2。2。3  脉冲激光沉积法（PLD）

    PLD获取薄膜的一般过程为：利用激光的能量轰击靶材，然后从靶材中会有物质被轰击出来，最后将这些物质沉积到基片上就可以获得薄膜。脉冲激光沉积法有许多优点，如：同组分沉积。通过脉冲激光沉积法获得的薄膜组分与靶材的组分是完全相同的,所以使用脉冲激光沉积法制作薄膜是同组分沉积；高能等离子体沉积；能在气氛中实现反应沉积。在低气压氧化剂的状态下，脉冲激光沉积法可以制作难以制作的多组元薄膜；多层外延异质结的生长。然而脉冲激光沉积法也有一定的缺点，如只可以在窄范围内制备出厚度均匀的薄膜，所以该方法制备的膜厚，其均匀性和表面质量并不是十分理想 [9]。

2。2。4  磁控溅射法

    磁控溅射法是从二级溅射系统演变过来的，该方法主要是在基片与靶材之间制造一个电场，在靶材表面制造一个磁场，电场与磁场正交，通过磁场的作用，将电子束缚在靶材附近，电子撞击氩原子，从而提高氩原子的电离效率，氩原子电离后生成的氩离子会轰击靶材，靶材被轰击出而产生的物质沉积到基片上从而形成薄膜。磁控溅射法制备热致变色薄膜有许多优点，如镀膜快、膜表面致密性好、附着性比较好、适用于大面积镀膜等。

3  磁控溅射法制备热致变色薄膜

本章将简单介绍磁控溅射系统的原理及本实验使用的磁控溅射镀膜机，对本实验的实验过程进行详细的介绍，包括热致变色靶材的制备过程及薄膜样品的制备过程。

3。1  磁控溅射系统的原理及装置

    磁控溅射系统的原理如图3。1所示，靶材位于阴极，基片位于阳极，所以在靶材和基片之间将会产生一个由靶材到基片的电场，电场方向如图中E所示。靶材背面是永磁铁，因此会产生一个磁场，如图中B所示。电场与磁场正交。电子在电场E中会受到电场力的作用，因此会向阳极（基片）移动，移动途中会撞击到Ar原子，Ar原子受到撞击后会产生电离，从而会生成Ar+以及新的电子，因为Ar+带正电，所以Ar+在电场力的吸引下会向阴极（靶材）移动，从而开始轰击靶材，使得靶材表面发生溅射产生向基片移动的物质，这些物质沉积到基片上后即可获得热致变色薄膜。Ar原子与电子撞击后产生的新电子为二次电子。二次电子与初始电子由于同时受到电场力和洛伦兹力的影响，因此会在靶材附近作螺旋运动，这将导致电子的运动路程变长，进而提高了电子与Ar原子撞击机会，从而增加由于撞击而生成的Ar+数量，大大提升了靶材表面物质的产生速率，进而提升了溅射速率。二次电子由于撞击次数逐渐变多，能量会变得越来越低，所以会渐渐地离开靶材，最后会因为电场力的吸引而附着到基片上。因为这时电子所具备的能量已经非常低，所以能够防止电子轰击基片，从而导致基片升温地问题[10-12]。

图3。1  磁控溅射系统原理图

    本实验使用的是JGP800型镀膜机，如图3。2所示。整个仪器由两个控制柜、镀膜机、冷却系统和控制部分构成。其中镀膜机主体包括进排气系统、溅射系统及冷却系统等构成。

图3。2  JGP800型磁控溅射镀膜机图

    镀膜机主体内部有一个尺寸为φ800mm×270mm的真空室，真空室内使用双层水冷来保证真空室内的温度。镀膜机工作时，可以先后使用机械泵、分子泵来使真空室实现真空的目标。溅射系统有直流、中频和射频溅射靶，可使用直径φ150mm及φ50mm的靶材，通过调节进气量的大小可以控制溅射压力。