 |
| 5.3.3 外层SiN厚度对选择透过性的影响 |
| 5.4 Ag基光谱选择性透过涂层微观结构及热稳定性 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（6）铟镓锌氧化物薄膜制备及溅射靶材组织变化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 透明导电薄膜简介 |
| 1.1.1 透明导电氧化物薄膜简要概述 |
| 1.1.2 透明导电氧化物薄膜研究进展 |
| 1.1.3 透明导电氧化物薄膜的应用领域 |
| 1.2 IGZO薄膜简介 |
| 1.2.1 IGZO材料的特点 |
| 1.2.2 IGZO材料的研究进展 |
| 1.2.3 IGZO材料的应用 |
| 1.2.4 IGZO透明导电薄膜的结构 |
| 1.2.5 IGZO透明导电薄膜的电学性能 |
| 1.3 IGZO靶材的开裂、“中毒” |
| 1.4 本课题研究意义和内容 |
| 1.4.1 研究的目的和意义 |
| 1.4.2 研究的基本内容 |
| 2 实验制备技术与表征手段 |
| 2.1 IGZO靶材的制备方法 |
| 2.2 磁控溅射镀膜技术 |
| 2.3 实验过程 |
| 2.3.1 靶材制备过程 |
| 2.3.2 玻璃基底清洗步骤 |
| 2.3.3 薄膜沉积过程 |
| 2.4 实验表征方法 |
| 3 IGZO薄膜的制备与性能研究 |
| 3.1 溅射气压对IGZO薄膜性能的影响 |
| 3.1.1 溅射气压对IGZO薄膜光学性能的影响 |
| 3.1.2 溅射气压对IGZO薄膜结构的影响 |
| 3.1.3 溅射气压对IGZO薄膜形貌的影响 |
| 3.1.4 溅射气压对IGZO薄膜生长速度的影响 |
| 3.1.5 溅射气压对IGZO薄膜电学性能的影响 |
| 3.1.6 溅射气压对IGZO薄膜品质因子的影响 |
| 3.1.7 溅射气压对IGZO薄膜成分和化学状态的影响 |
| 3.2 溅射功率对IGZO薄膜性能的影响 |
| 3.2.1 溅射功率对IGZO薄膜光学性能的影响 |
| 3.2.2 溅射功率对IGZO薄膜结构的影响 |
| 3.2.3 溅射功率对IGZO薄膜形貌的影响 |
| 3.2.4 溅射功率对IGZO薄膜生长速度的影响 |
| 3.2.5 溅射功率对IGZO薄膜电学性能的影响 |
| 3.2.6 溅射功率对IGZO薄膜品质因子的影响 |
| 3.2.7 溅射功率对IGZO薄膜成分和化学状态的影响 |
| 3.3 基底温度对IGZO薄膜性能的影响 |
| 3.3.1 基底温度对IGZO薄膜光学性能的影响 |
| 3.3.2 基底温度对IGZO薄膜结构的影响 |
| 3.3.3 基底温度对IGZO薄膜形貌的影响 |
| 3.3.4 基底温度对IGZO薄膜生长速度的影响 |
| 3.3.5 基底温度对IGZO薄膜电学性能的影响 |
| 3.3.6 基底温度对IGZO薄膜品质因子的影响 |
| 3.3.7 基底温度对IGZO薄膜成分和化学状态的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 溅射前后靶材的变化 |
| 4.1 IGZO陶瓷靶材的制备 |
| 4.2 IGZO陶瓷靶材性能表征 |
| 4.2.1 溅射时间对靶材的宏观影响 |
| 4.2.2 IGZO靶材物相组成、微观结构和元素组成分析 |
| 4.2.3 IGZO靶材开裂与结瘤原因分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（7）ITO纳米颗粒制备及光学性质的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 ITO结构与性质 |
| 1.2.1 ITO材料结构及能带 |
| 1.2.2 ITO材料性质 |
| 1.3 ITO研究进展 |
| 1.4 ITO纳米颗粒的制备方法 |
| 1.4.1 机械研磨法 |
| 1.4.2 喷雾热分解法 |
| 1.4.3 液相沉淀法 |
| 1.4.4 溶胶一凝胶法 |
| 1.4.5 热注射或一锅法 |
| 1.4.6 微乳法 |
| 1.4.7 水热合成法 |
| 1.5 ITO材料的应用 |
