zrnltxgtagzrnltxgt低辐射薄膜的制备及性能研究

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1、重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要近年来随着建筑节能的需求，低辐射玻璃(Low．E玻璃)在商业住宅和居民住宅中的应用逐渐增多。Low-E玻璃具有良好的光谱选择性，即可见光区域高透过，远红外区域高反射。Low．E玻璃在满足采光的需求下，可以有效地节省采暖和空调费用。银系低辐射玻璃是世界上应用最广泛的低辐射玻璃，其介质层具有多样性，如TiOz、ZnO、Sn02等，多为氧化物薄膜，为了避免制备过程中银膜的氧化，需在银膜上沉积一层遮蔽层。氮化锆薄膜具有良好的热稳定性、耐磨性和化学稳定性，随着N／Zr化学计量的变化，薄膜颜色和光学性能差异较大。本实验欲采用纳米氮化锆薄

2、膜做介质膜，整个制备过程均在非氧化环境下进行，无需沉积遮蔽层。本研究课题以银靶和锆靶为靶材，N2为反应气体，采用射频磁控溅射法在玻璃基片和硅片上沉积了ZrN。薄膜和ZrN,／A。g／ZrN，薄膜。运用x射线衍射仪(XRD)、x射线光电子能谱(XPS)、扫描隧道显微镜(sTM)、四探针电阻仪、紫外，可见／近红外分光光度计、蔡氏金相显微镜、椭偏仪等手段对制备的薄膜样品进行测试和分析。研究表明，氮化锆薄膜呈非晶态，在可见光范围内具有高透过率，低反射的光学特性，N／Zr原子比例的增加使薄膜中自由电子数目减少，与自由电子相互作用产生反射光线的机率减少，因此薄膜可见透

3、过率呈上升趋势；分析ZrNx薄膜高透过、低反射的原因：一方面，薄膜禁带宽度k为2．99eV，具有大的能隙，在可见光范围内光子多为透过，几乎没有光能被吸收；另一方面，从薄膜的XPS图谱可知，薄膜表面存在大量的加2(呈无色透明)，对于纳米级的氮化锆薄膜而言，表面相Zr02对整体光学性能的影响较大。随着介质层ZrN。薄膜厚度的增加，ZrNx／Ag／ZrN。膜可见光透过率峰值增高，峰位红移，当厶N。薄膜厚度达到40rim时，透射峰的位置基本不再变化，透过率下降。结构为30nmZrN,／8nmAg／30nmZrN。的低辐射膜可见光透过率最高，对光谱具有明显的选择性，

4、可见光透过率平均值大于70％，近红外反射率可达到72％(2500nm处)。ZrN。／Ag／ZrN。薄膜的耐湿实验表明：随ZrN，薄膜厚度的提高，膜表面的腐蚀点在数量和尺寸上都有极大的减少，当ZrNx薄膜厚度达到30nm后，膜表面的腐蚀点数量已经很少，说明制备的ZrN。／Ag／ZrN，低辐射膜具有良好的耐湿性能。关键词：低辐射薄膜，ZrN，／Ag／ZrN。薄膜，纳米氮化锆薄膜，薄膜光学重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTLow-ecoatingsare,nowadays，depositedontoarchitecturalwindowstobeemp

5、loyedincommercialendresidentialbuildingsforthepurposeofsavingenergy．Theseshowahigllspectralselectivity,givinghi曲visibletransmittanceandhigllfar-infrared(IR)reflectance．Insatistiesthenaturallightingunderthedemand，t11eycansavetheheatingandairconditioningexpense．Low-esystemsbasedonsi

6、ngleordoublesilverfilmsagethemostpopularinworld．Alargevarietyofdifferentdesignsalreadyexists，forexample，Ti02、ZnO、Sn02andSOon．Zirconiumnitrideshaveextremephysicalandchemicalproperties，andrevealinterestingopticalandelectricalpropertieswhichhighlydependonthenitrogenstoichiometry．Inde

7、ed，thematerialexhibitsatransitionfromthestablemetallicZrNtothemetastablesemi-transparentinsulatingZr3N4．Duetoitscharacter,thereisinterestinfilmofzirconiumnitrideforuseinLOw-Ecoatings．TheworthofthesemultilayerfilmsisthatallthethinfilmsarepreparedundertheBOil—oxygenenvironment,SOthe

8、barrierlayerisnotneed，simpli匆thep