薄膜残余应力对MEMS微型光栅性能的影响

微型光栅结构薄膜中由于残余应力的存在引起器件在光学和机械性能方面发生显著变化．有限元仿真和分析结果表明,膜内的残余拉应力越大,越利于提高和改善器件工作过程中的光学效率．然而,残余拉应力的增加将显著增大结构工作时的驱动电压,使驱动电路的设计与制作更加复杂;同时,还将导致结构的最大工作位移明显减小,极大限制了光栅的应用领域．另外,残余拉应力的增加也会使结构的共振频率变大,从而影响器件的工作带宽．因此,为了使光栅的使用和工作性能满足设计指标要求,在设计当中就要充分并折中考虑残余应力对各个性能参数的影响．并且在随后的加工和制作过程中对其进行严格控制．     

瞬时蒸发法制备Bi薄膜的微观结构及电输运性能

用瞬时蒸发法在加热到453K的玻璃基体上沉积出了厚度在40-160nm的多晶Bi纳米薄膜。用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微术(FE-SEM)分析了薄膜的相结构和表面形貌。在300-350K研究了薄膜厚度与电阻率的关系,随着薄膜厚度增加,电阻率并不是单调减小;随着温度增加,电阻率减小。温度在300K时,Bi薄膜的电阻率在0.36-0.46mΩ·cm之间变化。随着薄膜厚度的增加,Seebeck系数增加。电子浓度、迁移率与薄膜厚度的关系表明薄膜的电输运性能随薄膜厚度的变化而波动。     

La0.7Ca0.3-xSrxMnO3薄膜的电输运特性研究

采用溶胶-凝胶法制备La_0.7Ca_0.3-xSr_xMnO₃(LCSMO)薄膜, 探讨掺杂对结构、磁性能与电输运特性的影响机制。从X射线衍射(XRD)结果来看, 所有薄膜均具有典型钙钛矿结构。LCSMO薄膜的居里温度(T_C)和金属绝缘体转变温度(T_MI)均随Sr掺杂浓度增加而单调增加。总体看来, 当x ≤0.05时, LCSMO薄膜磁阻率类似于窄带系LCMO 系材料, 在T_MI周围较宽的温度区间内存在相分离, 而相分离过程中多相共存的无序状态是该类材料庞磁阻效应的主要来源。对特定温度下的磁阻率随磁场的变化进行分析, 当温度低于T_MI时, 磁阻率随磁场变化出现双梯度, 低磁场时晶界隧穿效应起主导, 该部分效应对磁场特别敏感, 高磁场时磁阻率主要来源于磁场对自旋波动的压制; 当温度接近或高于T_MI时, 晶界隧穿效应逐渐消失, 磁阻率随磁场线性变化, 磁场对自旋波动的压制起主导作用。     

焊接过程对焊接残余应力及残余变形的影响

采用热弹塑性有限元法，对直通焊和多人同时分段焊两种焊接过程的平板对接焊时焊接应力变形和圆柱壳板环缝的焊接变形进行比较，认为多人同时分段焊直通焊无论在降低焊接残余应力还是焊接残余变形都具有非常显著的效果。     

沉积气压对纳米晶硅薄膜晶化率与电输运性能的影响

采用热丝化学气相沉积法在不同气压(1～8 Pa)下沉积了p型纳米晶硅薄膜,研究了沉积气压对薄膜晶化率和电输运性能的影响.结果表明,薄膜的晶化率和平均晶粒尺寸随沉积气压升高而增大,而当沉积气压超过6Pa后,薄膜的晶化率和平均晶粒尺寸会减小.当沉积气压由1Pa升高到2Pa时,BH3粒子迅速增多,且吸附方式是化学吸附,因而载流子浓度从8.9×1018 cm-3迅速增大到6.252×102 cm-3.此时电导率从1.08 S/cm显著增加到29.5 S/cm,而电导激活能则从95.8 meV急剧减小至18.6 meV,这是硼杂质掺杂浓度和薄膜的晶化率迅速增大所致.     

