新型无铅Na_(0.5)Y_(0.5)TiO_3铁电薄膜的制备及性能

采用射频磁控溅射法在[001]取向的掺铌钛酸锶(Nb:STO)单晶衬底上制备Na_(0.5)Y_(0.5)TiO_3(NYT)铁电薄膜,研究了该铁电薄膜的物相组成、显微结构、铁电性能、电输运性能。结果表明:NYT薄膜具有[001]取向的外延结构,其表面平整,界面清晰,结晶质量良好;NYT薄膜具有铁电性能,其剩余极化强度为0.3μC·cm~(-2),矫顽场为178kV·cm~(-1);NYT薄膜/电极界面存在肖特基势垒,反偏状态的肖特基结能够显著降低NYT薄膜的漏电流密度,提高其耐压强度,肖特基结处于正偏状态时的电流传导符合陷阱态控制的空间电荷限制电流机制。     

用三维有限元法对柴油机气缸盖几个设计方案作对比分析

以Z6110型柴油机缸盖为例,采用三维有限元建模对几个缸盖方案进行了结构强度对比分析,计算了气缸盖的温度场、综合应力场。其计算结果和试验结果基本吻合,为柴油机气缸盖结构设计改进提供了理论依据。     

沉积温度对Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3铁电薄膜结构与性能的影响

利用脉冲激光沉积法和磁控溅射法在(001)SrTiO_3单晶基片上构架了铁电异质结电容器Pt/La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3/Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3/La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3/SrTiO3(LSCO/NBT/LSCO/STO)。利用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、铁电测试仪和压电力显微镜(PFM)研究了沉积温度对Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3(NBT)铁电薄膜的表面形貌、微结构和电学性能的影响。AFM结果表明,NBT薄膜晶粒尺寸随着沉积温度的增加先变小后增大。XRD结果显示,不同沉积温度下生长的NBT薄膜均为(00l)择优取向结构。铁电测试仪和PFM结果表明,NBT薄膜的铁电和压电性能随着沉积温度的增加先增大后减小,650℃生长的薄膜具有最高的剩余极化强度(19.6μC/cm2)和最大的有效压电系数(146 pm/V)。     

Luminescent property and energy transfer from Ce3+ to Tb3+ in YAl3(BO3)4

A series of Ce³⁺, Tb³⁺ or Ce³⁺/Tb³⁺ doped YAl₃(BO₃)₄ phosphors are synthesized by a high temperature solid-state reaction, and their luminescent properties are investigated. YAl₃(BO₃)₄:Ce³⁺ shows a broad emission band at 422 nm under the 367 nm radiation excitation. YAl₃(BO₃)₄:Tb³⁺ can be efficiently excited by the ultraviolet (UV) light, and produces green emission. The emission intensity of YAl₃(BO₃)₄:Tb³⁺ can be enhanced by adjusting Tb³⁺ doped content, and reaches the maximum at 0.06 mol Tb³⁺. When Ce³⁺ is codoped, the emission intensity of Tb³⁺ in YAl₃(BO₃)₄ can be enhanced, but the commission international del’eclairage (CIE) chromaticity coordinates of YAl₃(BO₃)₄:Tb³⁺ have almost no change. Moreover, the energy transfer from Ce³⁺ to Tb³⁺ in YAl₃(BO₃)₄ is studied.     

偏轴磁控溅射法外延BiFeO3薄膜的介电性能与阻变效应

利用偏轴射频磁控溅射法, 在(001) SrTiO₃(STO)单晶基片上制备了Pt/BiFeO₃/La_0.5Sr_0.5CoO₃/STO (Pt/BFO/ LSCO/STO)异质结电容器。研究了BiFeO₃薄膜的结构和物理性能。原子力显微镜(AFM)和X射线衍射(XRD)分析表明: BFO薄膜结晶质量良好, 且为单相(00l)外延钙钛矿结构。介电性能测试结果发现: 在5 V驱动电压下, Pt/BFO/LSCO电容器呈现饱和的蝶形回线, 调谐率和介电损耗分别为14.1%和0.19。此外, 阻变机制研究表明: 在0→5→0 V正向电压和0→-5→0 V负向电压下, 阻变均为高阻向低阻转变规律, 呈现为铁电二极管的阻变开关行为。通过I-V曲线拟合, 得到0→5→0→-5 V时阻变机制为空间电荷限制电流陷阱能级的填充和脱陷, 而-5→0 V时符合界面限制的F-N隧穿机制。     

