[发明专利]一种Cr2O3薄膜体系及其制备方法

摘要

本发明涉及一种Cr2O3薄膜体系及其制备方法，该体系以金属材料为基底，基底上覆有Cr2O3薄膜，或基底上以Cr‑M为过渡层，过渡层上覆有Cr2O3薄膜。制备前，先对基底进行真空加热烘烤和Ar+离子束清洗，以降低基片和薄膜的污染；然后采用共溅射法在基底表面沉积Cr‑M过渡层；最后采用离子束辅助反应溅射的方法在过渡层表面溅射Cr2O3薄膜。此法可有效缓解Cr2O3薄膜和金属基底的应力，避免薄膜开裂和剥落，明显提高膜‑基结合力。本发明从多方面综合保证薄膜质量，大大提高溅射效率。

主权项

1.一种Cr2O3薄膜体系的制备方法，其特征在于，该体系以金属材料为基底，基底上以Cr‑M为过渡层，过渡层上覆有Cr2O3薄膜，其中，M为与Cr和基底相融合的金属元素，基底为Cu、Al、Ag纯金属材料，则M为基底中的金属元素；或所述基底为不锈钢合金材料，则M为基底中含量最多的金属元素；所述Cr‑M过渡层为梯度过渡层；所述Cr2O3薄膜体系的制备方法包括以下步骤：1)基底的清洗：基底依次经丙酮和乙醇超声清洗干净后，放入真空腔体，待真空优于5×10‑2Pa后，50～400℃下，真空加热烘烤基底10～60min，然后降温至80℃以下，待真空优于5×10‑3Pa后，采用Ar+离子束对基底清洗5～30min；2)Cr‑M过渡层的制备：采用共溅射法制备Cr‑M过渡层，通入Ar气，气压为0.3～3Pa，开启两溅射电源，使用M靶和Cr靶同时进行溅射0～60min；通过改变两金属靶的功率和/或靶‑基距进行调整M:Cr的摩尔比；3)Cr2O3薄膜的制备：采用离子束辅助反应溅射的方法沉积Cr2O3薄膜，通入Ar气和反应气体，总气压为0.3～3Pa，其中反应气体分压为0.005～0.2Pa，开启溅射电源和Ar+离子束电源，待辉光稳定后，将基片移至辉光区，开始沉积Cr2O3薄膜；沉积1～300min后，关闭溅射电源和Ar+离子束电源，断开Ar气和反应气体，关闭真空系统，得到Cr2O3薄膜体系；所述Cr2O3薄膜体系使基片的二次电子发射系数δ降低20％～35％，使薄‑基结合力增加了41.4％。