氮化钛薄膜的高分辨AES谱和XPS谱研究

着重讨论了TiNx薄膜俄歇电子谱的定量分析方法和X射线光电子谱中线形的变化。利用已知组元强度定量分析技术和Ti的LMV俄歇电子峰，探讨TiNx薄膜中N含量的定量方法。由该方法给出的定量结果与X射线光电子谱定量结果相一致。同时，利用X射线光电子谱测定了TiN和Ti2N2p轨道的结合能。并针对Ti2p峰形随N含量的变化，给出新的解释。     

生长温度对纳米AlN薄膜的表面形貌和结晶特性的影响

采用射频(RF)反应磁控溅射方法制备了具有原子级平滑表面的纳米AlN薄膜。利用傅立叶红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、卢瑟福背散射(RBS)等分析方法对不同实验条件下合成的AlN薄膜进行了表征，研究了不同沉积温度(室温约550℃)下的AlN薄膜的表面形貌特征和结晶特性，探讨了AlN薄膜表面形貌的变化规律及纳米薄膜的形成机制。分析结果显示：不同沉积温度下合成的AlN薄膜均具有原子量级平滑的表面，薄膜表面粗糙度(RMS)为0．2～0．4nm，且不随沉积温度的增加而发生明显变化；薄膜的晶粒尺度为20～30nm，薄膜的折射率随沉积温度的增加而增加。     

表面处理对Ti-6-22-22合金高温疲劳寿命的影响

采用喷丸和离子注入对Ti-6-22-22合金机械加工样品进行表面处理,研究表面处理对Ti-6-22-22合金室温和高温疲劳寿命的影响.结果表明,喷丸和离子注入对材料疲劳S-N曲线的影响与实验温度有关.喷丸和离子注入对Ti-6-22-22合金的室温疲劳强度影响较小,400℃时的疲劳强度明显提高.SEM断口分析显示,400℃长寿命疲劳后的表面处理样品裂纹在亚表面萌生.     

磁控溅射羟基磷灰石薄膜的研究现状与展望

羟基磷灰石是具有良好生物相容性的骨修复和替代材料.介绍了用磁控溅射法制备羟基磷灰石薄膜的研究现状,由实验机理和薄膜的性能表征分析了影响薄膜质量的因素,并讨论了制备过程中存的一些问题以及今后的发展方向.     

基片温度对TiO2薄膜表面形貌和性能的影响

利用射频磁控溅射设备在玻璃基片上制备TiO2薄膜,采用AFM、UV-Vis分光光度、接触角测定仪等测试手段,研究基片温度对薄膜表面形貌、粗糙度和表面性能的影响.结果表明,随着基片温度增加,薄膜表面粗糙度增大,薄膜中颗粒由无定形态逐渐向定向排列的晶态转变,而薄膜结构、表面形貌和粗糙度的变化明显影响薄膜表面性能.最后,探讨了薄膜的生长机理.     

沉积温度对ZrO2薄膜结构及表面形貌的影响

采用反应磁控溅射方法,在室温～550℃的沉积温度下,在Si(100)和玻璃基片上沉积了厚度在纳米量级的ZrO2薄膜.通过高分辨电子显微镜、原子力显微镜和透射光谱分析,研究了沉积温度对ZrO2薄膜的相结构、表面形貌和折射率的影响.研究结果表明沉积温度低于250℃时,ZrO2薄膜的结构完全呈非晶态,但250℃沉积的薄膜有比较高的致密度;随着沉积温度的升高,薄膜出现了明显的结晶现象,主要为单斜ZrO2相;沉积温度为450℃时,ZrO2薄膜晶化不完全,在晶粒堆砌处有非晶ZrO2相存在;沉积温度为550℃时,ZrO2薄膜完全晶化,在晶粒堆砌处有四方ZrO2相存在.此外,根据薄膜相结构和表面形貌的研究结果,探讨了沉积温度对薄膜生长行为的影响及其物理机制.     

基片温度对反应射频磁控溅射法制备掺杂CeO2电解质薄膜的影响

利用Gd/Ce镶嵌复合靶、采用反应射频磁控溅射技术制备了Gd2O3掺杂CeO2(GDC)氧离子导体电解质薄膜,重点探讨了基片温度对薄膜物相结构、沉积速率及生长形貌的影响.分析结果表明,不同温度下制备的薄膜中,立方面心结构GDC固溶体相占主导,同时存在少量体心立方结构Gd2O3中间相;GDC薄膜的生长取向随基片温度而变化,200℃时,无择优取向,500℃时薄膜呈现(220)织构,700℃则为(111)择优取向;薄膜沉积速率随基片温度呈阶段性规律变化,(220)方向择优生长越显著,沉积速率越高,薄膜粗糙度越大;AFM分析表明,薄膜为岛状生长,随温度升高,表面生长岛尺寸增大,岛密度变小.     

调制比对GDC/YSZ多层氧离子导体薄膜结构与电学性能的影响

采用反应射频磁控溅射技术在(0001)蓝宝石基片上制备了不同调制结构的(GDC/YSZ)12多层氧离子导体电解质薄膜。利用电子探针微区分析技术测得薄膜的摩尔质量比为m(Zr):m(Y)=5.73:1、m(Ce):m(Gd)=4.12:1;X射线衍射(XRD)与小角X射线反射(XRR)结果表明,GDC/YSZ调制比为5:1、2:1和1:2的样品(A1～A3)具有好的超晶格结构,而A4样品未形成超晶格结构;原子力显微镜形貌分析结果表明多层膜呈密集岛状生长形貌,与GDC、YSZ单层膜比较,多层膜生长岛尺寸减小,密度增大,表面粗糙度明显减小;电学性能测试与理论分析结果表明,界面缺陷使多层膜电导率提高,而GDC成分增多,则超晶格多层膜电导率增大。     

TiCu金属玻璃及其氢化物的结构

氢可用来作为探测金属玻璃结构信息的探针。从氢化和未氢化的TiCu金属玻璃的径向分布函数实验结果表明,在8.5×10~3Pa H_2和80℃条件下氢化,根据测得的原子最近邻间距推知,钛原子和铜原子的最近邻间距有显著变化。由此可认为,氢主要占据由钛原子和铜原子组成的四面体间隙位置。     

二氧化锆栅介质薄膜光学及电学特性研究

采用反应RF磁控溅射法在氧气和氩气的混合气氛中制备了具有较高介电常数、较宽光学禁带间隙的ZrO2薄膜。利用变角度光谱椭圆偏振仪研究了不同O2/Ar流量比下制备所得薄膜的厚度、复折射率、复介电常数和吸收系数,估算了薄膜的光学禁带间隙,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、I V特性曲线。通过对O2/Ar流量比分别为1/9、1/4、4/1、1/0工艺条件下溅射沉积ZrO2薄膜的α2与光子能量关系图的拟合,确定了其光学禁带间隙Eg分别为6.27、5.84、6.03、5.92eV,在O2/Ar流量比为1/9、1/4、1/0工艺条件下溅射沉积ZrO2薄膜,其ZrO2/SiO2叠层的有效介电常数keff计算结果分别为14.6、19.6和9.3,漏电流较低(<5.0×10-5A/cm2),其击穿电场强度分别为5.6、6.3、9MV/cm。