Mg掺杂AlGaN的特性研究

采用金属有机物化学气相淀积方法在Al2O3衬底上生长不同浓度Mg掺杂的AlxGa1-xN合金薄膜,并在750℃、N2气氛下对Mg进行热退火激活。用X射线衍射ω-2θ扫描计算确定样品的Al组分,发现Mg摩尔掺杂浓度和退火对Al组分均未产生明显影响。X射线衍射摇摆曲线与原子力显微镜扫描表明随Mg摩尔掺杂浓度增加,样品晶体质量下降,样品表面凹坑增加,但热退火对薄膜表面形貌有明显的改善。阴极射线发光测量发现带边峰强度随掺杂浓度增加而减弱,退火后样品的施主-受主对复合发射与导带受主的复合发射均有增强,验证了热退火对钝化受主杂质的激活作用,对实现高效AlGaN的p型掺杂具有重要意义。     

ZnO纳米棒的低温生长及光致发光性能

采用化学溶液沉积法在ITO导电玻璃上制备近一维ZnO纳米棒.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光谱(PL)对样品进行表征,研究了不同Zn2+摩尔浓度和不同生长时间对样品的结构、形貌和光致发光性能的影响.结果表明,所制备的ZnO纳米棒为纤锌矿结构并沿c轴择优取向生长.另外,随着Zn2+摩尔浓度的增加,纳米棒的直径增大.当Zn2+摩尔浓度为0.1M时,ZnO纳米棒的直径和长度都随生长时间的增加而增加.PL测试表明,样品均具有良好的发光性能,并且ZnO纳米棒的结晶质量随着Zn2+摩尔浓度和生长时间的增加均有所提高.     

Mn掺杂GaN粉末的制备和性质研究

利用溶胶.凝胶法制备了不同Mn质量分数(0%～7%)的GaMnN粉体样品.经XRD检测所有样品均为六角纤锌矿结构,没有发现第二相,而且晶格常数随Mn质量分数的增加而增加.光致发光谱(PL)结果显示,紫外发光峰P1为GaN来源于带间发射的本征发光峰,且随着Mn质量分数增加略有红移,说明GaN的带隙变窄.XPS谱证明Mn离子处于 2价.磁性测量显示,所有掺Mn的样品在5 K温度下均为顺磁性,居里-外斯温度为负值,表明样品中最近邻Mn离子之间存在着很强的反铁磁相互作用.     

n-GaN基Ti/Al/Ni/Au的欧姆接触高温特性

研究了在高温工作环境下Ti/Al/Ni/Au(15nm/220nm/40nm/50nm)四层复合金属层与n-GaN的欧姆接触的高温工作特性.退火后样品在500℃高温下工作仍能显示出良好的欧姆接触特性;接触电阻率随测量温度的增加而增大,且增加幅度与掺杂浓度有密切关系.掺杂浓度越高,其接触电阻率随测量温度的升高而增加越缓慢;重掺杂样品的Ti/Al/Ni/Au-n-GaN欧姆接触具有更佳的高温可靠性;当样品被施加500℃,1h的热应力后,其接触电阻率表现出不可恢复性增加.     

n-GaN基Ti/Al/Ni/Au的欧姆接触高温特性

研究了在高温工作环境下Ti/Al/Ni/Au(15nm/220nm/40nm/50nm)四层复合金属层与n-GaN的欧姆接触的高温工作特性.退火后样品在500℃高温下工作仍能显示出良好的欧姆接触特性;接触电阻率随测量温度的增加而增大,且增加幅度与掺杂浓度有密切关系.掺杂浓度越高,其接触电阻率随测量温度的升高而增加越缓慢;重掺杂样品的Ti/Al/Ni/Au-n-GaN欧姆接触具有更佳的高温可靠性;当样品被施加500℃,1h的热应力后,其接触电阻率表现出不可恢复性增加.     