| 1.6 本文的选题依据及主要研究内容 |
| 第2章 ITO纳米颗粒的制备与表征手段 |
| 2.1 化学共沉淀原理及特点 |
| 2.2 实验材料及设备 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 实验设备 |
| 2.3 实验方案 |
| 2.4 样品的表征手段 |
| 2.4.1 X射线衍射技术 |
| 2.4.2 扫描电子显微镜 |
| 2.4.3 拉曼光谱 |
| 2.4.4 傅里叶变换红外光谱 |
| 2.4.5 紫外可见吸收光谱 |
| 2.4.6 光致发光光谱 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 ITO纳米颗粒的制备及光学特性表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 掺杂浓度对ITO纳米颗粒的影响 |
| 3.2.1 形貌结构表征 |
| 3.2.2 光学性质分析 |
| 3.3 pH对ITO纳米颗粒的影响 |
| 3.3.1 结构表征 |
| 3.3.2 光学性质分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 退火对ITO纳米颗粒的结构及光学性质的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 退火温度对ITO纳米颗粒的影响 |
| 4.2.1 结构表征 |
| 4.2.2 光学性质分析 |
| 4.3 退火氛围对ITO纳米颗粒的影响 |
| 4.3.1 结构形貌表征 |
| 4.3.2 光学性质分析 |
| 4.4 氢气退火对ITO纳米颗粒的影响 |
| 4.4.1 结构形貌表征 |
| 4.4.2 光学性质分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
（8）二氧化锡基NFTO-TiO2复合透明导电薄膜的构筑与表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 SnO_2 基透明导电氧化物薄膜 |
| 1.2.1 SnO_2 薄膜的基本性质及研究现状 |
| 1.2.2 SnO_2 薄膜在Low-E镀膜玻璃中的应用 |
| 1.2.3 SnO_2 薄膜在薄膜太阳能电池中的应用 |
| 1.3 SnO_2 基透明导电薄膜的制备方法 |
| 1.3.1 喷雾热解法 |
| 1.3.2 磁控溅射法 |
| 1.3.3 化学气相沉积法 |
| 1.3.4 溶胶-凝胶法 |
| 1.4 课题研究的目的和意义 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 实验及测试分析技术 |
| 2.1 实验药品及相关设备 |
| 2.2 镀膜装置 |
| 2.3 测试分析方法 |
| 2.3.1 X射线衍射仪 |
| 2.3.2 场发射扫描电子显微镜 |
| 2.3.3 原子力显微镜 |
| 2.3.4 聚焦离子束技术 |
| 2.3.5 透射电子显微镜 |
| 2.3.6 紫外-可见分光光度计 |
| 2.3.7 四点探针方阻仪 |
| 2.3.8 霍尔效应测试仪 |
| 2.3.9 拉曼光谱仪 |
| 2.3.10 X射线光电子能谱仪 |
| 2.3.11 紫外光电子能谱仪 |
| 2.3.12 辉光放电光谱仪 |
| 2.3.13 雾度计 |
| 2.3.14 傅里叶红外光谱仪 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 FTO薄膜的制备与性能分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 氟源的选择 |
| 3.2.1 不同氟源FTO薄膜的制备过程 |
| 3.2.2 不同氟源FTO薄膜的晶体结构和表面形貌的区别 |
| 3.2.3 不同氟源FTO薄膜的XPS分析 |
| 3.2.4 FTO薄膜电学和光学性能随氟源种类的改变 |
| 3.3 基板温度的选择 |
| 3.3.1 FTO薄膜晶体结构和表面形貌随基板温度的演变 |
| 3.3.2 FTO薄膜光学和电学性能随基板温度的变化 |
| 3.4 薄膜厚度的选择 |
