氧化铟锡(ITO)薄膜被广泛用作光电器件中的透明导电电极, 其透光率、导电性、表面粗糙度、与基底的功函数匹配及其电流传输特性都会对光电器件的性能造成影响。本文采用射频(RF)磁控溅射方法制备ITO薄膜, 系统研究了基底加热温度对其各方面性能的影响, 并确认了最佳基底温度。实验采用锡掺氧化铟陶瓷为靶材, 组分摩尔比为m(In2O3)∶m(SnO2)=90∶10。采用XRD、SEM对所制备的薄膜进行表征, 系统分析不同基底温度对ITO薄膜结晶性能、形貌的影响; 采用紫外可见分光光度计、霍尔效应测试仪、紫外光电子谱仪(UPS)、电流电压曲线系统研究了基底温度对薄膜光电特性、载流子浓度、薄膜功函数以及电流传输特性的影响。研究结果表明, 基底温度200 ℃为最佳, 此时ITO薄膜结晶良好、表面平整、可见光波段平均透过率超过80%, 导电性能和电流传输特性均较佳, 且薄膜组分与靶材组分一致。

在不同的基底温度和离子源能量下, 采用电子束蒸发方法在GaAs基底上分别制备了SiO2、TiO2和Al2O3光学薄膜。测量了所制备薄膜的表面应力, 并对不同离子源能量下薄膜的折射率进行了测试。结果表明, 三种光学薄膜的表面应力呈不均匀分布, 通过调节基底温度和离子源能量能有效减小薄膜应力, SiO2、TiO2和Al2O3薄膜的平均应力最小值分别为2.9, 8.4, 25.1 MPa。

分析了红外焦平面阵列(IRFPA)基于定标的非均匀性校正法(NUC)和基于场景的NUC算法各自的优势和问题, 在此基础上提出了联合非均匀性校正方法。根据上电时刻焦平面衬底的温度值, 从FLASH中提取事先存储的对应温度区间的增益和偏置校正参数, 初步消除探测器的非均匀性。通过分析初步校正后图像残余非均匀性噪声的特性, 提出了一种自适应非均匀性校正算法NSCT, 对经过NSCT分解后的子带图像, 利用贝叶斯阈值逐点进行信号方差和噪声方差估计, 计算出残余非均匀性噪声后并加以去除。实验结果表明, 该算法能有效提高校正精度, 并具有更强的环境适应性。

大尺寸中阶梯光栅具有大孔径和极高的衍射级次, 可以实现普通光栅难以达到的极高光谱分辨率。中阶梯光栅通常是利用刻划机在厚铝膜上刻划而成, 所以制备大面积均匀性的高质量铝膜刻划基底是实现高性能大尺寸中阶梯光栅的关键因素。在较厚铝膜的制备工艺中, 基底温度是至关重要的工艺参数。本文通过电子束热蒸发镀铝工艺在不同基底温度下制备了厚铝膜样品, 并利用原子力显微镜、扫描电镜等手段从宏观和微观尺度详细分析了基底温度对铝膜质量的影响。铝膜平均晶粒尺寸从100 ℃时的26434 nm增大到200 ℃时的38497 nm和300 ℃时的59635 nm, 表面粗糙度Rq从100 ℃时的347 nm增长到200 ℃时的589 nm和300 ℃时的951 nm。结果表明, 随着基底温度的升高表面粗糙度迅速增大, 铝膜的表面质量严重退化。

利用热力学统计理论及薄膜生长理论，给出了薄膜堆积密度、折射率与基底温度之间的关系。在实验中采用电子束热蒸发技术，在不同的沉积速率和基底温度下制备了单层二氧化硅薄膜。研究了沉积速率与薄膜表面均匀度及折射率的关系，并着重分析了基底温度对薄膜折射率、透射率、表面形貌及微观结构的影响。实验结果表明：基底温度升高，薄膜表面粗糙度减小，晶粒间隙缩小，折射率增加，透射率提高，吸收度降低。且当基底温度为500 ℃时，在可见光区域SiO2薄膜的透射率可达99.4%以上。对实验数据进行拟合，理论计算与实验结果符合得很好。