RPCVD生长SiGe薄膜及其性能研究

利用应用材料公司外延设备,在Si(001)衬底上,通过RPCVD方式生长出完全应变、无位错的SiGe外延层.通过X射线衍射和原子力显微镜测试技术,得到了外延层Ge摩尔分数、外延层厚度、生长速率以及表面粗糙度等参数,研究了运用RPCVD方法制备的应变SiGe外延层的生长特性以及薄膜特性.结果表明,在660℃所生长的薄膜,其XRD图像均出现了Pendelossung条纹,表明薄膜质量较好.Ge摩尔分数高达16.5%.薄膜表面粗糙度RMS在0.3～0.6nm.     

ZnO纳米棒的低温生长及光致发光性能

采用化学溶液沉积法在ITO导电玻璃上制备近一维ZnO纳米棒. 利用X射线衍射（XRD) 、扫描电子显微镜（SEM）和光致发光谱（PL）对样品进行表征,研究了不同Zn2+摩尔浓度和不同生长时间对样品的结构、形貌和光致发光性能的影响. 结果表明,所制备的ZnO纳米棒为纤锌矿结构并沿c轴择优取向生长. 另外,随着Zn2+摩尔浓度的增加,纳米棒的直径增大. 当Zn2+摩尔浓度为0.1M时,ZnO纳米棒的直径和长度都随生长时间的增加而增加. PL测试表明,样品均具有良好的发光性能,并且ZnO纳米棒的结晶质量随着Zn2+摩尔浓度和生长时间的增加均有所提高.     

锰掺杂ZnO稀磁半导体的制备及铁磁性能

用溶胶-凝胶法,在超声波辅助条件下制备了Mn掺杂ZnO(Zn1-xMnxO,x≤0.05)稀磁半导体(DMS)纳米晶粉末样品.用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)仪、超导量子干涉(SQUID)测磁仪分别对样品形貌、结构和磁性能进行了表征.较低的掺杂浓度下样品很好地保持ZnO的纤锌矿结构,随着掺杂浓度x的增加,样品的晶格常数近似线性增大,没有观察到杂质相.样品Zn0.98Mn0.02O显示了很好的铁磁性,居里温度在350 K以上.     

低能离子束方法制备Mn-Si薄膜

采用低能离子束技术,获得了Mn组分渐变的Mn-Si薄膜.利用俄歇电子能谱法分析了样品的组分特性,X射线衍射法和原子力显微镜法分析了样品的结构和形貌特性.测试结果表明,300℃下制备的样品Mn离子的注入深度要比室温下制备的样品深.室温下制备的Mn-Si薄膜结构呈非晶态.300℃下制备的Mn-Si薄膜发生晶化现象,没有新相形成,成功制备了Mn-Si固溶体薄膜.     

低能离子束方法制备Mn-Si薄膜

采用低能离子束技术,获得了Mn组分渐变的Mn-Si薄膜.利用俄歇电子能谱法分析了样品的组分特性,X射线衍射法和原子力显微镜法分析了样品的结构和形貌特性.测试结果表明,300℃下制备的样品Mn离子的注入深度要比室温下制备的样品深.室温下制备的Mn-Si薄膜结构呈非晶态.300℃下制备的Mn-Si薄膜发生晶化现象,没有新相形成,成功制备了Mn-Si固溶体薄膜.     

还原温度对纳米FeCo/Al2O3复合薄膜结构和磁性的影响

采用溶胶-凝胶旋涂法和H2还原工艺制备了纳米FeCo/Al2O3复合薄膜.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜及振动样品磁强计研究了还原温度对薄膜结构、表面形貌和磁性的影响.结果表明,随着还原温度的升高,薄膜中FeCo的晶粒尺寸和晶格常数变大,薄膜的饱和磁化强度(Ms)也同时增大,其矫顽力(Hc)则先增大,后...     