后处理工艺对BST薄膜残余应力的影响的分析

采用射频磁控溅射在Pt/Ti/SiO2/Si（100）衬底上制备了钛酸锶钡（BST）薄膜，利用气氛炉对薄膜进行晶化处理，晶化后薄膜的应力采用XRD表征。研究其残余应力随退火气氛、退火温度以及退火降温速率变化的趋势，通过对不同后处理工艺参数实验结果的分析，得到较优化的工艺参数，以制备较小残余应力的优质BST薄膜。     

镍纳米管阵列的电沉积合成及其磁学性能表征

以氧化铝膜为模板、金属汞为电阴极,采用简单的直流电沉积方法制备出高度有序的镍纳米管阵列。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、选区电子衍射、能谱仪、X射线粉末衍射和样品振动磁强计对样品进行形貌表征、成分及磁性能分析。结果表明,阵列中的镍纳米管彼此平行,尺寸均匀,纳米管外径为260～360nm;镍纳米管阵列表现出良好的磁各向异性,其易磁化方向垂直于镍纳米管阵列。以金属汞为电阴极是易形成纳米管的关键条件。     

类金刚石薄膜残余应力的研究进展

类金刚石薄膜由于存在很大的残余应力,在实际应用中薄膜易产生裂纹、破裂甚至脱落。这些问题导致类金刚石薄膜在使用过程中过早失效。因此,缓解残余应力是类金刚石薄膜急需解决的问题和实际应用的需要。介绍了类金刚石薄膜残余应力的产生,对国内外调控残余应力的途径以及研究进展进行综述。使用有限元分析法模拟薄膜的残余应力可为类金刚石薄膜的制备和工艺设计提供参考。     

过渡层特性对金刚石涂层残余应力影响的有限元模拟

采用热．力耦合有限元方法对包含过渡层的金刚石涂层一硬质合金基体内的残余应力进行了数值模拟，重点研究了过渡层的特性（弹性模量和热膨胀系数）对金刚石涂层的各应力分量沿界面的最大值的影响。结果表明，随着过渡层弹性模量的增加，径向应力和轴向应力在界面处的最大值均减小，而剪应力的最大值则增大；随着过渡层热膨胀系数的增加，上述各应力分量在界面处的最大值均增大；受过渡层特性影响最敏感的是剪应力。     

金属磁记忆技术表征应力集中、残余应力及缺陷的探讨

对应力集中、残余应力及缺陷三者之间的关系进行讨论,举例分析磁记忆信号对不同应力集中程度、疲劳裂纹及残余应力的反映.结果表明:金属磁记忆技术适宜表征铁磁材料存在磁导率急剧变化的位置;磁记忆信号能否表征残余应力还需要进一步的深入研究.     

LiTa3O8薄膜制备与电性能研究

以乙醇锂和乙醇钽为起始反应物, 用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO₂/Si衬底上制备了新型钽酸锂LiTa₃O₈铁电薄膜. 经XRD图谱对比, 该薄膜结构不同于LiTaO₃晶体结构, 与正交相结构类似. SEM分析显示经过750℃结晶退火的LiTa₃O₈薄膜表面均匀平整无裂纹, 膜厚约为1μm. 实验结果表明, 在450kV/cm时, LiTa₃O₈薄膜剩余极化强度P_r为9.3μC/cm², 矫顽场强E_c为126.8kV/cm; 在9.5kV/cm时, LiTa₃O₈薄膜漏电电流为8.85×10^-9A/cm², 比LiTaO₃薄膜漏电小; 在1kHz时, LiTa₃O₈薄膜介电常数为58.4, 介电损耗为0.26. 溶胶-凝胶法制备的 LiTa₃O₈薄膜结晶温度比LiTaO₃薄膜高50℃以上.     

