采用全化学溶胶--凝胶工艺制备YBCO覆膜导体

采用TFA-MOD工艺在LaAlO3(100)衬底上制备了临界电流密度高达1.5 MA/cm2(77 K,0 T)的YBCO超导薄膜材料,其超导转变温度接近91 K;同时还在LaAlO3(100)衬底上采用溶胶-凝胶工艺制备了具有高度外延取向的Ba0.5Sr0.5TiO3缓冲层材料,在此基础上采用TFA-MOD工艺沉积的YBCO超导薄膜也获得了高达0.25MA/cm2(77 K,0T)的临界电流密度.     

溶胶凝胶法制备钛酸锶钡薄膜的热处理工艺研究

采用溶胶-凝胶工艺,以醋酸钡,氯化锶,钛酸丁酯为原料制备了Ba0.8Sr0.2TiO3溶胶,利用提拉法在Pt/TiO2/SiO2/Si衬底上制备BST薄膜,采用XRD衍射分析仪系统研究了不同热处理条件下制备的BST薄膜的晶相结构.结果表明热处理温度在600℃以上时,BST薄膜形成了较为完整的ABO3钙钛矿结构,且随热处理温度升高,热处理时间的延长,晶体生长沿(110)的取向性越好,结晶状况明显改善.     

微波CVD金刚石薄膜用作LED散热片的制备

由于金刚石具有室温下最高的热导率,因此用化学气相沉积(CVD)制备的金刚石膜是大功率发光二极管(LED)理想的散热材料.本文利用微波等离子体CVD研究了不同沉积工艺下金刚石薄膜的生长.用扫描电子显微镜(SEM)和拉曼光谱对得到的金刚石薄膜进行了表征,并将金刚石薄膜用作LED散热片的散热效果进行了检测.结果表明:在硅衬底上沉积20-30μm的CVD金刚石薄膜可以有效地降低LED的工作温度;在相同的制备成本下,提高薄膜的厚度(甲烷浓度4%)比提高薄膜的质量(甲烷浓度2%)更有利于提高LED的散热效果.本研究表明微波等离子体CVD制备的金刚石薄膜是大功率LED的理想散热衬底材料.     

低氟溶胶-凝胶法制备F76.2 mmYBCO薄膜

采用低氟溶胶-凝胶法在Φ76.2 mm的LaAlO3(LAO)单晶衬底上制备YBCO薄膜,然后对Φ76.2 mm的YBCO薄膜样品的微观结构、膜厚及超导性能进行均匀性测试分析.结果表明:所制备的薄膜厚度均匀并具有较好的c轴外延生长取向和均匀的超导电性能.     

低氟溶胶-凝胶法制备Φ76.2mmYBCO薄膜

采用低氟溶胶-凝胶法在Φ76.2 mm的LaAlO3(LAO)单晶衬底上制备YBCO薄膜,然后对Φ76.2 mm的YBCO薄膜样品的微观结构、膜厚及超导性能进行均匀性测试分析.结果表明:所制备的薄膜厚度均匀并具有较好的c轴外延生长取向和均匀的超导电性能.     

激光薄膜的设计与制备

目的研究激光薄膜的膜系结构及提高激光损伤阈值的制备工艺。方法基于场强优化分布,设计Si基底上3~5μm增透、1064 nm截止的激光薄膜,对镀后的薄膜进行激光辐照处理和真空退火处理,分析薄膜的相关性能。结果薄膜内部不同的场强分布会对其激光损伤特性产生不同的影响。在满足光学性能的情况下,采用适当的膜系结构,使膜层/膜层界面处的电场强度降低,或者使最大电场强度存在于激光损伤阈值较高的材料中,可有效提高整个膜系的激光损伤阈值。采用激光辐照处理和真空退火处理,也可以提高薄膜的激光损伤阈值。结论经过优化设计、激光辐照和真空退火处理,最终可使Si基底上红外减反薄膜的激光损伤阈值提高到6.2 J/cm2。     

