溅射法制备氧化钨薄膜

在众多的薄膜材料中，三氧化钨薄膜具有多种特性如电致变色、气致变色、光致变色、热致变色多种性能，还具有良好的电化学性能等，三氧化钨薄膜得到了广泛应用，如灵巧变色窗、气体传感器、PH 计等。

到目前为止已经有很多科学工作者进行了三氧化钨薄膜的研究，制备三氧化钨薄膜的方法有：蒸发法、溅射法、溶胶凝胶法、电子束蒸发法、化学蒸气沉积法、阳极氧化法、喷雾热解、分子束外延法、原子层外延生长法、电沉积、脉冲准分子激光沉积法、离子镀法等，其中大部分方法技术复杂、工艺条件苛刻，应用受到限制。而溅射法具有稳定、方便、快速、薄膜均匀等优点。

溅射法是指荷能粒子轰击固体表面（靶），使固体原子（或分子）从表面射出，并沉积到衬底或工件表面形成薄膜的方法，属于物理气相沉积的一种。溅射镀膜是利用气体放电产生的正离子在电场的作用下高速轰击作为阴极的靶材，靶材中的原子或分子受到碰撞，产生动量转移，使靶材表面的原子或分子逸出而淀积到被镀工件的表面，形成所需要的薄膜。

通常制备WO3薄膜所采用的是射频或磁控溅射技术。所谓射频溅射技术就是在射频电场的作用下电子能够在阴阳极之间来回震荡，可以使更多的气体分子碰撞电离，提高溅射速率，提高膜层致密性和纯度，增强薄膜的牢固性。所谓磁控溅射技术就是在阴极靶的表面上方加上一个正交的电磁场，溅射产生的二次电子在阴极被加速成为高能电子，在电场和磁场的联合作用下做近似摆线的运动，并不断与气体分子产生碰撞，向气体分子转移能量，使气体分子电离高能电子降为低能电子，并被辅助阳极吸收，从而避免了高能电子对工件的损伤。

溅射法制备薄膜具有成膜速度快、高纯度、高密度以及良好的结合性和强度等优点，可通过控制气氛压力和温度制得高性能WO3薄膜，但工艺总体控制复杂，所制得的薄膜厚度不均匀，制造成本高，一定程度上限制了该法的大范围推广。

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