定量会聚束电子衍射:Ⅰ.研究动态

本文介绍了一种在材料研究和半导体器件分析等领域中常用的结构分析技术--定量会聚束电子衍射术.主要介绍会聚束电子衍射方法的简史及近况、定量会聚束电子衍射的特点和发展方向.同时,简述了定量会聚束电子衍射技术在材料科学研究中的应用和实验的基本过程.     

复合钙钛矿介质陶瓷结构对称性的旋进电子衍射研究

采用最新的旋进电子衍射技术研究了Ca(Mg1/3Ta2/3)O3复合钙钛矿陶瓷的晶体结构.在一定的旋进角下,旋进电子衍射可以很好地消除传统电子衍射中的动力学效应,揭示了Ca(Mg1/3Ta2/3)O3结构中B位离子有序是决定其晶体结构的关键因素,而通过旋进电子衍射花样中对称元素的直观确认,并结合会聚束晶体点群确认方法,证实了Ca(Mg1/3Ta2/3)O3陶瓷属于单斜2/m点群.     

庞磁电阻La0.8Sr0.2MnO3薄膜的微结构研究

利用激光分子束外延方法在(001)SrTiO3衬底上制备庞磁电阻La0.8Sr0.2MnO3薄膜.发现高密度、尺度均匀的纳米聚集物弥散地分布在La0.8Sr0.2MnO3薄膜中.Z衬度像、EDS及电子衍射综合分析表明,这些纳米聚集物的内部成分出现起伏,主要特征是富Mn贫La,Mn/La的比值在其核心处达到极大值,形成立方结构的第二相MnO.LSMO薄膜由两种正交结构的取向畴组成.MnO与畴1的取向关系为[101]LSMO,1//[100]MnO和(010)LSMO,1//(010)MnO;与畴2的关系为[101]LSMO,2//[100]MnO和(010)LSMO,2//(001)MnO.在LSMO/STO外延体系中,还观察到大量的失配位错.失配位错的类型分为刃型失配位错,位错线沿<100>方向;螺型失配位错,位错线沿<110>方向.刃型位错是基中原有位错在薄膜生长过程中沿生长表面的扩展造成的;螺型失配位错的形成与降温过程中LSMO正交结构的取向畴的形成有关.     

TEM研究La2／3Ca1／3MnO3中的畴结构

由于具有巨磁阻效应,La2/3Ca1/3MnO3 (LCMO)被广泛研究[1].LCMO是一典型的具有ABO3钙钛矿结构的化合物,其中La和Ca随机地占据A 位而Mn占据B位.在高温时, LCMO是立方相 (点群m3m,空间群Pm3m).LCMO的室温结构是正交相 (点群mmm,空间群Pnma).     

定量CBED测定准晶结构因子初步研究

定量会聚束电子衍射(CBED)技术应用于晶体结构因子振幅与位相的测定,应用于晶体中电荷密度分布的测定取得了很大的成功。将定量CBED技术用于研究准晶结构,需要进行电子衍射强度的动力学计算,需要知道尽量准确的准晶结构因子的真实值,而仅将少数结构因子的振幅与位相作为可调参数对衍射强度进行拟合。准晶体的会聚束电子衍射中,不可避免地会发生衍射盘交叠的现象。准晶会聚束电子衍射的强度对结构因子的振幅与位相变化的敏感程度如何也是人们关心的问题。1.准晶结构因子的计算准晶体的结构通常在高维空间进行描述。可以用三维超平面去切…     

最大熵解卷用于La0.4Ca2.6Mn2O7超结构的研究

双层钙钛矿晶体La2-2xCa1-2xMn2O7一般具有Sr3Ti2O7类型的基本结构，空间群为I4/mmm，属于四方晶系，但对于不同的La掺杂量，晶格将畸变而使对称性改变。x=0.8的氧化物La0.4Ca2.6Mn2O7电子衍射的研究发现，a，b方向不等价，因此不属于四方晶系。     

La0.9Sr0.1MnO3/Si体系界面的电子显微学研究

本文利用透射电子显微术,研究了通过激光分子束外延方法在Si基体上生长的La0.9Sr0.1MnO3功能薄膜的显微结构特征及界面处的微区成分分布规律.结果表明,在Si基体上生长的La0.9Sr0.1MnO3薄膜由单相多晶体构成.这些多晶体颗粒以柱状结构生长,柱状晶垂直于界面并一直贯穿整个LSMO薄膜.La0.9Sr0.1MnO3薄膜具有正交点阵结构,其颗粒大小为10 nm～20 nm.在LSMO/Si的界面处发现了由化学反应引起的两个纳米尺度的非晶层.     

