射頻濺射法製備納米二硫化鎢薄膜

二硫化鎢是一種優秀的固體潤滑材料，在超固體潤滑領域具有極高的應用價值，特別是在減小微機械系統、航空航太工業中的摩擦和磨損，在提高其性能及壽命方面具有很強的應用空間。

二硫化鎢薄膜材料由於具有層狀結構，且具有較低的硬度和較好的高溫穩定性，很適合作為特殊環境下摩擦部件的固體潤滑劑。近年來，國內對二硫化鎢薄膜的研究越來越多，二硫化鎢薄膜的製備方法可謂百家爭鳴，其最主要的製備方法有射頻濺射法、反應磁控濺射和化學沉積法三種。

射頻濺射法是目前最常用的獲得二硫化鎢薄膜的方法之一。射頻濺射法晶體生長，是指採用射頻濺射的手段使組成晶體的組分原料氣化，然後再結晶的技術來生長晶體的方法。射頻濺射是適用於各種金屬和非金屬材料的一種濺射沉積方法，其頻率區間為5~30MHz，國際上通常採用13.56MHz的頻率。主要用來進行薄膜製備，也可以製備小尺寸的晶體。

採用純度為 99.99 %的 WS₂ 粉末經冷壓成形制成WS₂ 靶材，在不銹鋼基片上將表面進行機械拋光後，對表面進行超聲波清洗。本底真空為 3 ×10^-3Pa，充入氬氣至工作壓力 1Pa，濺射功率 30W，沉積時間 1h，使 WS₂ 沉積在基片上形成薄膜 。

射頻濺射法制出的二硫化鎢薄膜表面整體平滑， 在SEM下觀察，沒有空洞和間隙等缺陷，緻密度高，品質較好。並且不同工作氣壓、不同濺射功率和沉積時間的樣品表面形貌相似， 沒有明顯變化。

射頻濺射法與其它濺射方法相比，具有靶材適用材料範圍廣，濺射功率調節方便; 沉積速率高的優點，採用射頻濺射方法提高沉積產額時，可以避免其它方法普遍存在的電壓大幅度提高的情況出現。同時，通過調整放電阻抗和電源阻抗匹配，可以有效地輸入射頻功率。

通過射頻濺射法可較為直接的獲得薄膜，但薄膜的化學成分即薄膜中 S /W會隨工作壓力和濺射功率的變化發生改變。通過這種方法獲得的薄膜一般為非晶態結構。但通過對濺射壓力、功率等工藝參數的嚴格控制，濺射法仍然是實驗室製備或單件小工件生產的重要方法。

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