溶液法制备铜钡锡硫硒和铜锶锡硫硒薄膜

目的 在玻璃基底上制备2种铜钡锡硫和铜锶锡硫薄膜,研究薄膜硒化过程中硒化时间对薄膜形貌以及晶体生长的影响。方法 采用配位能力强的二甲基亚砜作为溶剂溶解金属氯化物-氯化亚铜、氯化钡、氯化亚锡、氯化锶前体盐以及硫脲,二甲基亚砜溶剂中硫原子具有的孤对电子可以与铜离子、钡离子、锡离子、锶离子进行配位,避免了金属硫化物沉淀的产生,制备的分子前体溶液可以在空气中稳定存在。采用液相旋涂的方法在镀有钼薄膜的玻璃基底上旋涂分子前体溶液,随后在充满氮气手套箱中320 ℃加热板上退火制备铜钡锡硫和铜锶锡硫预制膜,使用高温硒化这一可以显著改善铜基薄膜晶体质量的手段进行处理,引入硒原子部分替换硫原子,制备铜钡锡硫硒和铜锶锡硫硒薄膜。使用XRD、SEM、XPS分析表征手段对制备的铜钡锡硫硒和铜锶锡硫硒薄膜进行结构、形貌、元素价态表征。结果 硒化后的铜钡锡硫硒和铜锶锡硫硒薄膜表现出良好的晶体结构,XRD显示组成铜钡锡硫硒和铜锶锡硫硒薄膜由大晶粒组成。硒化后的铜钡锡硫硒薄膜表面由大晶粒组成,形成连续薄膜,不同硒化温度下的铜钡锡硫硒薄膜表面有孔洞出现。随着硒化温度的升高,铜钡锡硫硒薄膜中的小粒子层逐渐消失。硒化后的铜锶锡硫硒薄膜表面晶体层比较稀疏,无法形成连续薄膜,因此无法用于制备薄膜太阳能电池;铜离子、钡离子、锡离子、锶离子、硫离子、硒离子的价态分别为+1、+2、+4、+2、?2、?2。结论 旋涂制备的铜钡锡硫薄膜经过高温硒化之后,铜钡锡硫硒薄膜晶体组成比较致密,组装的玻璃基底/金属钼/铜钡锡硫硒薄膜/硫化镉/氧化锌/铟锡导电玻璃/铝薄膜太阳能电池,表现出光电转换信号。制备的铜钡锡硫硒薄膜太阳能电池的短路电流密度为63 μA/cm²,开路电压为0.169 V。     

Si(100)衬底上(110)取向La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3薄膜的制备与性能

用脉冲激光沉积法在Si(100)衬底上制备了(110)择优取向的La2/3Sr1/3MnO3薄膜,研究了环境氧压对薄膜结晶度、取向、表面形貌和微结构的影响。结果表明:10Pa氧压下沉积的薄膜具有高结晶度的(110)择优取向,晶粒分布均匀,晶粒分布均匀,表面均方根粗糙度Rrms为1.35 nm。与无明显择优取向的薄膜相比,(110)择优取向的La2/3Sr1/3MnO3薄膜具有较高的饱和磁化强度(Ms)、金属-绝缘体相变温度(TM-I)和较低的电阻率(ρ)。     

Bi2Sr2CaCu2O(8+δ)薄膜的分子束外延法制备及结晶性

在BiO-(Sr+Ca)O-CuO相图上的Bi2Sr2CaCu2O8+6(Bi-2212)相附近选择不同成分,用分子束外延法制备成薄膜,利用XRD,EDS,SEM和AFM研究了成分,衬底温度和臭氧分压对Bi-2212相薄膜成相的影响,分析了生长速率和错配度对Bi-2212相薄膜质量的影响.结果表明,Bi-2212相薄膜单相生成的成分范围(原子分数)分别为Bi 26.3%-32.4%,(Sr+Ca) 37.4%-146.5%,Cu 24.8%-32.6%;当衬底温度为720℃且臭氧分压为1.3×10-3 Pa时,在MgO(100)衬底上生长出质量较高的c轴外延Bi-2212相薄膜;通过调整生长速率、更换衬底和插入不同厚度的Bi2Sr2CuO(6+δ)过渡层的方法,可以改善Bi-2212相薄膜的结晶质量.表面形貌和导电特性.     

