三氧化二铬薄膜的制备及应用
2017-03-08 17:22:14   来源：微迷   评论：0   点击：

三氧化二铬（Cr2O3）是铬最为稳定的氧化物，具有优良的力学、物理与化学性能，其薄膜具有高熔点、高硬度、低摩擦系数和耐磨损等优点，是应用非常广泛的一种薄膜材料。

α-Cr2O3（0001）表面结构

三氧化二铬薄膜应用

扩散阻挡层

三氧化二铬薄膜由于具有优良的高温稳定性、化学惰性和不易氧化的特性而被用作扩散阻挡层材料，例如，其薄膜可用作金属与Si薄膜间的扩散阻挡层。

耐磨损保护层

磁带的线性数据密度受到媒体与感应器之间物理距离的影响，随着该距离的增加，磁带会出现呈指数变化的信号丢失和误差增长等现象。在磁头表面制备一层三氧化二铬薄膜，可以有效提高磁头的抗磨损能力。

薄膜电阻器件

三氧化二铬薄膜由于具有电阻值可调、与硅片具有很好的粘结力和易通过化学腐蚀或剥离技术获得特定的图案形状等特点，在高电阻薄膜器件中有着巨大的应用前景。

金属材料保护层

三氧化二铬薄膜由于具有优良的耐腐蚀性和耐磨损性而受到广泛的应用，经常用来作为金属材料的保护层，防止合金元素向外扩散，C、O等元素向内扩散，以及防止金属粉化。

电子开关材料

通过利用电场引起材料的磁性各项异性发生变化，可以控制材料的磁化特性，基于这一原理可以制备出具有低能耗特点的压控旋转设备。

电极材料

锂离子电池具有轻量、高能量密度和充电平稳等特性，是当今最流行的电池种类之一。相比于其他的过渡族金属氧化物，三氧化二铬由于具有高的理论容量和相对较低的电动势值而成为最为理想的储锂材料之一。

三氧化二铬薄膜的制备方法

三氧化二铬薄膜常用的制备方法，包括化学气相沉积法、蒸发诱导组装法、脉冲激光沉积法、分子束外延法以及溅射法等。

溅射法包括磁控溅射法（MS）和离子束溅射法（IBS）。离子束溅射是利用离子源产生的氩离子对靶材进行轰击，轰击出的靶材粒子沉积到基体上形成薄膜的技术，可以制备致密度高、与基体结合力强、耐磨损、耐腐蚀的薄膜。

Advanced LDJ系列双离子束溅射薄膜沉积系统

北京埃德万斯离子束技术研究所股份有限公司双离子束溅射薄膜沉积系统，拥有溅射靶材的主源离子束和作用于样品表面的辅助离子源。由于主源选用离子束溅射，相比磁控溅射和电子束蒸发等手段更具有广泛的材料适用性，包括磁性材料、高熔点材料等，可用于溅射沉积三氧化二铬等各种金属、合金、化合物及半导体材料的单层薄膜、多层薄膜。