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射频溅射法制备纳米二硫化钨薄膜

二硫化钨是一种优秀的固体润滑材料，在超固体润滑领域具有极高的应用价值，特别是在减小微机械系统、航空航天工业中的摩擦和磨损，在提高其性能及寿命方面具有很强的应用空间。

二硫化钨薄膜材料由于具有层状结构，且具有较低的硬度和较好的高温稳定性，很适合作为特殊环境下摩擦部件的固体润滑剂。近年来，国内对二硫化钨薄膜的研究越来越多，二硫化钨薄膜的制备方法可谓百家争鸣，其最主要的制备方法有射频溅射法、反应磁控溅射和化学沉积法三种。

射频溅射法是目前最常用的获得二硫化钨薄膜的方法之一。射频溅射法晶体生长，是指采用射频溅射的手段使组成晶体的组分原料气化，然后再结晶的技术来生长晶体的方法。射频溅射是适用于各种金属和非金属材料的一种溅射沉积方法，其频率区间为5~30MHz，国际上通常采用13.56MHz的频率。主要用来进行薄膜制备，也可以制备小尺寸的晶体。

采用纯度为 99.99 %的 WS₂ 粉末经冷压成形制成WS₂ 靶材，在不锈钢基片上将表面进行机械抛光后，对表面进行超声波清洗。本底真空为 3 ×10^-3Pa，充入氩气至工作压力 1Pa，溅射功率 30W，沉积时间 1h，使 WS₂ 沉积在基片上形成薄膜 。

射频溅射法制出的二硫化钨薄膜表面整体平滑， 在SEM下观察，没有空洞和间隙等缺陷，致密度高，质量较好。并且不同工作气压、不同溅射功率和沉积时间的样品表面形貌相似， 没有明显变化。

射频溅射法与其它溅射方法相比，具有靶材适用材料范围广，溅射功率调节方便; 沉积速率高的优点，采用射频溅射方法提高沉积产额时，可以避免其它方法普遍存在的电压大幅度提高的情况出现。同时，通过调整放电阻抗和电源阻抗匹配，可以有效地输入射频功率。

通过射频溅射法可较为直接的获得薄膜，但薄膜的化学成分即薄膜中 S /W会随工作压力和溅射功率的变化发生改变。通过这种方法获得的薄膜一般为非晶态结构。但通过对溅射压力、功率等工艺参数的严格控制，溅射法仍然是实验室制备或单件小工件生产的重要方法。

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