溶胶-凝胶法制备(Na0.85K0.15)0.5Bi0.5TiO3铁电薄膜晶化行为研究

利用溶胶-凝胶法在(111)Pt/Ti/SiO2/Si衬底上成功制备了无铅(Na0.85K0.15)0.5Bi0.5TiO3(NK-BT)铁电薄膜。利用XRD和原子力显微镜(AFM)分别对薄膜的晶化行为和表面形貌进行了表征。结果表明,在一定温度范围内,随着热分解温度和退火温度的升高,薄膜的晶化程度变得越来越完全,晶粒变得更加均匀致密。当热分解温度为450℃、退火温度为700℃时,薄膜表现出最优的晶化行为,其铁电性能良好,剩余极化强度(Pr)和矫顽场强(Ec)分别为10.37μC/cm2和78.2kV/cm。     

退火温度对Bi3.15(Eu0.7Nd0.15)Ti3O12铁电薄膜力学性能的影响

利用金属有机物分解法(MOD)在Pt/Ti/SiO2/Si(111)衬底上制备了Bi3.15(Eu0.7Nd0.15)Ti3O12(BENT)薄膜,并经600℃、650℃、700℃、750℃退火处理。通过纳米压痕法测试了薄膜的硬度和弹性模量,采用X射线衍射(XRD)测量了薄膜的残余应力。BENT薄膜的晶粒尺寸随着退火温度的升高而不断变大。当晶粒尺寸从37 nm增大到46 nm时,薄膜的硬度值从8.4 GPa减少到3.1 GPa,弹性模量从171.5 GPa减小到141.6 GPa。随着退火温度从600℃升高到750℃时,薄膜的残余压应力值从–743 MPa减小到了–530 MPa。退火温度为600℃的BENT薄膜具有最大的硬度和弹性模量。     

退火温度对Ta2O5薄膜光学和表面特性的影响

针对退火温度影响Ta₂O₅薄膜的光学和表面特性的问题，采用电子束蒸发技术在石英基底上制备了该薄膜，并将薄膜样品分别在200℃、400℃和600℃下进行退火。利用光谱仪测试了薄膜的透射率并反演计算得到薄膜的折射率和消光系数的变化规律，采用X射线衍射仪和原子力显微镜表征了薄膜的表面性能。研究表明，薄膜透射率曲线的峰值随退火温度升高而显著提升。随着退火温度升高，薄膜的折射率和消光系数均逐渐变大，表面粗糙度呈现下降的趋势，表面变得致密。退火前后薄膜均为非晶态。该研究为进一步提高Ta₂O₅薄膜的性能提供了试验数据。     

退火温度对Ge/SiO2多层膜的结构和光学性能的影响

采用磁控溅射技术在石英衬底上制备出(Ge/SiO2)15多层膜,并在不同温度下对其进行退火处理。XRD和Raman结果表明:溅射态的薄膜为非晶态,当退火温度为500℃时开始出现明显的结晶衍射峰,随后晶化率明显增大,当600℃后,薄膜的晶化率几乎不变。FESEM和小角度X射线衍射结果表明:溅射态薄膜的层与层之间存在明显的界面,具有良好的周期性,升高退火温度,晶粒尺寸增大,但仍保持周期性结构。薄膜的紫外-可见光吸收光谱表明:随着退火温度的升高,吸收边发生红移,光学带隙从溅射态的1.86eV减小到600℃时的1.59eV。     

(Pb_(0.5)Sr_(0.5))TiO_3薄膜的表面化学态研究

用溶胶-凝胶法制备(Pb_(0.5)Sr_(0.5))TiO_3(简称PST)前驱体溶液,以三水醋酸铅、醋酸锶、钛酸丁酯为原料,乙二醇甲醚、去离子水、乙酰丙酮做溶剂,通过旋涂工艺在Pt/Ti/SiO_2/Si(100)基片上沉积PST薄膜.薄膜经320～380℃热分解,再经650℃退火30min,得到晶化好的薄膜样品,X射线衍射结果表明PST薄膜为钙钛矿立方相结构,其晶格常数为a=0.3919nm.用原子力显微镜观测其表面形貌,薄膜平均晶粒尺寸为300nm.用XPS测量了650℃退火PST薄膜样品的表面化学态,结果表明表面富铅,接近表面区域的原子比率Pb∶Sr∶Ti∶O是0.52∶0.50∶1.0∶3.02,接近(Pb_(0.5)Sr_(0.5))TiO_3的理想配比.     

