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近期实验总结

近期实验总结. 指导教师： 胡 明 教授 主讲人：高旺. 实验核心方向. 不同厚度金属钒膜在纯氧快速热处理氧化工艺下，可以发生热制相变的时间 - 温度范围，寻找相变效果最佳膜厚。 溅射 20 分钟金属钒膜在纯氧快速热处理氧化工艺下，可以发生热制相变的时间 - 温度范围。. 最佳膜厚寻找. 温度. 厚度. 时间. 最佳膜厚寻找. 对于同一厚度的薄膜，可以发生热制相变的快速热处理保温时间，随着保温温度的升高会降低，但非线性关系。

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近期实验总结

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Presentation Transcript

  1. 近期实验总结 指导教师： 胡 明 教授 主讲人：高旺

  2. 实验核心方向 • 不同厚度金属钒膜在纯氧快速热处理氧化工艺下，可以发生热制相变的时间-温度范围，寻找相变效果最佳膜厚。 • 溅射20分钟金属钒膜在纯氧快速热处理氧化工艺下，可以发生热制相变的时间-温度范围。

  3. 最佳膜厚寻找 温度 厚度 时间

  4. 最佳膜厚寻找 • 对于同一厚度的薄膜，可以发生热制相变的快速热处理保温时间，随着保温温度的升高会降低，但非线性关系。 • 在一定范围内，升高保温温度和延长保温时间都可以制得可以发生热制相变的氧化钒薄膜。但是如果温度过低或过高，无论怎么延长或减小保温时间都无法制得可以发生热制相变的薄膜，说明纯氧快速热氧化金属钒膜工艺下，快速热处理保温温度起主导因素，而非保温时间。

  5. 最佳膜厚寻找 • 对于不同膜厚的薄膜，随着膜厚的增加热制相变效果越来越好，膜厚很薄时相变幅度只有大概20倍左右（120k-8k），达到一定厚度后（例如20min），相变幅度可达到300倍左右（170k-500 Ω）。 • 当薄膜厚度达到一定程度后，随着厚度的增加相变幅度开始减小（对于这个结论现在还只是假设，目前实验还没有找到拐点，这也是后面实验需要攻克的问题）。 • 经过大量实验发现，时间在25s-35s之间的条件会得出较好的相变效果。说明对于不同厚度的最优热制相变条件，起主导作用的是保温时间，而非保温温度。

  6. 20分钟金属钒膜热制相变研究

  7. 20分钟金属钒膜热制相变研究 • 图中曲线范围内就是可以发生热制相变的快速热处理条件，保温温度从470℃-530℃，跨度达到70℃，保温时间从12s-85s，跨度超过70s。 • 范围的确定是利用四探针和加热装置，测得室温20℃和高温80℃下的方块电阻值，如果变化幅度超过两个数量级(50倍以上)则认为薄膜可以发生热制相变。 • 从图中可以看出，区间形状不规则且无规律，这说明在纯氧环境下，利用快速热处理热氧化制备的氧化钒薄膜，保温温度和保温时间对于薄膜热制相变性能的影响不是简单地线性关系。

  8. 20分钟金属钒膜热制相变研究 • 为了更合理更准确地描述相变条件，把整个区域划分成三块，即低温区、中温区和高温区。可以发现，随着温度的升高，温区范围在缩小，这说明保温温度对于薄膜相变性能的影响，是随着保温温度的升高保温时间相对减少。 • 为了更进一步了解保温温度和保温时间对于薄膜热制相变性能的影响，分别选取三个温区中的代表性条件，利用RTS-8型四探针表面电阻测试仪和加热装置，测得薄膜方块电阻随温度变化曲线。

  9. 20分钟金属钒膜热制相变研究 • （由于差几次试验，还没有来及找出典型条件）所以下面只给出相变变化幅度大体数据。 • 低温区：150k-1k • 中温区：170k-500 Ω • 高温区：400k-10k • 中温区可以得到最好的热制相变效果，变化幅度达300倍左右，低温区在80℃时的方块电阻还不够小，而高温区整体的方块电阻都偏大。

  10. 短期实验目标 • 对于不同厚度薄膜，寻找热制相变效果减弱的拐点。 • 对于20分钟金属钒膜，选取三个温区的样片进行微观测试，分析和总结使得热制相变效果有明显差异的原因。

  11. Thank You !

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