磁控溅射法制备氧化钨薄膜

氧化钨作为一种价格低廉、无毒环保的过渡金属氧化物，在光致变色、气致变色、电致变色、储能等领域得到了广泛研究。相比普通的变色薄膜来说，氧化钨薄膜具有更高的对比度、更高变色效率、更快响应速度、更好的循环稳定性、更低的电压驱动等优点，因而更适合应用于建筑节能玻璃、汽车防眩后视镜、护目镜、波音飞机舷窗等领域中。下面，我们一起来了解一下如何用磁控溅射法制备氧化钨薄膜。

磁控溅射法因具有成分均一、薄膜与基底附着强、室温溅射、可大面积镀膜等优点而得到广泛使用。磁控溅射靶材是磁控溅射镀膜过程中的重要消耗型原材料，对于所沉积的薄膜有着重要的影响。其中用于磁控溅射沉积氧化钨薄膜的靶材有两类，一类是氧化钨的金属单质靶材，另外一类是氧化钨的氧化物陶瓷靶材。而采用前一类氧化钨金属单质靶材的反应溅射制备氧化钨变色薄膜是目前产业界以及大多数研究工作集中的焦点。

一个典型的氧化钨靶材反应溅射制备氧化钨的过程，研究了氧气比例在0.55至0.7条件下所沉积薄膜的变色性能。结果显示，当氧气含量增加至0.7时，薄膜的着色效率最高，相应的薄膜的溅射速率将从3.1nm/min降至1.5nm/min。

氧化钨靶材的获取虽然相对简单，但是反应溅射对于产业界大面积薄膜的快速沉积而言仍然面临如下问题：（1）薄膜的性能严重依赖氧气含量，溅射腔体中氧气的微弱变化或者波动，会严重影响薄膜的着色特性和大面积的均匀性；（2）在高氧气氛下溅射，靶材表面容易“中毒”，溅射电压和功率很难提升，而且溅射速率也下降比较严重。

因此利用具有一定钨氧比例的氧化钨陶瓷靶材制备高质量的氧化钨薄膜正得到越来越多的关注。

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