| 3.4.1 FTO薄膜晶体结构和表面形貌随膜厚的演变 |
| 3.4.2 FTO薄膜光学和电学性能随膜厚的变化 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 Nb、F共掺杂SnO_2薄膜的电学性能及协同作用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Nb、F共掺杂SnO_2薄膜的样品制备及表征分析 |
| 4.2.1 薄膜样品的制备 |
| 4.2.2 薄膜样品的晶体结构对比分析 |
| 4.2.3 薄膜样品的表面形貌对比分析 |
| 4.2.4 薄膜样品的光学和电学性能对比分析 |
| 4.3 Nb、F共掺杂SnO_2的第一性原理计算 |
| 4.3.1 计算参数设置和模型构造 |
| 4.3.2 结构优化及结果讨论 |
| 4.3.3 差分电荷密度与Bader电荷分析 |
| 4.3.4 能带结构与态密度的分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 NFTO/r-TTO复合薄膜的电学性能及界面分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验样品制备 |
| 5.3 TiO_2:Sn薄膜晶型转变的研究 |
| 5.4 NFTO/r-TTO复合薄膜的结构、界面及性能分析 |
| 5.4.1 NFTO/r-TTO复合薄膜的微观结构、残余应力和表明形貌 |
| 5.4.2 NFTO/r-TTO复合薄膜中元素的分布及化学状态 |
| 5.4.3 不同类型薄膜光学和电学性能的对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 纳米花状TiO_2/FTO复合薄膜的抗氢等离子体还原能力研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 薄膜样品的制备 |
| 6.3 TiO_2 层及氢等离子体处理前后薄膜样品的形貌演化 |
| 6.4 氢等离子体处理前后薄膜样品的结构演化 |
| 6.5 氢等离子体处理前后薄膜样品光学性能的变化 |
| 6.6 氢等离子体处理前后FTO薄膜的XPS和 UPS分析 |
| 6.7 TiO_2/FTO复合薄膜的GD-OES分析 |
| 6.8 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（9）与航空发动机涡轮叶片一体化集成的薄膜应变计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景及意义 |
| 1.2 常用应变测量的国内外研究历史及现状 |
| 1.2.1 数字图形相关法 |
| 1.2.2 光纤布拉格光栅传感器 |
| 1.2.3 声表面波应变传感器 |
| 1.2.4 激光引伸计 |
| 1.2.5 薄膜应变计 |
| 1.3 论文选题依据与研究内容 |
| 1.3.1 论文选题依据 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第二章 薄膜应变计基本原理与试验分析方法 |
| 2.1 应变计工作原理 |
| 2.2 薄膜应变计的结构 |
| 2.3 薄膜应变计性能表征 |
| 2.3.1 薄膜应变计电阻的测量 |
| 2.3.2 薄膜应变计的电阻温度系数 |
| 2.3.3 薄膜应变计的电阻漂移率及漂移应变速率 |
| 2.3.4 薄膜应变计的视应变 |
| 2.3.5 薄膜应变计的应变灵敏系数 |
| 2.3.6 薄膜应变计应变测量误差分析 |
| 2.4 薄膜材料的表征方法 |
| 2.4.1 薄膜材料微观形貌表征 |
| 2.4.2 薄膜材料微观结构表征 |
| 2.4.3 薄膜材料电阻率 |
| 2.4.4 薄膜材料膜厚表征 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 过渡层及绝缘层的制备及性能研究 |
| 3.1 过渡层薄膜制备及其对绝缘性能的影响 |
| 3.1.1 NiCrAlY薄膜的制备 |
| 3.1.2 NiCrAlY薄膜微观表征 |
| 3.1.3 TGO层对绝缘层性能的研究 |