磁场退火对FePt/Ag薄膜磁性能的影响

采用磁控溅射法室温沉积获得FePt/Ag薄膜,然后在500℃下,于真空磁退火炉中对薄膜进行退火处理。利用XRD和振动样品磁强计(VSM),研究了磁场退火对薄膜结构和磁性能的影响。结果表明,500℃零磁场退火获得了矫顽力为0.763 4 MA.m–1、平均晶粒尺寸21 nm的L10-FePt薄膜。磁场提供了FePt成核生长的驱动力,0.8 MA.m–1磁场退火后FePt的平均晶粒尺寸为26 nm,矫顽力增大至0.804 3 MA.m–1。非磁性Ag的掺杂可有效抑制磁性FePt晶粒的团聚生长。     

溶胶pH值对CoFe_2O_4/SiO_2复合薄膜结构和磁性能的影响

采用sol-gel法制备了纳米CoFe2O4/SiO2复合薄膜(样品)。利用X射线衍射仪、原子力显微镜、振动样品磁强计对样品的结构、形貌和磁性能进行了研究。结果表明:随着溶胶pH值的减小,样品中CoFe2O4的平均晶粒尺寸变小,CoFe2O4晶粒沿(111)晶面择优取向生长。样品的矫顽力随着平均晶粒尺寸的减小明显变大,当溶胶pH值为0.29时,垂直和平行膜面的矫顽力分别为290 kA.m–1和250 kA.m–1,样品具有较明显的垂直磁各向异性。当溶胶pH值为0.59时,样品垂直和平行膜面的剩磁比(Mr/Ms)分别为53.2%和51.5%。     

衬底温度对磁控溅射法制备的ZnO:In薄膜光电性能的影响

以粉末靶为溅射源,采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备掺铟氧化锌(ZnO:In)透明导电膜.利用X射线衍射仪、原子力显微镜、霍尔测试仪,以及分光光度计等对不同衬底温度下生长的ZnO:In薄膜的结构、光电性能进行表征.结果表明,所有制备的ZnO:In薄膜均为六角纤锌矿结构的多晶膜,具有(002)择优取向.ZnO:In薄膜的电阻率随着衬底温度的升高先减小后增大,当衬底温度为100℃时,薄膜的最低电阻率为3.18×10~(-3)Ω·cm.制备的薄膜可见光范围内透过率均在85%以上.

Abstract：

Indium doped zinc oxide (ZnO : In) films were deposited on glass substrates by RF magnetron sputtering method using a powder target.The influence of the substrate temperature on the structure,optical and electrical properties was investigated by X-ray diffraction (XRD),atom force microscope (AFM),Hall measurement and optical transmission spectroscopy.The results show all the obtained films are polycrystalline with a hexagonal wurtzite structure and grow preferentially in the (002) direction,and the grain size is about 22～29 nm.The conductivity of the ZnO : In films change with the substrate temperature,and the lowest electrical resistivity is about 3.18 × 10~3 Ω·cm for the samples deposited at substrate temperature 100 ℃.The transmittance of our films in the visible range is all higher than 85%.     

退火温度对CoTiO2微结构和磁特性的影响

为了研究在稀释磁性半导体CoTiO2薄膜中不同退火温度对薄膜结构和磁性的影响,通过磁控溅射方法和原位退火工艺制备了CoTiO2薄膜样品.然后利用扫描探针显微镜以及振动样品磁强计对所制得的薄膜样品磁性和微结构的变化进行了研究.研究发现,热处理温度对薄膜的微结构和磁性能有很大的影响.扫描探针显微镜对样品的微结构分析结果表明,在400 ℃时磁性相的分布比较均匀,Co掺杂到TiO2结构当中且没有Co颗粒或团簇;振动样品磁强计测量样品的磁性能结果显示该样品具有明显的室温铁磁性.     

AFM观察稳恒磁场对细胞表面精细结构的影响

利用原子力显微镜(AFM)观察稳恒磁场(SMF)处理后,悬浮生长细胞(K562人白血病细胞)、贴壁生长细胞(人结肠癌SW480细胞)、小鼠肝癌细胞Hepal-6和原代小鼠肝细胞表面精细结构的变化,以了解SMF杀伤肿瘤细胞的可能机制.观察结果显示:随曝磁时间延长,SMF可在肿瘤细胞表面造成不同程度损伤,主要表现为细胞膜上出现许多大小不一的凹陷,且凹陷数量和直径随着曝磁时间延长而增加.与MTT检测相比,AFM观察到的各类细胞表面损伤远早于细胞的生长抑制.实验观察显示,悬浮生长细胞比贴壁生长细胞对磁场处理更为敏感,小鼠肝癌细胞比肝细胞对磁处理更敏感.实验结果显示,AFM能够及早观察到细胞表面因SMF作用而产生的精细结构方面的变化.     