Ba_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3薄膜的溶胶-凝胶法制备及表征

采用溶胶-凝胶法在Si和Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备钙钛矿结构的Ba0.8Sr0.2TiO3(BST)薄膜。对其前驱体干凝胶进行热重与差热(TG-DSC)分析,以此确定薄膜的热处理工艺。分别采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和B1500A半导体器件分析仪对薄膜性能进行表征。结果表明:800℃下在氧气气氛中退火15 min可以得到结晶度良好、致密度较高的纯钙钛矿相BST薄膜,其对应的晶粒尺寸和均方根粗糙度分别为30~40 nm和5.80 nm。薄膜厚度为160~378 nm时,BST薄膜的介电常数和介质损耗随薄膜厚度的增加而增大。厚度为300 nm的BST薄膜的介电常数由于尺寸效应随温度升高单调降低,且居里温度在室温以下。     

钛表面原位生长钛酸锶钡陶瓷膜

用微等离子体氧化法在钛金属基体上制备钛酸锶钡(BST)陶瓷膜。讨论了Ba／Sr的摩尔比对陶瓷膜相组成的影响，并利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)等测试手段对陶瓷膜的相组成、形貌特征和元素分布进行了分析。结果表明，在所选定的工艺参数条件下可得到钛酸锶钡陶瓷膜，膜层由接近于纯相的钛酸锶钡构成，表面相对较为平整，各元素在陶瓷膜层中分布均匀，无梯度变化。     

Effect of combinative addition of strontium and rare earth elements on corrosion resistance of AZ91D magnesium alloy

The influencf of strontium（Sr） and rare earth（RE） elements on the corrosion behavior of AZ91D magnesium alloy was investigated by conventional corrosion testing and electrochemical measurements in 3.5% NaCl solution. After comparing the mass loss and hydrogen evolution of the samples, the microstructures of the alloys and the morphologies of their corrosion product films were characterized by electron probe microanalysis-energy dispersive spectrometry（EPMA-EDS） and Auger electron spectroscopy（AES）. Compared with individual addition of Sr or RE to AZ91D, the combinative addition of 0.5% Sr and 1% RE to AZ91D successfully decreases the corrosion rate further, which can be attributed to the depression of micro-galvanic couples, as well as the formation of more protective film due to aluminum enrichment. The combinative addition of strontium and rare earth elements to AZ91D magnesium alloy appears to be a promising approach to increase its corrosion resistance.     

Fabrication of porous lanthanum strontium manganite films by electrostatic spray deposition

In this work, electrostatic deposition was used to prepare porous lanthanum strontium manganite (LSM) films on a silicon substrate for cathode application in solid oxide fuel cells (SOFCs). The precursor solution was prepared by dissolving lanthanum nitrate hydrate, manganese nitrate hexahydrate and strontium chloride hexahydrate into a mixture of methanol and water. The morphology of the LSM film depended on process parameters such as substrate temperature, precursor flow rate, nozzle-substrate distance, and deposition time. The effect of heating temperature on the film’s crystal structure was investigated with X-ray diffraction in the heating temperature range of 700 °C to 900 °C. Porous LSM film was successfully prepared in the solution flow rate range of 2 l/min to 4.5 l/min, substrate temperatures of 127 °C to 330 °C, the nozzle-substrate distance range of 3 cm to 8 cm, and deposition times of 1 min to 16 min.     

Sr对AZ31B镁合金微观组织和腐蚀性能的影响

研究了Sr对AZ31B镁合金显微组织和腐蚀性能的影响。当AZ31B中加入的Sr含量大于0.3%时,合金组织中β相(Mg_(17)Al_(12))减少,分布更加弥散和均匀,并且在晶界上形成了断续网状分布的Al_4Sr相,合金组织明显细化。当AZ31B中加入的Sr含量达到0.9%时腐蚀速率下降为AZ31B的50%。但Sr含量达到1.2%时,晶界处出现共晶组织呈断续网状分布,合金晶粒再度增大。     

样品位置对多弧离子镀TiAlN薄膜表面质量的影响

采用多弧离子镀技术,在硅基体表面沉积TiAlN薄膜;固定试样与靶材间的距离,使试样表面与靶平面成0°、45°、60°、120°、135°、180°,研究偏转角度对薄膜表面质量的影响;固定试样与靶材的偏转角度(60°和120°),研究试样与靶材的距离(分别为240,265,295,325,350mm)对TiAlN薄膜质量的影响。采用三维白光干涉表面形貌仪、场发射环境扫描电子显微镜测试薄膜的表面粗糙度、表面形貌和厚度。结果表明:试样与靶材的偏转角度显著影响薄膜表面大颗粒的数量,而试样与靶材的距离则影响薄膜的厚度。TiAlN薄膜表面大颗粒物随偏转角度的增加明显减少,厚度随着试样与靶材距离的增加而减小。从靶材材料成分及蒸发出的粒子的分布、偏压电场下粒子的运动特性等方面讨论了基体和靶材的距离、偏转角度对薄膜沉积速率和大颗粒的影响机制。     