| 3.1.4 TGO层绝缘特性对比 |
| 3.2 YSZ/Al_2O_3 多层结构绝缘层制备及绝缘性能研究 |
| 3.2.1 Al_2O_3及YSZ薄膜的制备 |
| 3.2.2 不同结构绝缘层绝缘特性对比及机理讨论 |
| 3.2.3 四层绝缘层的微观结构 |
| 3.2.4 四层复合绝缘层绝缘电阻的热循环特性 |
| 3.3 TGO/MgO复合陶瓷薄膜绝缘特性研究 |
| 3.3.1 MgO陶瓷薄膜的制备 |
| 3.3.2 基底温度对MgO陶瓷薄膜微观结构的影响 |
| 3.3.3 基底温度对TGO/MgO陶瓷薄膜绝缘特性的影响 |
| 3.3.4 TGO/MgO高温绝缘机理研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 应变敏感层的图形化及其制备研究 |
| 4.1 应变敏感栅的结构 |
| 4.2 应变敏感栅图形化技术 |
| 4.3 PdCr应变敏感薄膜制备 |
| 4.3.1 PdCr薄膜沉积工艺 |
| 4.3.2 厚度对PdCr应变薄膜电学性能的影响 |
| 4.3.3 PdCr薄膜稳定性研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 薄膜应变计高温防护层研究 |
| 5.1 不同结构防护层的制备 |
| 5.2 不同结构防护层的微观结构 |
| 5.3 退火对不同结构防护层PdCr薄膜的微观结构表征 |
| 5.4 退火对异质Al_2O_3-ZrO_2/Al_2O_3 防护层异质界面微观结构的影响 |
| 5.5 不同结构防护层对PdCr薄膜应变计性能的影响 |
| 5.5.1 对PdCr薄膜应变计稳定性的影响 |
| 5.5.2 对PdCr薄膜应变计重复性的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 薄膜应变计的性能研究 |
| 6.1 应变信号高温互联技术研究 |
| 6.2 PdCr薄膜应变计的可靠性测试 |
| 6.2.1 PdCr薄膜应变计微观 |
| 6.2.2 冷热冲击测试 |
| 6.2.3 整机高空台模拟测试 |
| 6.3 PdCr薄膜应变计的静态标定 |
| 6.3.1 PdCr薄膜应变计的静态标定 |
| 6.3.2 PdCr薄膜应变计电阻-应变响应重复性表征 |
| 6.3.3 PdCr薄膜应变计的误差分析 |
| 6.4 PdCr薄膜应变计的动态测试 |
| 6.4.1 平板型动态试件性能研究 |
| 6.4.2 涡轮叶片高温高周动应变测试 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 PdCr薄膜应变花及ITO应变敏感材料初探 |
| 7.1 90°PdCr薄膜应变花研究 |
| 7.1.1 90°应变花结构 |
| 7.1.2 90°应变花电阻应变响应特性 |
| 7.2 ITO薄膜应变计制备及标定 |
| 7.2.1 ITO薄膜制备工艺研究 |
| 7.2.2 大气退火对ITO薄膜电学性能的影响 |
| 7.2.3 ITO薄膜应变计的制备 |
| 7.2.4 ITO薄膜应变计的标定 |
| 7.3 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 论文工作总结 |
| 8.2 论文创新点 |
| 8.3 前景展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（10）光谱选择性发射红外隐身多层膜的设计、制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 红外隐身概述 |
| 1.2.1 红外辐射的基本理论 |
| 1.2.2 红外隐身的概念与途径 |
| 1.3 红外隐身材料的研究现状及发展趋势 |
| 1.3.1 研究现状 |
| 1.3.2 发展趋势 |
| 1.4 光谱选择性发射材料的研究进展 |
| 1.4.1 光谱选择性发射红外隐身材料的基本概念 |
| 1.4.2 研究进展 |
| 1.4.3 在红外隐身领域的研究现状 |
| 1.5 论文选题依据、研究内容和创新点 |
| 1.5.1 论文选题依据 |
| 1.5.2 论文研究内容 |
