微結(jié)構(gòu)表面熱致變色薄膜的制備與輻射特性研究.pdf

1、當(dāng)物質(zhì)的特征尺寸與輻射波長量級(jí)一致時(shí)，其輻射特性與傳統(tǒng)的輻射特性相比會(huì)出現(xiàn)許多的物理效應(yīng)，能對(duì)物體的熱輻射能量進(jìn)行選擇性控制。鈣鈦礦錳氧化物結(jié)構(gòu)的塊體材料其獨(dú)特的熱致變色特性的研究已取得較大的進(jìn)展，但其以薄膜形態(tài)的熱輻射特性還明顯不足，不利于航天器熱控技術(shù)的有效利用。因此本文從微結(jié)構(gòu)的角度來分析和改善這一問題。
　　本文對(duì)具有一維光柵（包含鋁過渡層和無鋁過渡層）和二維方孔陣列微結(jié)構(gòu)的La0.8Sr0.2MnO3熱致變色薄膜的反射率

2、特性進(jìn)行理論模擬計(jì)算，通過計(jì)算分析了不同周期和微槽深度微結(jié)構(gòu)對(duì)熱致變色薄膜熱輻射特性的影響。計(jì)算結(jié)果表明微結(jié)構(gòu)對(duì)薄膜的熱輻射能力有明顯的增強(qiáng)，并能改善薄膜的熱致變色特性。隨著微尺度的減小、微槽深度的增加和鋁過渡層的引入，都能提高薄膜的熱輻射特性。
　　通過光刻蝕工藝在單晶硅(Si)基底上制備出一維光柵和二維方孔陣列微結(jié)構(gòu)，研究刻蝕工藝對(duì)刻蝕形貌的影響。利用射頻磁控濺射方式在其表面沉積La0.8Sr0.2MnO3熱致變色薄膜，并通過

3、旋轉(zhuǎn)基底和加熱基底的方式來改善薄膜的臺(tái)階覆蓋問題。
　　采用掃描電子顯微鏡(SEM)、能量色散能譜儀(EDS)和樣品振動(dòng)磁強(qiáng)計(jì)(VSM)對(duì)薄膜樣品的微觀形貌、元素組成和磁運(yùn)輸特性進(jìn)行測(cè)量。SEM測(cè)量顯示，Si基底具有良好的微結(jié)構(gòu)形貌。EDS結(jié)果顯示，除了氧元素不足之外，薄膜的元素的比例與理論化學(xué)計(jì)量比基本吻合。VSM結(jié)果顯示，一維、二維微結(jié)構(gòu)La0.8Sr0.2MnO3薄膜有明顯的鐵磁-順磁的轉(zhuǎn)變，其轉(zhuǎn)變溫度TC分別為300K和2