MOD法制备的Pb0.985La0.01(Zr0.4Ti0.6)O3

采用金属有机分解法(MOD)在LNO(100)／Si衬底上制备了Pb0．985La0．01(Zr0．4Ti0.6)O3铁电薄膜，在薄膜的快速退火过程中，增加了一个中间温度预退火过程，并研究了该过程对薄膜晶型结构和铁电性能的影响．结果发现，中间温度预退火过程可以影响薄膜对晶型结构的选择．没有中间温度预退火过程的薄膜，显示出(100)择优取向；而经中间温度预退火的薄膜则表现为随机取向．对薄膜铁电性能的研究表明，没有中间温度预退火过程的薄膜的铁电性能较差，经380℃预退火的薄膜显示出最佳的铁电性能．晶型结构取向和缺陷是影响PLZT。薄膜铁电性能的两个主要因素．     

锗/石墨/硅薄膜结构的制备及其性质分析

利用磁控溅射技术在单晶硅衬底上制备出具有Ge/石墨/Si结构的薄膜样品,然后把其放入快速热退火(RTA)炉中退火。扫描电子显微镜(SEM)测试表明,石墨过渡层的引入缓解了Si、Ge之间的晶格失配和热失配。X射线衍射(XRD)分析表明450℃是Ge薄膜晶化的临界衬底温度,750℃是使Ge薄膜RTA晶化程度明显提高的临界退火温度,30s是最佳退火时间。     

0.9BaTiO3-0.1Bi(Mg1/2Ti1/2)O3铁电薄膜制备及储能特性

电介质薄膜是通过介质极化方式存储静电能的一种材料,以其高功率密度和高充放电效率,在电子器件领域得到广泛应用。目前,储能密度较低和温度稳定性差仍是电介质储能薄膜的缺陷。本研究采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO₂/Si衬底上制备了0.9BaTiO₃-0.1Bi(Ti_1/2Mg_1/2)O₃(0.9BT-0.1BMT)薄膜,通过引入BMT期望获得高储能密度及宽温度稳定性,并研究了退火温度对薄膜的相组成和微观形貌的影响。研究结果表明,退火温度过高会导致薄膜的致密性明显降低并伴随晶粒尺寸增大,750℃是最佳的退火温度。综合性能研究发现,1 kHz下,薄膜的室温介电常数为399,介电损耗为5.8%。薄膜在各测试频率下的介电温度稳定性满足X9R标准,△C/C_25℃≤±13.9%。通过Currie-Weiss关系计算得到薄膜的弛豫系数(Relaxor value)γ值为≈1.96,说明其具有明显的弛豫特性。储能特性研究显示,薄膜的室温储能密度W_rec...     

Sol-gel法制备Pb(Zr0.53Ti0.47)O3铁电薄膜

利用Sol-gel工艺在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Pb(Zr0.53Ti0.47)O3(PZT)薄膜,研究了退火温度、保温时间和薄膜厚度对其晶相、微观结构和铁电性能的影响.在500℃退火处理的PZT薄膜开始形成钙钛矿相;在550℃退火处理的PZT薄膜基本形成钙钛矿相结构;升高退火温度(500～850℃)、延长保温时间(30～150min)、增加薄膜厚度(120～630nm)都有利于PZT晶粒的长大.在650～750℃退火的PZT薄膜具有较好的铁电性能,保温时间对PZT薄膜的铁电性能影响不大,PZT薄膜的厚度为200～300nm时可以得到比较好的铁电性能.在退火温度750℃、保温时间30min条件下退火处理厚310nm的PZT薄膜,其剩余极化值(2Pr)和矫顽电场(2Ec)分别是72μC/cm2、158kV/cm.     

