碳素钢强流脉冲电子束处理后的表面火山口状凹坑研究

利用强流脉冲电子束(HCPEB)技术对碳素钢进行了表面改性处理.利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对改性试样的表面性质进行了分析,结果表明:样品表面出现了"火山坑"状的凹坑,淬火态T8凹坑数量比45#钢少,凹坑深度比45#钢深.凹坑的密度与输入的能量密度成正比关系;此外,凹坑的分布密度先随轰击次数(n=1～5)的增加而增加,随后(n=6～10)略有降低;分析表明凹坑的形成及分布与位错密度密切相关.     

利用强流脉冲电子束对45~#钢进行表面改性

利用强流脉冲电子束对45#钢进行了表面改性处理,并对其显微组织和改性机制进行了分析和讨论。结果表明:材料近表层的显微组织沿电子束注入方向大致可分为4层:熔化层(3～10μm)、热影响层(10～50μm)、应力影响层(50～250μm)、基体组织(大于250μm);显微硬度随轰击次数的增加而增加,最大值出现在50μm左右;多次轰击可以提高耐磨性。     

沉积温度对Gd掺杂CeO2电解质薄膜生长及电学特性的影响

采用反应射频磁控溅射技术,在非晶石英衬底上不同温度下制备了纳米多晶Gd掺杂CeO2(简称GDC)氧离子导体电解质薄膜,采用X射线衍射仪、原子力显微镜对薄膜物相、晶粒大小、生长形貌进行了表征,利用交流阻抗谱仪测试了GDC薄膜的电学性能.结果表明,GDC薄膜生长取向随沉积温度而变化:300-400℃时为强(111)织构生长,而500-600℃时薄膜趋于无规则生长;随着沉积温度的升高,薄膜的牛长形貌由同一取向的大棱形生长岛转变为密集球形小生长岛;GDC多晶薄膜的电导活化能约为1.3eV,接近于晶界电导活化能值,说明GDC交流阻抗主要源于晶界的贡献;晶界空间电荷效应导致GDC薄膜电导率随晶粒尺寸而变化,晶粒尺寸越小,电导率越大.     

电弧离子镀制备（TiCr）N薄膜的微观结构及性能

利用电弧离子镀（Arc Ion Plating）方法，通过对独立的Ti靶和Cr靶的弧电流进行控制，成功地在高速钢（HSS）基体上制备了不同成分配比的（TiCr）N薄膜。采用X射线衍射（XRD）分析显示：薄膜为单一的fcc的结构、没有TiN或CrN相存在；薄膜呈（220）结构，薄膜的晶格常数随着Cr含量的增加而减小。透射电子显微镜（TEM）结果表明：（TiCr）N薄膜的晶粒尺度为20nm左右。显微硬度测试表明：薄膜具有很高的硬度，而且随弧流比的变化，硬度值有一极大值。同时，本探讨了(TiCr)N薄膜的宏观残余力、显微硬度和Cr含量之间的关系及其微观机制。     

离子束辅助沉积制备TaN薄膜的X射线衍射分析

利用离子束辅助沉积技术制备TaN薄膜，并对其进行X射线衍射分析。掠入射的X射线衍射分析得出：离子束辅助沉积制备的TaN薄膜是面心立方结构，晶格常数a为0．4405nm。根据X射线衍射分析，用屈服强度表征的TaN薄膜的显微硬度为16～20GPa，与文献上报道的显微硬度值接近。离子束辅助沉积制备的TaN薄膜宏观内应力较小，且都为压应力。晶粒尺寸大约在10nm左右，随着注入离子能量的增加，薄膜晶粒尺寸有长大的趋势。     

电弧离子镀制备(TiCr)N薄膜的微观结构及性能

利用电弧离子镀 (ArcIonPlating)方法 ,通过对独立的Ti靶和Cr靶的弧电流进行控制 ,成功地在高速钢 (HSS)基体上制备了不同成分配比的 (TiCr)N薄膜。采用X射线衍射 (XRD)分析显示 :薄膜为单一的fcc的结构、没有TiN或CrN相存在 ;薄膜呈 (2 2 0 )结构 ,薄膜的晶格常数随着Cr含量的增加而减小。透射电子显微镜 (TEM)结果表明 :(TiCr)N薄膜的晶粒尺度为2 0nm左右。显微硬度测试表明 :薄膜具有很高的硬度 ,而且随弧流比的变化 ,硬度值有一极大值。同时 ,本文探讨了 (TiCr)N薄膜的宏观残余应力、显微硬度和Cr含量之间的关系及其微观机制     