Ni3Al中位错的会聚束电子衍射研究

利用会聚束电子衍射技术研究晶体中的缺陷在实验和理论上都得到了重要的发展。本文研究了金属间化合物Ni_3Al中位错对HOLZ线的影响和相应的多束动力学模拟计算。     

定量会聚束电子衍射金属间化合物中微量元素硼的偏聚特性的电子结构研究

本文简要介绍了定量会聚束电子衍射方法及其优化算法；采用此方法研究了微量元素硼在金属间化合物NiAl和Co3Ti中导致的电荷密度重新分布及原子键合的变化，据此解释了硼对Ni3Al和Co3Ti的晶界偏聚的特性和力学性能的不同影响。     

界面残余应变场的会聚束电子衍射测定

用两种会聚束电子衍射(CBED)技术研究了复合材料界面残余应变场.常规正焦CBED方法中,用优化算法使计算的高阶Laue带(HOLZ)线图与实验图达到最佳拟合,进而确定残余应变.给出了一种减少优化计算中可调参数数目的方法.残余应变与表面弛豫引起的界面附近点阵平面面间距的变化、点阵平面的旋转与弯曲使得离焦的大角度会聚束电子衍射(LACBED)图中的衍射线移位、分裂与弯曲.表面弛豫引起的点阵平面的旋转也决定于本征应变.通过使动力学理论计算的LACBED图与实验图达最佳拟合,可以确定本征应变.用该方法研究了颗粒增强复合材料Al2O3/Al与晶须增强复合材料 (K2O@6TiO2) w/Al的界面残余应变场.     

利用激光感生热电电压效应测量薄膜的各向异性泽贝克系数

利用激光对半无限大物体加热的一维热传导模型.分析La0.67Ca0.33MnO3(LCMO)薄膜在KrF准分子激光照射下的温度变化.在纳秒级激光单次脉冲照射下,薄膜表面温度与照射时间的平方根成正比.并通过拟合La0.67Ca0.33MnO3薄膜在此激光照射下的感生电压响应信号,得到薄膜的时间常数为1.39μs.利用薄薄厚度与时间常数的关系,计算出薄膜的热扩散系数及热穿透深度,分别为4.5×10-8m2/s和71 nm.根据测量到的脉冲响应信号的时间常数,将激光感生电压公式中薄膜厚度与热扩散系数参量简化,得到一种求各向异性泽贝克(Seeback)系数的方法,计算出La0.67Ca0.33MnO3的各向异性泽贝克系数为2.80μV/K.     

La0.33Ca0.67MnO3电荷有序的Wigner晶体模型和双条带模型

La0.33Ca0.67MnO3钙钛矿中电荷有序的结构模型是当前凝聚态物理学研究热点之一,前人的工作在这方面有很大的分歧.La3+0.33Ca2+0.67Mn3+0.33Mn4+0.67O2-3在室温是空间群为Pnma的正交系晶体.当温度降到临界温度Tco260K以下时,Mn3+与Mn4+离子分别占据不同的位置,即发生了电荷有序.图1(a)中A'和A区域降温到86K后的选区电子衍射花样分别示于图1(c)和(d).较之室温的花样(图1(b)),出现了对应于调制波矢为a*o/3的由电荷有序产生的超反射.在畴A'和A中这些超反射对应的调制波矢互相垂直,高分辨电子显微像中电荷有序引起的调制条纹也互相垂直(图1(e)),即畴A'与A是90°孪晶.     

应变硅PMOSFET中应变的LACBED研究

本文报道了应变硅p型金属氧化物半导体场效应晶体管(PMOSFET)沟道中的局部应变的大角度会聚束电子衍射表征.由于源和漏极区预非晶化锗离子注入工艺在源漏区引入了大量的缺陷,导致在截面电镜样品中存在切应变.利用大角度会聚束电子衍射(LACBED)测量了沟道区的压应变和切应变,并讨论了沟道区产生巨大压应变(2%以上)的原因.     

