《強磁場磁控濺射的基礎研究》是依託中國科學院電工研究所，由邱清泉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：強磁場磁控濺射的基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：邱清泉
- 依託單位：中國科學院電工研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
常規永磁磁控濺射裝置由於需要在較高的氣壓和較窄的靶基板間距下放電，難以套用於製備高質量的光學薄膜和微納加工工藝中的種子薄膜，超導磁控濺射裝置靶表面的磁場比常規磁控濺射裝置高一個數量級以上，因此可以在很低的氣壓和很長的靶基板間距下製備高質量薄膜。對於強磁場磁控濺射的放電機理、電漿仿真和測試、磁體設計、鍍膜工藝等基礎問題進行研究，具有十分重要的理論和實際意義。本項目基於對強磁場磁控濺射機理的研究，將建立起一套採用高溫超導線圈激磁的小型磁控濺射鍍膜實驗平台。進一步，本項目擬以製備Cu薄膜和ZnO薄膜為例，重點對磁場強度、氣壓、電壓和靶基板間距等工作參數對電漿特性的影響，以及電漿特性對薄膜形貌和參數的影響展開研究，在此基礎上對各工作參數的配合進行最佳化。
結題摘要
常規永磁磁控濺射裝置由於需要在較高的氣壓和較窄的靶基板間距下放電，難以套用於製備高質量的光學薄膜和微納加工工藝中的種子薄膜，超導磁控濺射裝置靶表面的磁場比常規磁控濺射裝置高一個數量級以上，因此可以在很低的氣壓和很長的靶基板間距下製備高質量薄膜。對於強磁場磁控濺射的放電機理、電漿仿真和測試、磁體設計、鍍膜工藝等基礎問題進行研究，具有十分重要的理論和實際意義。 本項目基於對強磁場磁控濺射的基礎研究，建立起強磁場磁控濺射的電漿仿真模型，用PIC-MCC（粒子云格線，蒙特卡洛碰撞）方法對強磁場磁控放電電漿進行了模擬。對不同非平衡度永磁強磁場磁控濺射陰極的設計、製作和測試進行了研究。本項目搭建了強磁場磁控濺射鍍膜平台，為後續磁控放電電漿參數測試和薄膜的製備打下基礎。 本項目的主要研究工作和成果如下： 1、對強磁場磁控濺射的放電機理進行了更為深入的研究； 2、完成超導強場磁控濺射陰極磁體的最佳化設計和製作； 3、完成了超導強磁場磁控濺射陰極的低溫冷卻系統設計和絕緣、絕熱及密封結構設計； 4、完成了超導強磁場磁控濺射陰極的低溫冷卻和絕緣系統的設計工作； 5、建立了完整的強磁場磁控濺射裝置的磁場和等離子仿真軟體； 6、建立強磁場環境電漿放電的仿真模型，研究了磁場對電漿參數的影響規律； 7、完成強磁場環境下電漿探針診斷的研究工作，分析了強磁場對探針測試結果的影響； 8、完成不同非平衡度永磁強磁場磁控濺射陰極的設計、製作和測試工作； 9、建立強磁場磁控濺射鍍膜平台，完成薄膜製備的準備工作，並從理論上分析了工藝參數對薄膜電磁性能的影響規律。
