基于SPM技术的纳米信息存储薄膜的研究进展

扫描探针显微技术SPM可以在原子或分子尺度上对表面进行表征和修饰，应用SPM技术可以在薄膜表面形成纳米级的信息点阵，特别适合发展超高密度的信息存储，是一种非常有希望代替传统磁存储，光存储的纳米级存储技术，本文介绍了纳米信息存储薄膜的研究进展，并对其制备技术和读写机制进行了初步的探讨。     

一维纳米材料的ECR-CVD方法制备

应用电子回旋共振微波等离子体化学气相沉积方法(ECR-CVD)进行了一维纳米材料的制备.以Fe3O4纳米粒子为催化剂,采用不同的气源,在多孔硅基底上制备出了碳纳米管、掺硼碳纳米管以及异质结构的纳米管.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和 X射线光电子谱(XPS)对样品的形貌、结构及组分进行表征.     

常温生长类金刚石薄膜的实验研究

利用射频等离子体增强化学气相沉积(RFPECVD)工艺在常温下实现在不锈钢、硅片、玻璃等基底上大面积沉积类金刚石(DLC)膜.薄膜表面光滑致密,与衬底的结合力较高.用Raman,FTIR,SEM,EDX研究了薄膜的形貌、结构与组分.用栓-盘摩擦磨损试验机测试了薄膜的摩擦系数.通过优化沉积参数,所沉积的DLC膜在与100Cr6钢球对磨时摩擦系数低于0.01.在摩擦过程中DLC膜的磨损机制借助SEM进行了研究.     

不锈钢基体预处理对合成类金刚石碳膜的影响

本文研究了在射频等离子体增强化学气相沉积工艺中不同的预处理方法对不锈钢基底上类金刚石碳膜生长的影响。所沉积的碳膜的结构和形貌分别用激光Raman光谱和扫描电子显微镜进行了分析，薄膜与基底的结合力通过划痕实验进行了表征。实验结果表明，通过采用合适的过渡层能显著提高类金刚石碳膜与基底的结合力，而通过化学腐蚀的方法对提高结合力的帮助不大。     

PMMA基底含氢非晶碳膜的结构和摩擦学性能

分别用磁控溅射和等离子体增强化学气相沉积方法在PMMA基底上沉积硅膜和含氢非晶碳(a-C:H)膜.用氩离子溅射硅靶制备硅膜,以甲烷和氢气为反应气体在不同自偏压下制备非晶碳膜.分别用原子力显微镜、X射线光电子能谱和紫外拉曼光谱表征薄膜的形貌和结构,并分别用纳米压痕仪和栓盘摩擦磨损试验机测试其机械和摩擦学性能.结果表明,沉积碳膜的PMMA基底呈现出高硬度、低摩擦系数和低磨损率的特性.碳膜的显微结构、机械和摩擦学特性均显著依赖薄膜沉积过程中使用的自偏压,其摩擦系数和磨损率与其硬度和sp3含量密切相关.     

钛种植体表面润湿性控制的实验研究

首先用喷砂酸蚀法对钛种植体表面进行粗化处理,制备出具有微米-纳米双微观孔洞结构的超亲水表面.然后用等离子体氧化的工艺,制备具有超亲水性能的氧化钛表面,发现表面亲水性能随自偏压的增加先减小后增加,随处理时间的增加而减小.在360 V自偏压、20 min处理时间和1ml/min(标准状态)氧气流量时能到超亲水效果的锐钛矿二氧化钛表面.最后尝试用十二烷基三氯硅烷和分子自组装法在粗糙的氧化钛表面制备疏水表面,最大角度可达120°,利用等离子体处理和紫外光照射成功实现了表面由超亲水到疏水之间的转换.     

基于NS-DSMC耦合方法与Langmuir探针诊断的射频等离子体氧化过程中等离子体分布

采用Navier-Stokes方程和直接模拟蒙特卡罗方法相结合的方式模拟了反应腔内的气体流动,并结合Langmuir探针检测设备分析了气体流速与等离子体密度的关系。结果表明,流体均匀性对等离子体的均匀性有显著影响。在6.5 Pa的压力下,等离子体密度和流速呈正相关,与在大气压下的实验结果一致,说明提高流体均匀性可以提高等离子体的氧化均匀性。     

Control of vacuum arc source cathode spots contraction motion by changing electromagnetic field

This paper investigates the magnetic field component impact on cathode spots motion trajectory and the mechanism of periodic contraction.Electromagnetic coils and permanent magnets were installed at the different sides of cathode surface,the photographs of cathode spots motion trajectory were captured by a camera.Increasing the number of magnets and decreasing the distance between magnets and cathode both lead to enhancing cathode spots motion velocity.Radii of cathode spots trajectory decrease gradually with the increasing of electromagnetic coil's current,from 40 mm at 0 A to 10 mm at 2.7 A.Parallel magnetic field component intensity influence the speed of cathode spots rotate motion,and perpendicular magnetic field component drives spots drift in the radial direction.Cathode spot's radial drift is controlled by changing the location of the ‘zero line' where perpendicular magnetic component shifts direction and the radius of cathode spots trajectory almost equal to ‘zero line'.     

钛表面等离子体氧化及其对细胞粘附增殖的影响

采用真空射频辉光放电技术对喷砂酸蚀工艺处理后的钛表面进行了等离子体氧化处理,利用扫描电子显微镜、接触角测量仪及X射线光电子能谱仪研究了氧化膜对钛表面形貌和亲水性的影响以及其化学组成和价键状态;同时通过体外细胞培养研究了钛表面等离子体氧化膜对细胞粘附增殖的影响。结果表明:等离子体氧化处理保留了钛表面喷砂酸蚀形成的微观孔洞结构,获得了平均接触角低于10°的超亲水性表面;钛表面出现Ti 4+、Ti 3+和Ti 2+离子,其中主要以Ti 4+存在;相比未氧化的钛表面,氧化后的钛表面对成骨细胞的粘附增殖有更显著的促进作用,这表明钛表面等离子体氧化膜具有很好的润湿性,利于细胞的粘附增殖。     

沉积温度对高性能TiAlN涂层微观结构和力学性能的影响

采用真空电弧离子镀（AIP）技术在不同沉积温度下TiAlN涂层,用于高性能制造,并研究了沉积温度与表面性能的关系。结果表明,由于离子轰击作用,表面大颗粒随沉积温度的升高而减少。随着沉积温度的升高,涂层表面的晶粒尺寸先急剧减小后逐渐增大。此外,沉积温度对合成涂层的相组成和化学成分影响不大。随着沉积温度的升高,硬度和粘结强度先迅速增加,后逐渐降低。当沉积温度在450℃左右时,沉积的TiAlN涂层硬度最高,粘结强度最大。上述现象的发生机理与沉积过程中表面与界面之间的微观组织和残余应力的变化有关。合成的涂层在高达900℃的空气中具有良好的热稳定性。