纳米固体Al微观结构的高分辨电镜研究

纳米晶体材料因表现出了常规材料许多不具备的性能,尤其是优于常规晶体的性能,而倍受人们的普遍关注[1]。如冷变形致密化纳米晶Al的屈服强度和断裂强度分别是同质粗晶Al的12倍和5倍[2]。纳米晶体材料的晶粒尺寸很小,界面占有很高的体积百分比,因此,晶界对纳米材料性能的影响将会很大。本项研究主要通过高分辨电镜观察纳米固体Al的微观结构特征,以期从微观结构方面获得与其性能有关的信息。鉴于此,重点对其中的晶界结构和晶内的缺陷进行了比较详细的高分辨电镜观察。纳米固体Al是采用等离子蒸发凝聚冷压成块后,在620℃退火40min,再进行冷变…     

大马士革铜互连线织构的研究

采用EBSD研究了不同线宽和退火前后Cu互连线的织构和晶界特征分布.Cu互连线均具有多重织构,其中(111)织构强度最高.沉积态样品在室温下发生了自退火现象,并出现了一些异常长大的晶粒.随高宽比降低和退火处理,Cu互连线晶粒尺寸变大,(111)织构得到加强,而具有较低应变程度的织构与(111)织构强度的比例下降.沉积态样品出现了(111)<112>和(111)<231>织构组分.退火后,出现了(111)<110>组分,而且(111)<112>和(111)<231>组分得到增强.Cu互连线以大角度晶界为主,其中具有55°～60°错配角的晶界和∑3晶界比例最高,35°～40°的错配角和∑9晶界次之.随高宽比增加和退火处理,∑3晶界比例逐渐升高,∑9晶界比例下降.     

大马士革铜互连线织构的研究

采用EBSD研究了不同线宽和退火前后Cu互连线的织构和晶界特征分布.Cu互连线均具有多重织构,其中(111)织构强度最高.沉积态样品在室温下发生了自退火现象,并出现了一些异常长大的晶粒.随高宽比降低和退火处理,Cu互连线晶粒尺寸变大,(111)织构得到加强,而具有较低应变程度的织构与(111)织构强度的比例下降.沉积态样品出现了(111)<112>和(111)<231>织构组分.退火后,出现了(111)<110>组分,而且(111)<112>和(111)<231>组分得到增强.Cu互连线以大角度晶界为主,其中具有55°～60°错配角的晶界和∑3晶界比例最高,35°～40°的错配角和∑9晶界次之.随高宽比增加和退火处理,∑3晶界比例逐渐升高,∑9晶界比例下降.     

RF磁控溅射技术制备纳米硅

利用硅-SiO2复合靶,RF磁控溅射技术制备了三种富硅量不同的SiO2薄膜,并在较大的温度范围内进行了退火。利用x射线光电子能谱,对刚淀积的样品进行了分析,结果表明三种样品都存在纳米硅粒子。使用高分辨率透射电子显微镜和电子衍射技术研究了退火后样品中纳米硅粒子析出和结晶情况,富硅量较大的两种SiO2薄膜都观测到纳米硅晶粒。统计结果表明:复合靶中硅组分从20%增加到30%,纳米硅晶粒的平均尺寸增加了15%、密度增加了2.5倍,而且随着退火温度从900℃增加到1100℃,纳米硅晶粒的平均尺寸和密度都明显增加。     

纳米YBCO颗粒的团聚的TEM研究

纳米超导颗粒ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 ｘ是制备第二代高温超导带材非常有用的原料。我们研究的纳米超导颗粒ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 ｘ是采用柠檬酸盐热解法制备的[1] 。这种方法不同于传统制备大块样品的粉末冶金法 ,可以制备非常细小的颗粒。超导颗粒的颗粒度对纳米带材涂层的质量 ,以及颗粒结晶度的情况对Ｔｃ和Ｊｃ具有重要影响。自ＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7 ｘ 的高分辨结构像被ＨｉｒａｇａＫ[2 ] 得到以来 ,对超导材料的ＴＥＭ研究集中在大块材料和薄膜材料[3 ] ,只有非常少的工作报道了纳米ＹＢＣＯ颗粒的ＴＥＭ研究[4] 。本文将对氧气氛退火的纳米Ｙ…     