为了考察基底温度对氧化铝薄膜折射率以及沉积厚度的影响情况, 在不同基底温度环境下, 通过离子辅助电子束蒸发方式, 在玻璃基底上制备了同一Tooling因子条件下所监测到相同厚度的Al2O3薄膜, 利用分光光度计测量光谱透过率, 依据光学薄膜相关理论, 计算了基底温度在25℃～300℃范围内获得的膜层实际物理厚度为275.611 nm～348.447 nm, 以及膜层折射率的变化。通过对实验结果的数值计算和曲线模拟, 给出了基底温度对于薄膜的折射率和实际厚度的影响情况。

使用RF-PECVD法分别在基底温度为60 ℃、120 ℃和200 ℃的N型单晶锗表面制备了α-C:H膜,采用拉曼光谱、傅里叶变换红外吸收光谱和原子力显微镜等技术手段研究分析了α-C:H膜的价键组成及表面形貌,讨论了基底温度对α-C:H膜微结构及部分性能的影响。结果表明,在α-C:H膜沉积过程中,基底温度对膜层微观结构有较大影响,基底温度60 ℃时,膜层表面光滑、致密无石墨化现象。随着基底温度的升高,α-C:H膜中含H量和微晶石墨量逐渐增多,α-C:H膜层性能也逐步退化。

采用电子束镀膜方法在Si基底上制备了Sc膜，利用XRD,SEM分析了不同镀膜工艺条件下制备的Sc膜的形貌和结构。结果表明：基底温度在350～550 ℃时，薄膜主要由单质Sc组成，而且随着基底温度的升高，膜的颗粒尺寸增大，膜也变得更加致密；基底温度提高至650 ℃时，膜全部由ScSi化合物组成，膜变成颗粒状结构。沉积速率对低温时Sc膜的形貌与结构的影响不明显，颗粒尺寸随沉积速率的增大而增大，但物相结构基本没有发生变化；而在高温650 ℃时，沉积速率对膜的形貌与结构产生了很大的影响，随着沉积速率的增大，膜表面出现了大量微裂纹，而且较低的沉积速率有利于获得衍射峰单一的膜，增大沉积速率将会导致衍射峰数量明显增加。

利用动力学晶格蒙特卡洛方法模拟了Cu薄膜在Cu(100)面上的三维生长过程.模型中考虑了四个动力学过程:原子沉积、增原子迁移、双原子迁移和台阶边缘原子迁移,各动力学过程发生的概率由多体势函数确定.讨论了基底温度、沉积速率及原子覆盖率对Cu原子迁移、成核和表面岛生长等微观生长机制的影响;获得了Cu薄膜的表面形貌图并计算了表面粗糙度.模拟结果表明,随基底温度升高或沉积速率下降,岛的平均尺寸增大,数目减少,形状更加规则.低温时,Cu薄膜表现为分形的离散生长,高温时,Cu原子迁移能力增强形成密集的岛.Cu薄膜表面粗糙度随着基底温度的升高而迅速减小;当基底温度低于某一临界温度时,表面粗糙度随原子覆盖率或沉积速率的增大而增大;当基底温度超过临界温度时,表面粗糙度随原子覆盖率或沉积速率的变化很小,基本趋于稳定.

用直流磁控溅射法制备透明导电锡掺杂氧化铟(ITO)薄膜,靶材为ITO陶瓷靶,组分为m(In2O3):m(SnO2 )=9:1。运用分光光度计、四探针测试仪研究了基底温度对薄膜透过率、电阻率的影响,并用X射线衍射(XRD)仪对薄膜进行结构分析。计算了晶面间距和晶粒尺寸,分析了薄膜的力学性质。实验结果表明,在实验设备条件下,直流磁控溅射ITO陶瓷靶制备ITO薄膜时,适当的基底温度(200 ℃)能在保证薄膜85％以上高可见光透过率下,获得最低的电阻率,即基底温度有个最佳值。薄膜的结晶度随着基底温度的提高而提高。