有机凝胶法制备Sr0.5Ba0.5Nb2O6铁电薄膜及其电性能研究

采用有机凝胶法制备了Sr0．5Ba0.5Nb2O6(SBN50)铁电薄膜．研究了pH值和EDTA的用量对Sr-Ba-Nb前驱体溶液稳定性的影响，并对不同pH值条件下获得的Sr-Ba-Nb干凝胶的热分解历程进行了对比．计算和实验结果表明，制备Sr-Ba-Nb前驱体溶液的最佳pH=8，EDTA：金属离子(摩尔比)=2：1．在700℃下退火30min所得SBN50薄膜为单一钨青铜结构多晶薄膜．室温下，测试频率1kHz时，薄膜的介电常数为221，介电损耗为0．02，剩余极化强度Pr=8．17μC／cm^2，矫顽场Ec=16．9kV／cm．     

钙钛矿La0.5Sr0.5Mn1-xCoxO3的制备及磁性研究

采用溶胶-凝胶法制备了La0.5Sr0.5Mn1-xCoxO3(x＝0.1～0.5)的系列样品,通过XRD、SEM和VSM对样品进行了表征.结果表明:随着Co3 离子掺杂量的增加,样品的结构由正交晶系向单斜晶系转变,这种现象的产生是由于Co3 离子半径(r＝0.754nm)与Mn3 离子半径(r＝0.68nm)不匹配造成的.样品形貌为均匀的球形,平均直径50nm左右.样品的居里温度和居里温度附近的磁熵变随Co3 掺杂量的增加先下降后升高,这是由于参加双交换作用的离子数目减少和结构畸变导致的.     

Na0.5Bi0.5TiO3-BaTiO3陶瓷的介电和压电性能研究

研究了Ｎａ_０．５Ｂｉ_０．５ＴｉＯ_３和（Ｎａ_０．５Ｂｉ_０．５）_０．９４Ｂａ_０．０６ＴｉＯ_３陶瓷的电滞回线、压电性能和热滞现象·得到（Ｎａ_０．５Ｂｉ_０．５）_０．９４Ｂａ_０．０６ＴｉＯ_３陶瓷的剩余极化Ｐ_ｒ＝１９ｕＣ／ｃｍ^２、矫顽场Ｅ_ｃ＝４．７ｋＶ／ｍｍ．发现用适量的Ｂａ^２＋取代（Ｎａ_０．５Ｂｉ_０．５）^２＋尽管压电性能有所提高,但同时使得材料的温度稳定性大大降低．     

(Fe0.5 Co0.5)73.5 Cu1 Mo3 Si13.5 B9合金高温磁性的研究

研究了460～580℃等温退火(30min)后纳米晶(Fe0.5 Co0.5)73.5 Cu1Mo3Si13.5B9合金高温软磁性能.结果表明,在Fe73.5Cu1Mo3Si13.5B9纳米晶合金中用Co取代部分Fe仍可形成双相纳米晶结构,并且可显著提高合金的高温特性.与Fe73.5Cu1Mo3Si13.5B9纳米晶软磁合金相比,其室温μi略有下降,但表征高温磁稳定性的居里温度明显提高,同时磁导率在高温下衰减变缓,从而拓宽了纳米晶软磁材料的高温使用范围.文中初步探讨了用Co取代部分Fe后使高温特性得到改善的机理.     

Low Temperature X-ray Diffraction Study of ZnCr2O4 and Ni0.5Zn0.5Cr2O4

Results of x-ray diffraction measurements are presented for ZnCr₂O₄ and Ni_0.5Zn_0.5Cr₂O₄. Splits of the x-ray diffraction spectrum are observed in ZnCr₂O₄ at 12 K. In Ni_0.5Zn_0.5Cr₂O₄ no clear split is observed, but a full width at half maximum (FWHM) shows a steep increase below about 20 K. It is found that the integrated intensity of the diffraction spectra shows a softening behavior at low temperatures in ZnCr₂O₄.     