纳米硅镶嵌氮化硅薄膜的制备与光致发光特性

为研究氮化硅薄膜发光材料的制备工艺及其光致发光机制,实验采用射频磁控反应溅射技术与热退火处理制备了纳米硅镶嵌氮化硅薄膜材料.利用红外光谱(IR)、X射线衍射谱(XRD)、能谱(EDS)和光致发光谱(PL),对不同工艺条件下薄膜样品的成分、结构和发光特性进行研究,发现在制备的富硅氮化硅薄膜材料中形成了纳米硅颗粒,并计算出其平均尺寸.在510 nm光激发下,观察到纳米硅发光峰,对样品发光机制进行了讨论,认为其较强的发光起因于缺陷态和纳米硅发光.     

BaTiO3基PTC陶瓷Ca掺杂的扫描电镜研究

对ＢａＴｉＯ3基ＰＴＣ陶瓷进行替代掺杂 ,合适的掺杂量会改善ＰＴＣ效应、室温电阻、耐压性能。当掺杂合适的Ｃａ ,可使晶粒尺寸变小 ,均匀性提高 ,从而大大改善其ＰＴＣ材料耐压性能[1] 。对需改善耐压性能的产品 ,可采用此方法。本研究利用ＴＮ5 40 0能谱仪和ＤＸ -3扫描电镜对掺杂Ｃａ的ＢａＴｉＯ3基ＰＴＣ陶瓷进行观察分析 ,研究掺杂Ｃａ与ＰＴＣ陶瓷微观结构关系 ,Ｃａ在晶粒、晶界分布情况及其分布与耐压性能 ,瓷体表面状况的关系。此研究有助于改善ＰＴＣ耐压性能和调控ＰＴＣ生产工艺。使用ＴＮ5 40 0能谱仪及ＤＸ -3电镜在工作电…     

钢铁材料晶界结合和冲击断裂特征的电子能量损失谱研究

本文采用电子能量损失谱(EELS)研究了不同商用钢铁材料的晶界,计算了晶界处和晶粒内铁原子的3d电子占据态密度,并将其和晶界性质以及材料的宏观断裂性能相联系.结果表明,当样品晶界处铁的3d电子占据态密度高于晶粒内时,晶界结合强度低于晶内,晶界表现出脆性,材料的冲击断裂方式主要为脆性的沿晶断裂;反之,如果样品晶界处铁的3d电子占据态密度低于晶粒内时,晶界结合强度高于晶内,晶界表现出韧性,材料的冲击断裂方式主要为脆性的穿晶断裂.还发现元素在晶界的偏析对晶界结合强度影响很大.     

纳米尺寸NiTi多晶微带中马氏体相变的原位透射电子显微镜研究

纳米尺寸NiTi合金中的马氏体相变行为决定了其在微纳尺度的应用。利用透射电镜(TEM)对拉伸变形NiTi微带中的马氏体相变行为进行了原位研究。发现当应变达到0.9%时,马氏体首先在取向择优的晶粒内形核、长大和扩展。继续拉伸样品至断裂(应变为5.2%),相邻取向不择优的晶粒内没有观察到马氏体形核。由于NiTi微带包含不容易发生马氏体相变的晶粒,且发生相变的晶粒内应力集中,导致其断裂应变远小于块体样品的断裂应变。实验结果说明当将NiTi合金应用于微纳尺度时需充分考虑纳米尺寸材料中的马氏体相变行为及其力学性能的影响。     

Ge/Si(001)多层纳米岛材料的快速热退火特性

通过X射线双晶衍射、光致发光谱等手段,系统研究了Ge/Si(001)多层纳米岛材料的快速热退火特性.研究表明:退火过程中纳米岛区的Ge/Si原子互扩散作用比浸润层区强烈;并且随着退火时间增加,这种互扩散作用加大,晶体质量下降,影响材料性能.而在800℃退火12s,材料保持了较小的Ge/Si原子互扩散水平和较高的晶体质量,并且经硼离子注入后的样品在这一条件退火后,超过50%的杂质原子可被激活.