【摘 要】
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高功率脉冲磁控溅射技术(HIPIMS)作为一门新兴的高电离物理气相沉积技术具有广阔的应用前景.然而该技术应用到工业过程中时,其电子利用效率低以及系统金属粒子离化率仍有待进一步提高.本文提出了一种电场增强高功率脉冲磁控放电(EF-HIPIMS)新技术,利用电流传感器及等离子体发射光谱仪等手段研究了辅助阳极对HIPIMS 放电行为的影响,利用ANSYS 软件对该技术放电时电场和电势的空间分布进行了仿真
【机 构】
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东北林业大学工程技术学院,黑龙江哈尔滨,150040;哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室,黑龙江哈尔滨,150001
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高功率脉冲磁控溅射技术(HIPIMS)作为一门新兴的高电离物理气相沉积技术具有广阔的应用前景.然而该技术应用到工业过程中时,其电子利用效率低以及系统金属粒子离化率仍有待进一步提高.本文提出了一种电场增强高功率脉冲磁控放电(EF-HIPIMS)新技术,利用电流传感器及等离子体发射光谱仪等手段研究了辅助阳极对HIPIMS 放电行为的影响,利用ANSYS 软件对该技术放电时电场和电势的空间分布进行了仿真模拟,并利用扫描电镜观察了该放电模式下钒膜的生长形貌.结果 表明,相比常规HIPIMS 放电,EF-HIPIMS 放电时具有较高的电子利用效率和系统粒子离化率,基体电流平均值可由1.1A提高到3.9A,Ar1+/Ar0 增加1 倍同时V1+/V0 可增加1.5 倍.引入辅助阳极改善了真空室内电场和电势的空间分布,从而使得系统放电强度增加,系统等离子体密度及溅射粒子电荷态都有明显提高.此外,在该新型放电模式下的钒膜具有较小的晶粒尺寸和更致密的生长结构特征.
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