随着全球资源的减少和环境的恶化, 节能减排已成为人们关注的焦点, 具有保温隔热功能的低辐射玻璃成为研究的热点。 提高玻璃保温隔热性能最有效的方法就是在其表面涂覆低辐射率层。 原材料丰富、 导电性能好、 可见光透过率高等优势使得Al掺杂ZnO (AZO)薄膜成为最具潜力的低辐射率层。 系统研究了温度对AZO薄膜红外辐射性能的影响, 分析了变化机理。 首先研究了在一定的温度下持续一段时间后, AZO薄膜的红外比辐射率的变化情况。 然后研究了在变温环境中红外比辐射率的变化情况。 采用直流磁控溅射法在室温下玻璃基片上沉积500 nm厚的AZO薄膜, 将薄膜放到马弗炉中进行热处理, 在100～400 ℃空气气氛下保温1 h, 随炉冷却。 采用X射线衍射仪对AZO薄膜进行物相分析, 采用扫描电子显微镜观察薄膜表面形貌变化。 利用四探针测试法测量AZO薄膜的电阻率, 采用红外比辐射率测试仪测试薄膜红外比辐射率, 可见分光光度计测量可见光谱。 测试的结果表明, 薄膜热处理前后均为六角纤锌矿结构, (002)择优取向。 300 ℃及以下热处理1 h后, (002)衍射峰增强, 半高宽变窄, 晶粒尺寸长大。 随着热处理温度的升高, 薄膜的电阻率先减小后增大, 200 ℃热处理后的薄膜具有最小的电阻率(0.9×10-3 Ω·cm)。 热处理温度升高, 晶粒长大使得薄膜电阻率降低。 热处理温度过高, 薄膜会从空气中吸收氧, 电阻率下降。 薄膜的红外比辐射率变化趋势和电阻率的一致, 在200 ℃热处理后获得最小值(0.48)。 自由电子对红外光子有较强的反射作用, 当电阻率低, 自由电子浓度高的时候, 更多的红外光子被反射, 红外辐射作用弱, 红外比辐射率小。 薄膜的可见光透过率随着热处理温度的升高先减小后增大, 200 ℃热处理后的薄膜的可见光透过率最小, 但仍高达82%。 这种变化是由于自由电子浓度变化引起的, 自由电子对可见光有很强的反射作用。 选取未热处理和200 ℃热处理后的样品进行变温红外比辐射率的测量, 将样品放在可加热的样品台上, 位置固定, 在室温到350 ℃的升温和降温过程中每隔25 ℃测量一次红外比辐射率, 结果表明, 在室温到350 ℃的温度范围内, AZO薄膜的红外比辐射率在升温过程中随着温度的上升而增大, 在降温过程中减小, 经过整个升、 降温过程后, 薄膜的红外比辐射率增大。

为了满足透明导电薄膜轻便、可折叠、高分辨率及快速响应的需求,在AZO单层透明导电薄膜研究基础上,尝试在柔性PET衬底上制备AZO/Ag/AZO三层透明导电薄膜。先利用光学薄膜设计软件对膜系进行设计优化,再参照此优化值制备研究不同AZO、Ag层对AZO/Ag/AZO薄膜光电性能的影响。通过合理的实验设计与对比,发现在柔性PET衬底上制备的三层AZO薄膜与在硬质衬底上制备的薄膜光电性能相当,且当三层AZO/Ag/AZO薄膜中AZO层厚度在40~45 nm,Ag层厚度8 nm时,在可见光波段的透过率高达到92%,电阻率低至4.0×10-5Ω·cm,透明导电薄膜的品质因子最高为12.6×10-2Ω-1。得到的AZO/Ag/AZO三层透明导电薄膜具有与常见的ITO薄膜相比拟的性能。

采用直流磁控溅射法，结合氧化法热处理在硅基底上制备VO₂薄膜，通过SEM、XRD、XPS、FTIR红外透射率等测试，从多角度分析了氧化热处理对VO₂薄膜截面结构、晶相成分、成分价态、红外透射率相变特性的影响。实验分析表明，采用直流磁控溅射与氧化热处理相结合的方法，可获得主要成分为具有明显择优取向单斜金红石结构VO₂(011)晶体的氧化钒薄膜，氧化热处理有利于VO₂晶粒生长并增加薄膜致密性，同时其红外透射率具有明显相变特性，相变温度为60.5 ℃，3~5 μm、8~12 μm波段的红外透射率对比值达到99.5%，实现了对红外波段辐射的开关功能，适合应用于红外探测器的激光防护研究，同时可为深入研究对薄膜的氧化热处理提供参考依据。

为了实现7 nm波段Mo/B4C多层膜反射镜元件的制备,研究了不同退火方式对Mo/B4C多层膜应力和热稳定性的影响.首先,采用直流磁控溅射方法分别基于石英和硅基板制作Mo/B4C多层膜样品,设计周期为3.58 nm、周期数为60,Mo膜层厚度与周期的比值为0.4.其次,采用不同的退火方式对所制作的样品进行退火实验,最高退火温度500 ℃.最后,分别采用X射线掠入射反射、X射线散射和光学干涉仪的方法对退火前后的Mo/B4C多层膜的周期、界面粗糙度和应力进行测试.测试结果表明采用真空退火方式能够有效降低Mo/B4C多层膜的应力,且退火前后Mo/B4C多层膜的周期和界面粗糙度无明显变化,证明Mo/B4C多层膜在500 ℃以内具有很好的热稳定性.