溶胶-凝胶法制备Bi0.975La0.025Fe0.975Ni0.025O3铁电薄膜的结构及物理性能

采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO_2/Si(111)衬底上制备了Bi_(0.975)La_(0.025)Fe_(0.975)Ni_(0.025)O_3(BLFNO)铁电薄膜。利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)及其压电模式(PFM)对薄膜的晶体结构、表面形貌以及铁电畴结构进行了研究。研究发现,BLFNO为结晶良好的钙钛矿结构多晶薄膜,且薄膜表面颗粒生长均匀。PFM测试图显示铁电薄膜在自发极化下的铁电畴结构清晰,铁电电容器具有良好的铁电性能。应用铁电测试仪对Pt/BLFNO/Pt电容器进行测量,得到了饱和性良好的电滞回线。在828kV/cm的外加电场下,Pt/BLFNO/Pt电容器的剩余极化强度为74.3μC/cm~2,表明La、Ni的共掺杂没有明显抑制铁电电容器的剩余极化强度,铁电电容器具有良好的铁电性能。漏电流研究结果表明,La、Ni元素的共掺杂有效降低了薄膜的漏电流密度,在277.8kV/cm外加电场下漏电流密度在10-4 A/cm2量级,明显小于纯BFO薄膜的漏电流密度。正半支漏电流曲线满足SCLC导电机制,对于负半支曲线,当电场强度大于22.2kV/cm时,同样遵循SCLC导电机制;但是,当电场强度小于22.2kV/cm时,曲线斜率约为4.8,表明参与导电贡献的电子数较多,归因于极浅陷阱俘获的电子在外加电场作用下参与了导电行为。室温下磁滞回线测试结果表明BLFNO薄膜具有反铁磁性质。     

用于Cu互连的Ta/Ti-Al集成薄膜的结构和阻挡性能

应用射频磁控溅射法在(001)Si衬底上制备了Cu(120nm)/Ta(5nm)/Ti-Al(5nm)/Si异质结,借助原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)和四探针测试仪(FPP)等方法研究了Ta(5nm)/Ti-Al(5nm)集成薄膜用作Cu和Si之间阻挡层的结构和性能。研究发现,Cu/Ta/Ti-Al/Si异质结即使经受850℃高温退火后,样品的XRD图中也没有出现杂峰,表明样品各层之间没有发生明显的化学反应。相对于800℃退火的样品,850℃退火样品的表面均方根粗糙度急剧增大,同时方块电阻也增加了一个数量级,表明Ta(5nm)/Ti-Al(5nm)集成薄膜在850℃时,阻挡性能完全失效。由于Ta和Cu之间存在良好粘附性以及Ti-Al强的化学稳定性,Ta(5nm)/Ti-Al(5nm)集成薄膜在800℃以下具有良好的阻挡性能。     

还原增感立方体AgCl微晶光电子衰减特性

利用微波吸收介电谱检测技术测得了还原增感立方体氯化银微晶光电子衰减随增感条件的变化规律。实验发现,随增感条件的不同,增感中心发生了由空穴陷阱作用向深电子陷阱作用的转变。当增感中心起空穴陷阱作用时通过俘获空穴,降低了光电子与光空穴的复合几率,提高了光电子的利用率,从而有利于潜影的形成。由此得到在增感浓度一定时的最佳增感时间和最佳增感温度的组合。     

不同类型掺杂剂对AgCl微晶中光电子衰减特性影响

电子陷阱掺杂可明显改善晶体材料中光电子衰减 特性,最终改善其物理性能。利用微波吸收介电谱检测技术,对 30%Ag位置处掺杂不同浓度K₄和(NH₄)₂IrCl₆的立方体AgCl微晶中自 由和浅束缚光电子衰减时间(FDT,SDT)分辨谱进行了检 测。结果表明,对于掺杂K₄的样品,随掺杂浓度增加,FDT逐渐从 157ns延长至520ns;且不同浓度掺杂时的FDT均大于未掺杂时的 FDT(150ns)。 而对于掺杂(NH₄)₂IrCl₆的情况,随掺杂浓度增加,FDT逐渐从126ns减小至45ns;且不同浓度掺 杂时的FDT均小于未掺杂时的FDT(150ns)。分 析得知,K₄掺杂在AgCl中引入了能暂时俘获光电子的浅电子陷阱(SET s);而(NH₄)₂IrCl₆掺杂在AgCl中引入了能长时间俘 获光电子的深电子陷阱(DETs)。同时对光电子衰减动力学过程分析得知,陷阱的类型 对光电子衰减寿命分区影响不同,SETs的引入使光电子衰减寿命曲线明显呈现两个指数 衰减区,而DETs的引入使光电子衰减寿命曲线只呈现一个指数衰减区。     

脉冲激光作用下碘掺杂的AgBr-T颗粒中光电子衰减特性

利用微弱信号的微波吸收相敏检测技术，在短脉冲激光作用下，测量了在不同碘化物掺杂方式和掺杂量下的AgBr-T颗粒中自由光电子和浅束缚光电子随时间的衰减曲线，根据测得的衰减曲线得到了不同条件下的自由光电子寿命(FLT)、自由光电子衰减时间(FDT)及浅束缚光电子衰减时间(SDT)值，通过比较这些值分析了碘化物在AgBr-T颗粒中的作用和碘化物对AgBr-T颗粒的感光性能的影响。详细分析了碘含量小于、大于以及等于3％的吸收信号和色散信号曲线，讨论了曲线上各个区的影响因素。