| 1.5.3 论文创新点 |
| 第二章 实验过程与研究方法 |
| 2.1 主要实验材料及设备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 材料制备 |
| 2.2.1 薄膜制备 |
| 2.2.2 周期性碳阵列层的制备 |
| 2.3 组成、结构和形貌分析 |
| 2.3.1 结构分析 |
| 2.3.2 成分分析 |
| 2.3.3 形貌分析 |
| 2.3.4 光学性能测试 |
| 2.3.5 电学特性分析 |
| 第三章 基于超薄金属银膜的选择性发射红外隐身多层膜 |
| 3.1 膜系设计 |
| 3.1.1 超薄金属Ag膜的红外光学特性 |
| 3.1.2 膜系结构设计 |
| 3.1.3 光谱选择性的机理分析 |
| 3.2 结构表征及红外光谱特性 |
| 3.2.1 膜系结构表征 |
| 3.2.2 红外光谱特性测试 |
| 3.3 辐射降温性能测试与分析 |
| 3.3.1 真空环境中辐射降温性能研究 |
| 3.3.2 室内环境中辐射降温性能研究 |
| 3.4 红外隐身性能测试 |
| 3.5 膜系结构再优化 |
| 3.5.1 超薄连续Ag膜的工艺优化 |
| 3.5.2 膜系结构再优化 |
| 3.5.3 红外光谱特性调谐 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 针对高温红外隐身的HfO_2/Mo选择性发射多层膜 |
| 4.1 膜系设计 |
| 4.1.1 膜系组成材料的选择 |
| 4.1.2 膜系结构设计 |
| 4.2 制备工艺研究 |
| 4.2.1 单层薄膜制备工艺研究 |
| 4.2.2 膜系结构表征 |
| 4.3 红外光谱特性 |
| 4.3.1 常温红外发射率测试 |
| 4.3.2 高温红外发射率测试 |
| 4.3.3 光谱热稳定性分析 |
| 4.4 红外隐身性能仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 全介质型AlN基选择性发射红外隐身多层膜 |
| 5.1 AlN的结构、成分与红外光学特性 |
| 5.1.1 AlN的结构与成分表征 |
| 5.1.2 AlN的红外光学特性 |
| 5.2 膜系设计与红外光谱特性 |
| 5.2.1 膜系结构设计 |
| 5.2.2 红外光谱特性测试 |
| 5.3 辐射降温性能研究 |
| 5.3.1 辐射降温性能测试 |
| 5.3.2 辐射降温性能分析 |
| 5.4 红外隐身性能研究 |
| 5.4.1 红外隐身性能仿真 |
| 5.4.2 红外隐身性能测试 |
| 5.5 红外-雷达兼容隐身性能研究 |
| 5.5.1 微波吸收体的设计 |
| 5.5.2 兼容隐身性能测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 全文主要结论 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
四、基底温度对ITO薄膜红外发射特性的影响（论文参考文献）
- [1]PLD法制备ITO导电薄膜及其性能[J]. 姚雪,谭秋林. 微纳电子技术, 2022(02)
- [2]近零介电常数材料的介电常数调控和非线性光学性能研究[D]. 田文栋. 山东大学, 2021(11)
- [3]基底加热温度对ITO薄膜的性能影响研究[J]. 王欣月,张兆诚,黎智杰,何婉婷,温锦秀,罗坚义,唐秀凤,王忆. 人工晶体学报, 2021(05)
- [4]硼化锆薄膜的制备与红外辐射特性研究[D]. 张敏. 电子科技大学, 2021(01)
- [5]银基光谱选择性涂层的研制[D]. 许科. 北京有色金属研究总院, 2020(08)
- [6]铟镓锌氧化物薄膜制备及溅射靶材组织变化研究[D]. 张雨. 郑州大学, 2020(02)
- [7]ITO纳米颗粒制备及光学性质的研究[D]. 郭德双. 长春理工大学, 2020(01)
- [8]二氧化锡基NFTO-TiO2复合透明导电薄膜的构筑与表征[D]. 王立坤. 燕山大学, 2019(06)
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