Doping of Strontium into Natural Bone Powder and Further Cell Experiment

优良的骨修复材料可以缩短骨愈合周期,降低不愈合的发生率。锶离子被发现具有促进骨形成的作用,将锶元素掺入骨粉材料将可能制作出一种有前景的骨修复材料。在研究中锶元素被尝试通过离子交换的方法掺入骨粉材料,实验观察了锶元素掺入骨质中的能力。新材料的细胞毒性通过MTT方法进行评价。原代培养的成骨细胞被用来评价新材料的生物相容性。结果发现锶元素在骨粉中的掺入比例可以高达10%,新材料没有细胞毒性,与普通骨粉相比成骨细胞的相对增殖率达到后者的129%,ALP活性则达到后者的132%。因此,通过离子交换方法可以制备性能优异的掺锶同种骨粉移植材料。     

Ba0.5Sr0.5TiO3铁电薄膜的微弧氧化成膜研究

以0.2 mol/L Ba(OH)2+0.2 mol/L Sr(OH)2溶液为电解液,采用微弧氧化法,在Ti板表面原位生长铁电薄膜,并对薄膜的物相构成、元素分布情况、截面结构及介电性能进行表征。结果表明:该工艺下制备的薄膜主要由四方相Ba0.5Sr0.5TiO3构成,薄膜致密层内,Ba,Sr,Ti和O元素分布都较均匀,但在微弧氧化孔洞附近存在含量波动;该薄膜在1 kHz下的介电常数较优,为411.3。最后对微弧氧化沉积铁电薄膜的成膜过程进行了分析,提出了微弧氧化过程中可能存在的化学反应。     

Epitaxial growth of tin ferrite thin films using pulsed laser deposition technique

Epitaxial thin films of tin ferrite (SnFe₂O₄) were deposited on (0 0 2) oriented strontium titanate (SrTiO₃) substrate using pulsed laser deposition method. The quality and epitaxial nature of the films were investigated by X-ray diffraction technique. The phi scan of the film and the substrate shows four folds symmetry indicating cube-on-cube epitaxial growth of the film on the substrate. The optical bandgap of the film was estimated to be 2.6 eV using optical transmittance data. Magnetic measurements indicate that the coercive field and remnant magnetization of the film decrease with increase in temperature. The presence of hysteresis loop in M vs. H plot at room temperature indicates the ferromagnetic nature of the film.     

CuS-based thin films for architectural glazing applications produced by co-evaporation: Morphology, optical and electrical properties

Copper sulphide thin films in the 90–300 nm thickness range have been deposited on soda–lime glass substrates by thermal co-evaporation of Cu and S. Depending on the film thickness, the optical transmittance in the visible region is of about 50% for the thinnest film and 19% for the thickest film, with the corresponding near-infrared transmittance dropping from 11% to near-zero at 2500 nm as the film thickness increases from 90 to 300 nm. A resistivity of ρ ~ 10^− 4 Ω cm has been obtained for the films. The optoelectronic properties of the films remained practically unchanged after one year stored under laboratory ambient. The optical properties obtained for selected CuS-based films make them suitable for their use as effective solar control glazings in warm climates.     

PVD薄膜的粘附性和塑韧性评估

采用物理气相沉积(PVD)技术,在单面抛光的缺口拉伸试样上生长Ti和TiN薄膜,采用扫描电镜(SEM)观察膜面以0.05mm/min变形速度拉伸变形行为并记录和确定膜的开裂和脱落时的临界伸长量δ_c和δ_s,用来评价薄膜的粘附性和塑韧性;相同的膜/基体系进行划痕实验,确定其临界载荷L_c并评价膜的粘附性,结果表明前者较好地说明了膜与基体粘附性和膜自身的塑韧性,后者只能评价膜的粘附性,而且两种方法评价粘附性有良好的一致性,此外还比较了几种涂层样品的拉伸曲线并讨论了薄膜的塑韧性和粘附性对基材屈服极限的影响,引入了粘附功判据