MMIC用NiFe-SiO_x磁性金属颗粒膜电感研究

在蓝宝石基的氮化镓衬底上采用射频磁控溅射结合剥离的方法制作了NiFe-SiOx磁性金属颗粒膜,利用PECVD淀积绝缘层,制备出"SiN绝缘层/NiFe-SiOx薄膜/SiN绝缘层/金属线圈"结构的平面电感。测试表明,对于单圈电感,与无磁膜结构相对比在1 GHz时电感量有30%的提升,且对Q值影响不大;对于多圈电感,电感量与电感结构密切相关,当磁膜同时存在于线圈下和线圈之间时对电感量提升最大,但截止频率较低;而磁膜在电感线圈正下方的结构对电感量提升较前一种磁膜电感低,但截止频率较前一种磁膜电感高。     

Wide Field Magnetic Luminescence Imaging

This study demonstrates how magnetic‐field‐dependent luminescence from organic films can be used to image the magnetic configuration of an underlying sample. The organic semiconductors tetracene and rubrene exhibit singlet exciton fission, which is a process sensitive to magnetic fields. Here, thin films of these materials were characterized using photoluminescence spectrometry, atomic force microscopy, and photoluminescence magnetometry. The luminescence from these substrate‐bound thin films is imaged to reveal the magnetic configuration of underlying Nd‐Fe‐B magnets. The tendency of rubrene to form amorphous films and produce large changes in photoluminescence under an applied magnetic field makes it more appropriate for magnetic field imaging than tetracene. This demonstration can be extended in the future to allow simple microscopic imaging of magnetic structure.     

基于柔性衬底的磁声表面波谐振器

针对在柔性衬底上制备非晶软磁薄膜的技术难题,该文研究并制作了一种基于柔性聚酰亚胺(PI)衬底的磁声表面波(MSAW)谐振器。通过在柔性PI衬底上溅射沉积了非晶FeCoSiB磁致伸缩薄膜和ScAlN压电薄膜,光刻制备了叉指电极,并形成IDT/ScAlN/FeCoSiB/PI层状结构,成功获得了柔性MSAW谐振器。采用X线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)分析了薄膜的结构和表面形貌及利用振动样品磁强计(VSM)和短路微带线法测试了FeCoSiB薄膜的静态磁性和高频磁谱特性,最后在探针台上利用矢量网络分析仪对器件进行测试,并与COMSOL仿真结果进行对比。实验结果表明,该MSAW器件有两个谐振峰,其中瑞利波出现在28.32 MHz,兰姆波出现在93.69 MHz。     

Coupling of Micromagnetic and Structural Properties Across the Martensite and Curie Temperatures in Miniaturized Ni‐Mn‐Ga Ferromagnetic Shape Memory Alloys

Micromagnetic structure evolution in Ni‐Mn‐Ga ferromagnetic shape memory thin films is investigated by means of temperature dependent magnetic force microscopy (TD‐MFM). The center of interest is the magnetic properties of epitaxial Ni‐Mn‐Ga thin films on MgO substrates across thermally induced phase transitions. Experimental results are discussed within the framework of competing magnetic interactions arising in stressed thin ferromagnetic films. Measurements on 14M martensite specimens are supplemented by three‐dimensional micromagnetic simulations. Corresponding calculated MFM micrographs are compared to experimental data. The influence of twin variant dimension and orientation on micromagnetic domain formation and wall structure is depicted from a theoretical point of view. A micromagnetic model system of partial flux closure is proposed and calculated analytically to estimate a stress induced magneto crystalline anisotropy constant in austenite Ni‐Mn‐Ga.