磁控溅射制备金属铀膜

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------磁控溅射制备金属铀膜第44卷第7期2010年7月原子能科学技术AtomicEnergyScienceandTechnologyVol.44,No.7July2010易泰民,邢丕峰,唐永建,张林,郑凤成,谢军,李朝阳,杨蒙生621900)(中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳摘要:研究了通过磁控溅射方法制备高纯金属铀膜的可

2、行性。采用X射线衍射(XRD)、俄歇电子能谱(AES)、扫描电镜(SEM)、表面轮廓仪分析了沉积在单晶硅或金基材上铀薄膜的微观结构、成分、界面结构及厚度、表面形貌和表面粗糙度。分析结果表明:磁控溅射制备的铀薄膜为纯金属态,氧含量和其它杂质含量均低于俄歇电子能谱仪的探测下限;溅射沉积的铀镀层与铝镀层之间存在界面作用,两者相互扩散并形成合金相,扩散层厚度约为10nm。铀薄膜厚度可达微米级,表面光洁,均方根(RMS)粗糙度优于15nm。关键词:金属铀膜;磁控溅射;表面粗糙度中图分类号:TL632.1文献标志码:A文章编号:

3、1000-6931(2010)07-0869-04PreparationofMetalUraniumFilmsbyMagnetronSputteringYITa-imin,XINGP-ifeng,TANGYong-jian,ZHANGLin,ZHENGFeng-cheng,XIEJun,LIChao-yang,YANGMeng-sheng——————————————————————————————————————-----------------------------------------------------

4、-------------------------------------------(ChinaAcademyofEngineeringPhysics,P.O.Box919-987,Mianyang621900,China)Abstract:Feasibilityofpreparationofhigh-puritymetaluraniumfilmsbymagnetronsputteringdepositionwasstudied.Microstructure,composition,interfaceofU/Ala

5、ndsurfacemorphologywereanalyzedbyX-raydiffraction(XRD),Augerelectronspectros-copy(AES)andscanningelectronmicroscopy(SEM).Itshowsthaturaniumfilmspre-paredbymagnetronsputteringdepositionarepuritymetalstates.Oxygenandotherim-purityelementsintheuraniumfilmsarebelow

6、thedetectionlimitofAugerelectronspectroscopy.ThereisinterdiffusionactionatU/AlinterfacetoformedUAlxalloys.Depthofinterdiffusioninterfaceisabout10nm.Root-mean-square(RMS)surfaceroughnessofuraniumfilmsisfinethan15nm.Keywords:metaluraniumfilms;magnetronsputtering;

7、surfaceroughness在原子参数物理测试研究中,需制备厚度几微米到十几微米、具有极好的厚度一致性、极高的表面光洁度、足以代表体材料物理化学性质的铀薄膜[1]。在如此苛刻的要求下,由于铀存在严重的加工硬化[2]、材料各向异性及无法避免的瞬间表面氧化[3],传统的机械加工方法收稿日期:2009-11-10;修回日期:2010-03-01——————————————————————————————————————---------------------------------------------------

8、---------------------------------------------基金项目:国家/8630高技术资助项目作者简介:易泰民(1982)),男,湖南娄底人,研究实习员,硕士,凝聚态物理专业870难以满足制备要求,因而,探索物理气相沉积(PVD)制备金属铀膜具有重要实际意义和理论价值[4-8]。物理气相沉积高纯金属铀膜主要困难