PLZST陶瓷衬底上La0.7Sr0.3MnO3薄膜生长及其磁性能和电输运特性研究

采用磁控溅射法在PLZST陶瓷衬底上制备了不同厚度的LSMO薄膜, 并对其微结构、磁性能及电输运特性进行了研究。结果表明, LSMO薄膜具有单一钙钛矿结构, 晶粒均匀, 表面平整, 其中20 nm厚LSMO薄膜粗糙度仅为2.93 nm。在10~300 K温度范围内, LSMO薄膜均具有大的磁电阻效应, 20 nm厚的LSMO薄膜磁电阻温度稳定性优异。随着薄膜厚度的增加, 薄膜的居里温度、金属绝缘体转变温度、磁化强度和导电性能降低。这可能是由于Pb、Sn、Zr等离子扩散进入LSMO薄膜中, 导致MnO₆八面体畸变造成的。     

沉积膜厚度对NdFeB薄膜形貌和磁性能的影响

采用直流磁控溅射法,以P型单晶硅为基体材料,通过调整溅射时间制备出不同厚度的NdFeB薄膜.然后对不同厚度的薄膜运用相关仪器进行表征,结果表明,NdFeB薄膜厚度随着溅射时间的延长呈现近似线性增加,不同溅射时间段的沉积速率近似相同.矫顽力随着薄膜的厚度和Nd含量的增加而增加,薄膜中F的含量由84.01％降至81.65％,Nd含量由10.73％升至13.10％,B含量在5.25％～5.38％范围内浮动.     

Effect of Tb Doping on Structural and Electrical Properties of BiFeO3 Thin Films Prepared by Sol-Gel Technique

Bi_(1-x)Tb_xFeO_3 thin films were prepared on SnO_2(fluorine doped tin oxide) substrates by a sol—gel method.The structural and electrical properties of the BiFeO_3 thin films were characterized and tested.The results indicated that the diffraction peak of the Tb-doped BiFeO_3 films was shifted towards right as the doping amounts were increased.The structure was transformed from the rhombohedral to tetragonal/orthorhombic phase.The Bi_(0.89)Tb_(0.11)FeO_3 thin film showed the well-developed P—E loops,which enhanced remnant polarization(Pr = 88.05 μC/cm~2) at room temperature.The dielectric constant and dielectric loss of Bi_(0.89)Tb_(0.11)FeO_3 thin film at 100 kHz were 185 and 0.018,respectively.Furthermore,the Bi_(0.89)Tb_(0.11)FeO_3 thin film showed a relatively low leakage current density of 2.07 × 10~(-5) A/cm~2 at an applied electric field of 150 kV/cm.The Xray photoelectron spectroscopy(XPS) spectra indicated that the presence of Fe~(2+) ions in the Bi_(0.89)Tb_(0.11)FeO_3thin film was less than that in the pure BiFeO_3.     

磁处理降低钢铁材料中残余应力的研究现状及展望

磁处理是一种降低钢铁材料中残余应力的新方法,具有高效、灵活、效果明显而又无不利组织转变等优点,有望能得到广泛应用.综述了近年来磁处理降低残余应力方法的研究现状,并对国内外的最新研究成果进行了简要的介绍与评述,在此基础上,对磁处理方法的发展进行了展望.     

LiTa308薄膜制备与电性能研究

以乙醇锂和乙醇钽为起始反应物,用溶胶一凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了新型钽酸锂LiTa3O8铁电薄膜.经XRD图谱对比,该薄膜结构不同于LiTaO3晶体结构,与正交相结构类似. SEM分析显示经过750℃结晶退火的LiTa3O8薄膜表面均匀平整无裂纹,膜厚约为1μm.实验结果表明,在450kV/cm时,LiTa3O8薄膜剩余极化强度Pr为9.3μC/cm2,矫顽场强Ec为126.8kV/cm;在9.5kV/cm时,LiTa3O8薄膜漏电电流为8.85x10-9A/cm2,比LiTaO3薄膜漏电小;在1kHz时,LiTa3O8薄膜介电常数为58.4,介电损耗为0.26.溶胶-凝胶法制备的LiTa3O8薄膜结晶温度比LiTaO3薄膜高50℃以上.