采用直流磁控溅射的方法在普通玻璃上制备了低价的氧化钒薄膜，在氧气和氩气混合气氛中，对所制备的薄膜进行不同时间的热处理，得到具有相变特性的VO2薄膜。分别利用X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(SEM)分析了薄膜的组分、结晶结构和表面形貌，利用四探针法测试了薄膜的电阻。结果表明: 热处理前的氧化钒薄膜主要成分为V2O3，经过热氧化处理后，低价的氧化钒被氧化，薄膜中VO2含量增加，薄膜发生金属-半导体相变，其中450℃、2h为最佳处理参数，其电阻相变幅度超过2个数量级，薄膜的相变温度仅为30℃。

采用直流磁控溅射法制备了ZnO薄膜, 研究了沉积过程中变换氧分压对薄膜光电性能的影响。采用XRD、紫外可见光分光光度计及AFM等方法对薄膜的结构和光电性质进行了表征。结果表明, ZnO薄膜在可见光范围内的透过率可达88%, 并且随着氧分压的增大, 薄膜的透过率也增大; 制备出的ZnO薄膜表面粗糙度为0.41nm。在glass/ITO/ CdS/CdTe结构的太阳电池中, 将本征ZnO薄膜作为高阻层加入到ITO与CdS之间, 电池的开路电压和填充因子有明显的提高, 加入高阻层之后, 电池的转换效率最高可达13.6%。

采用直流磁控溅射的方法分别在普通玻璃与硅片上制备了氧化钒薄膜, 在大气及真空氛围下分别对样品采取了退火处理, 测量了退火前后薄膜的电阻, 结合样品的XRD图谱进行了分析。结果表明, 在普通玻璃和硅片上均得到了V2O5薄膜。经过大气氛围退火处理后, 薄膜的结晶度明显增强, 硅片上薄膜的电阻明显变小, 而玻璃基底上的薄膜电阻变化则不明显。在温度升高的过程中, Si片上薄膜电阻变化范围为56~0.54MΩ。而经过真空退火处理的薄膜其电阻均发生改变, 升温过程中, 玻璃基底与Si片上薄膜的电阻变化范围分别为52~16MΩ、4.3~0.46MΩ, 说明经过退火后硅片上沉积的薄膜具有较好的电学性能。

文章研究了在实际生产过程中，真空磁控溅射设备下制备ITO膜时，高温成膜过程中环境中的氧气分压对ITO薄膜的光电特性的影响。P-ITO指的是结晶状态的ITO膜，在高温环境下ITO膜成膜工艺，也就是常说的高温成膜工艺，在成膜过程中结晶，通过调整成膜过程中O2的分压制备所需的ITO膜。

实验采用直流磁控溅射沉积技术在不同溅射功率下制备Mo膜,研究了不同溅射功率下Mo膜的沉积速率、表面形貌及晶型结构,并对其晶粒尺寸和应力进行了研究。利用原子力显微镜观察样品的表面形貌发现随着溅射功率的增加,薄膜表面粗糙度逐渐增大。X射线衍射分析表明薄膜呈立方多晶结构,晶粒尺寸为14.1～17.9 nm;应力先随溅射功率的增大而增大,在40 W时达到最大值(2.383 GPa),后随溅射功率的增大有所减小。

使用直流磁控溅射法在玻璃基底上沉积Mo薄膜，采用X射线衍射仪、原子力显微镜和四探针测试系统研究了溅射工艺对Mo薄膜的结构、形貌和电学性能的影响.结果表明：当基片温度为150 ℃时，薄膜获得(211)晶面择优取向生长，而在低于250 ℃的其它温度条件下，样品则表现为(110)晶面择优取向生长.进一步的表面形貌分析显示：薄膜的粗糙度随基片温度变化不明显，其值大约为0.35 nm，随溅射功率密度的增大而变大；电学性能方面：随着溅射功率密度的升高，薄膜导电性能迅速增强，电阻率呈现近似指数函数衰减；随着基底温度的升高，薄膜的电阻率先减小后增大，当基底温度为150 ℃时，薄膜电阻率降低至最小值2.02×10-5 Ω·cm.