高k栅介质薄膜材料研究进展

金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET),要求其器件特征尺寸越来越小,当光刻线宽小于100nm尺度范围后,栅介质氧化物层厚度开始逐渐接近(1～1.5)nm,这时电子的直接隧穿而导致栅极漏电流随栅氧化层厚度的下降而指数上升,此外,当栅氧化层薄到一定程度后,其可靠性问题,尤其是与时间相关的击穿及栅电极中的杂质向衬底的扩散等问题,将严重影响器件的稳定性和可靠性.因此需要寻找一种具有高介电常数的新型栅介质材料来替代SiO2,在对沟道具有相同控制能力的条件下(栅极电容相等),利用具有高介电常数的介质材料(一般称为高k材料)作为栅介质层可以增加介质层的物理厚度,这将有效减少穿过栅介质层的直接隧穿电流,并提高栅介质的可靠性.本文介绍了高k栅介质薄膜材料的制备方法,综述了高k栅介质薄膜材料研究的应用要求及其研究发展动态.     

基片温度对金刚石上沉积ZnO薄膜特性的影响

采用磁控溅射在自持CVD金刚石厚膜的成核面上制备了ZnO薄膜,并实验研究了其生长特性和发光特性随温度的变化情况.利用X射线衍射(XRD)仪,光致发光(PL)谱,电子探针(EPMA)和霍尔测量系统对样品进行了检测.SEM结果表明,基片温度为600℃时ZnO薄膜表面粗糙度最低.而PL谱表明基片温度为750℃时ZnO薄膜具有最优的光学性能,此时由EPMA测得的薄膜中Zn/O成分比接近ZnO的化学计量比.霍尔测量表明,样品均呈现出高阻状态,满足声表面波滤波器的制备条件.     

偏压对磁控溅射ZnO薄膜的成核机制及表面形貌演化动力学的影响

利用反应射频磁控溅射技术,通过对基体施加负偏压溅射ZnO薄膜,探讨了固定偏压下ZnO薄膜的表面形貌随沉积时间的演化以及不同偏压对ZnO薄膜表面形貌的影响. 研究结果表明,在-100V的偏压下,随着沉积时间的增加,ZnO薄膜的表面岛尺寸不断减小,密度逐渐变大. ZnO在基片表面成核过程中的本征缺陷成核阶段和轰击缺陷成核阶段的生长指数分别为(0.45±0.03)和(0.22±0.04),低速率成核过程基本消失;随着偏压增大,表面岛的尺寸变大,表面起伏增加. 偏压不但可以改变ZnO薄膜的成核和生长过程,而且影响薄膜的晶体取向.     

反应射频磁控溅射制备高k氧化锆薄膜及介电性能的研究

在氧气和氩气的混合气体中,在O2/Ar混和气总流量固定的条件下,通过调节O2/Ar流量比,采用反应RF磁控溅射法制备了具有高介电常数的氧化锆薄膜。通过透射电子显微镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)研究了O2/Ar流量比与薄膜微观组织和结构、表面平整度之间的关系,并测试分析了在不同O2/Ar流量比下溅射沉积的Al/ZrO2/SiO2/n型Si叠层结构的C V特性曲线。实验结果表明O2/Ar流量比与薄膜微观组织和结构有一定的关系。纯氧气氛下沉积的ZrO2薄膜基本上为纳米级的微晶,晶体结构为单斜结构(a=5.17、b=5.26、c=5.3、α=γ=90°,β=80.17°),在O2/Ar流量比为1∶4混合气氛下制备出了具有非晶结构的均质ZrO2薄膜;低的O2/Ar流量比下溅射得到的ZrO2薄膜样片,均方根粗糙度较低,表面平整度较好;在O2/Ar流量比为1∶4左右时,ZrO2薄膜的相对介电常数达到25。