Na0.5Bi0.5TiO3-BaTiO3陶瓷的介电和压电性能研究

研究了Na0.5Bi0.5TiO3和（Na0.5Bi0.5）0．94Ba0．06TiO3陶瓷的电滞回线，压电性能和热滞现象。得到（Na0.5Bi0.5）0．94Ba0．06TiO3陶瓷的剩余极化Pr=19μC/cm^2，矫顽场Ec=4.7kV/mm.发现有适量的Ba^2 取代（Na0.5Bi0.5)^2 尽管压电性能有所提高，但同时使得材料的温度稳定性大大降低。     

0．98Na0．5Bi0．5TiO3—0．02NaNbO3无铅压电陶瓷的极化研究

极化显著影响压电陶瓷的应变量和电畴转向率，从而影响其压电性能。本文研究了0．98Na0．5Bi0．5TiO3-0．02NaNbO3压电陶瓷的极化条件。研究表明极化电场为4kV／mm、极化温度为120℃、极化时间为20min时，其压电常数d33最大值为96pe·N^-1。     

淬火温度对Al_(0.5)CoCrFeNiSi_(0.2)高熵合金组织结构的影响

采用真空电弧熔炼的方法制备了高熵合金Al0.5CoCrFeNiSi0.2。对其进行600℃到1100℃保温10h后淬水的淬火处理。通过金相显微镜、扫描电镜及附带的能谱仪、X射线衍射仪和透射电镜观察分析合金的组织结构。用显微硬度计测定合金的显微硬度。结果表明:铸态和淬火态的合金组织均呈典型的枝晶形貌,枝晶含有非晶相和纳米级颗粒。在淬火加热温度低于800℃时,随着淬火温度升高,晶粒细化、fcc相含量减少,硬度随淬火温度的升高而提高;当温度升高至900℃后,枝晶相长大,fcc相含量增加,大块枝晶中析出一种富含Al、Ni的θ相,硬度下降。     

Thermomechanical Analysis of (Cu0.5Tl0.5)-1223 Substituted by Pr and La

The thermomechanical analysis (TMA) of Cu 0.5 Tl 0.5 Ba 2 Ca 2 x R x Cu 3 O 10 δ,where R=Pr and La,with 0.0≤x≤0.15,was carried out in temperature range from 450 to 1145 K.The samples were prepared by singlestep solid state reaction technique.The prepared samples were characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM).The superconductivity of the prepared samples was investigated by electrical resistivity measurement.The results showed that low substitution content enhanced the (Cu 0.5 Tl 0.5)1223 phase formation,while the higher substitution content degraded this phase.The higher superconducting transition temperatures T c were found to be 114 K and 109 K at x= 0.025 for Pr-and La-substitutions,respectively.The average linear thermal expansion coefficient increased as x increased,while the shrinkage temperature decreased as x increased.Those results were emphasized by porosity and Vickers microhardness calculations.Debye temperature θ D was calculated from the linear thermal expansion coefficient data and correlated to T c to estimate the electron-phonon coupling λ ep.     

低热固相反应法制备CoFe_2O_4、ZnFe_2O_4和Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4纳米粉体研究

采用低温固相反应法合成了CoFe2O4、ZnFe2O4和Co0.5Zn0.5Fe2O4纳米粉体。以NH4HCO3和金属盐为原料,生成了前驱体碱式碳酸盐,通过研究不同焙烧温度,并在最佳焙烧温度下得到了CoFe2O4、ZnFe2O4和Co0.5Zn0.5Fe2O4纳米粉体。经X射线衍射(XRD)、热分析(TG-DSC)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)等测试手段的分析,结果表明:低温固相反应法能够合成出单相的CoFe2O4、ZnFe2O4和Co0.5Zn0.5Fe2O4纳米粉体。