磁控溅射下He含量对纳米晶铜膜微结构的影响研究

该研究论文发表于2011年11月的《四川大学学报(自然科学版)》第48卷第6期，由周冰、邓爱红等人合作完成。研究主题是“磁控溅射制备的含氦纳米晶铜膜的微结构分析”。作者们利用直流磁控溅射技术，在不同比例的He/Ar混合气氛下制备了一系列含有不同氦含量的铜薄膜。这种方法允许精确控制氦的引入，从而研究其对铜膜微观结构的影响。 首先，通过弹性反冲探测(ERD)技术，研究人员检测了铜膜中氦的含量和深度分布。他们发现，氦在铜膜内的分布相对均匀，这为后续的微结构分析提供了基础数据。ERD作为一种非破坏性测试手段，能提供薄膜内部元素的分布信息。 进一步地，作者们运用X射线衍射(XRD)分析技术，深入探究了铜膜的晶体结构。实验结果显示，随着氦含量的增加，铜膜中CU(111)晶面的峰强度也随之增强。这种现象可能暗示氦的存在对铜的晶格结构有影响，可能是通过改变晶格位错或者空位等缺陷结构来实现的。 最后，文章介绍了一种名为慢正电子束分析(SPBA)的技术，用于测量不同含氦铜膜的缺陷结构。通过S参数的变化，研究人员能够更细致地了解氦含量增加对铜膜缺陷性质的影响，如缺陷浓度、类型以及它们在膜内的分布情况。 整个研究不仅关注了氦在铜膜中的掺杂效应，还结合了多种表征技术，揭示了氦对纳米晶铜膜微结构的具体影响，这对于理解材料科学中稀有气体掺杂对材料性能的影响具有重要的理论和实际意义。这项工作对于优化金属薄膜的制备工艺以及开发新型功能材料有着潜在的应用价值。