Si1-xGex/Si界面区的会聚束电子衍射研究

会聚束电子衍射(CBED)技术是研究材料中纳米级微小区域结构特征的重要方法,在材料,物理,晶体学等学科有广泛的应用,特别是应变异质材料性能的一种极为重要的研究技术.采用Tanaka大角会聚束衍射(LACBED)方法时,由于入射束不聚焦在试样平面上,可同时得到LACBED衍射花样和被分析区的阴影像,很适用于研究界面及其附近的晶体结构变化.本文介绍在JEOL2000-FX透射电镜上应用Tanaka方法对硅/锗硅薄膜的界面及附近的晶体点阵变化进行LACBED分析的初步结果.     

尖晶石型LiMn2O4晶体中的相变序列

在研究三维钙钛矿型晶体ABX3，例如La1-xCaxMnO3的过程中，人们清楚地知道它们在温度变化的过程中可能的相变类型。在高温时，他们都是立方晶体。在降温的过程中，La1/3Ca2/3Mn1/3^3 Mn2/3^4 O3晶体中的MnO6氧八面体绕着立方晶体的[011]方向倾转，于是生成了a0=[011]ac，b0=[200]ac，c0     

CexSi1—x／Si应变层超晶格的横截面电镜样品中的弹性驰豫

迭加有样品阴影像的大角度会聚束电子衍射花样可以用来研究样品中局部应变。在本文中作者利用大角度会聚束电子衍射技术测量并模拟计算了ＧｅＳｉ／Ｓｉ应变层超晶格的横截面电镜样品中的弹性弛豫和样品厚度的关系。     

应变硅MOSFET沟道应变的有限元研究

本文报道了利用有限元计算和动力学大角度会聚束电子衍射模拟的方法研究了应变硅场效应晶体管沟道中的应变分布.沟道压应变是利用预非晶化源漏区锗离子注入应变诱导工艺技术引入的.有限元计算结果显示,器件的源漏区很低的锗注入剂量在沟道区的顶层造成了很大的压应变,而且在沟道和硅衬底中间形成一个应变过渡层.大角度会聚束电子衍射的动力学模拟结果与有限元计算结果符合很好.     

A位取代对PZN-PNN-PZT压电陶瓷性能的影响

以固态氧化物为原料,采用固态合成工艺制备Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-Pb(ZrTi)O3(PZN-PNN-PZT)压电陶瓷,并研究了锆钛比(r(Zr)/r(Ti))、Ba2+的A位取代及Ba2+、La3+的A位复合取代对压电陶瓷电性能的影响。结果表明,PZN-PNN-PZT压电陶瓷在r(Zr)/r(Ti)=1.03下,进行Ba2+,La3+的A位复合取代后,即式子在Pb0.92Ba0.04La0.04(Ni1/3Nb2/3)y(Zn1/3Nb2/3)z Zrm Tin O3时压电性能最佳,其介电常数εT33/ε0=5 657,压电常数d33=709pC/N,机电耦合系数kp=0.69,品质因数Qm=45,居里温度TC=180.9℃。     

磁性材料、超导材料和器件

TM20 01010093Ga拍杂对La067Ca。3oMo03磁电阻的提高/任清褒,孙勇(中国科技大学)11低温物理学报一2 000,22(1).一8一12研究了Ga部分替代Mn位对巨磁阻材料La“抓少a0:。MnO3磁性和输运性质的影响.实验结果表明Ga掺杂破坏了双交换作用,使电阻率上升而磁有序转变推移到低温.但是,Ga掺杂使磁电阻效应显著提高,证明Mn位元素替代可能是提高CMR的一种有效途径.图3参7(木)TM271()1()l()()〔)6趣徽粒子妞化铁的制备研究/曹维良,张敬畅,石锦华,于定新(北京化工大学)11应用科学学报一2()0。,18(2)一171一174用s川一gel和SCFD技术制备了超微粒…     

La0.7Ca0.3MnO3多晶薄膜的sol-gel法制备及表征

以La、Ca、Mn的无机盐替代相应的醇盐,以冰乙酸为溶剂,乙酰丙酮(AcAc)为螯合剂,采用sol-gel法在Si(110)衬底上制备了La0.7Ca0.3MnO3(LCMO)多晶薄膜,并用FTIR、XRD、SEM、EDS和TEM等分析手段对薄膜进行了表征,通过不同磁场下电阻一温度(R-T)曲线,研究了样品的输运性质及...