Cu-Ni-Si三元合金的显微组织与相选择（英文）

采用静平衡凝固技术制备了Cu含量为90wt%、不同Ni/Si原子比的Cu-Ni-Si合金,采用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对合金的显微组织和相组成进行了分析,利用差热分析(DSC)考察了合金熔体在冷却过程中的相转变行为。研究结果表明,Ni/Si原子比对Cu-Ni-Si合金显微组织的影响可归因为α-Cu晶粒内部析出的δ-Ni2Si相数量的变化和晶界相在Cu-Si和Ni-Si化合物之间的选择。δ-Ni_2Si相数量的变化与初生α-Cu内部Ni、Si原子的浓度密切相关,而晶界相的相选择则是Cu-Si和Ni-Si金属间化合物相之间竞争的结果。随着Ni/Si原子比的增加,残余液相中Ni原子浓度增加增高,具有更负形成焓Ni-Si金属间化合物逐渐从竞争中胜出,导致晶界相从Cu-Si化合物向Ni-Si化合物的转变。     

Microstructure and Selection of Grain Boundary Phase of Cu-Ni-Si Ternary Alloys

采用静平衡凝固技术制备了Cu含量为90wt%、不同Ni/Si原子比的Cu-Ni-Si合金,采用扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）和X射线衍射仪（XRD）对合金的显微组织和相组成进行了分析,利用差热分析（DSC）考察了合金熔体在冷却过程中的相转变行为。研究结果表明,Ni/Si原子比对Cu-Ni-Si合金显微组织的影响可归因为α-Cu晶粒内部析出的δ-Ni2Si相数量的变化和晶界相在Cu-Si和Ni-Si化合物之间的选择。δ-Ni2Si相数量的变化与初生α-Cu内部Ni、Si原子的浓度密切相关,而晶界相的相选择则是Cu-Si和Ni-Si金属间化合物相之间竞争的结果。随着Ni/Si原子比的增加,残余液相中Ni原子浓度增加增高,具有更负形成焓Ni-Si金属间化合物逐渐从竞争中胜出,导致晶界相从Cu-Si化合物向Ni-Si化合物的转变     

退火温度对Al(Ce)诱导Si薄膜晶化过程的影响研究

基于铝诱导晶化方法,通过直流磁控溅射离子镀技术利用纯Al、纯Si和Al(Ce)靶材,制备了Al-Si和Al(Ce)-Si薄膜.采用真空退火炉和X射线衍射仪在不同温度下,对样品进行了退火实验并分析了Al-Si和Al(Ce)-Si薄膜的晶化和生长过程;结合Si薄膜的生长机理,研究了Al和稀土Ce在对Si薄膜退火晶化过程中的...     

不同氮气流量AlCrTaTiZr高熵合金氮化物薄膜扩散阻挡性能研究

目的 提高铜互连扩散阻挡层的失效温度。方法 采用磁控溅射方法制备了不同氮气流量下的Cu/AlCrTaTiZrNx/Si高熵合金薄膜体系,使用真空退火炉对Cu/AlCrTaTiZrNx/Si高熵合金薄膜体系分别进行600、700、800、900 ℃的真空退火,并利用扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、X 射线衍射仪（XRD）以及透射电子显微镜（TEM）等表征手段对薄膜的组织结构、三维形貌等进行表征。结果 不通入氮气时,高熵合金薄膜为非晶状态。随着氮气流量的增加,薄膜的结晶性越来越好,薄膜为FCC结构。随着氮气流量的增加,高熵合金薄膜表面粗糙度呈现下降的趋势,在氮气流量为20%时,高熵合金氮化物薄膜的致密性最好。Cu/AlCrTaTiZrN20/Si薄膜体系的扩散阻挡层结构主要为非晶包裹的纳米晶结构。薄膜在800 ℃退火后,没有Cu-Si化合物存在,薄膜方阻为0.0937Ω/□;在900 ℃退火后,Cu/AlCrTaTiZrN20/Si薄膜体系中Si基体部分出现不规则五边形状的大颗晶粒Cu-Si化合物。结论 AlCrTaTiZrNx高熵合金氮化物薄膜的扩散阻挡性能随着氮气流量的增加,呈现先增加后降低的趋势。在氮气流量为20%时,高熵合金氮化物薄膜的扩散阻挡性能最优,800 ℃高温退火后仍发挥阻挡作用。     

(Cr-Si-Ni)/Si薄膜的微观结构和电阻率

采用磁控溅射方法在Si(100)基底上制备了Cr-Si-Ni电阻薄膜,研究了不同温度退火时薄膜微观结构的转变过程以及对电阻率的影响.结果表明:薄膜在溅射态和低于300℃热处理时为非晶态;退火温度高于300℃以后,薄膜中析出CrSi2晶化相;当退火温度达到600℃时,薄膜中还有少量多晶Si相析出,同时在薄膜与基底界面处还发生了原子的相互扩散;CrSi2晶化相成"岛"状结构,弥散分布在非晶绝缘基底上;薄膜室温电阻率随着退火温度的上升,呈先上升、后下降趋势;薄膜电阻率随退火温度的变化行为与薄膜微观结构的变化以及界面扩散有关.     

Fe73Al4Ga2P12B4Si4M1非晶的制备与晶化研究

用单辊法制备了Fe73Al4Ga2P12B4Si4M1(M为Cu,Nb,Ni)非晶薄带,并用 XRD,DSC,SEM对其非晶形成能力、晶化方式和晶粒形貌尺寸进行分析.结果表明,在Fe74Al4Ga2P12B4Si4中加入Cu后,玻璃转变温度(Tg)和晶化温度(Tx)消失,只有一个晶化峰,而在其后的退火过程中为二级晶化.分析可能是Tg和Tx重叠消失,用Nh和Ni替代后,合金的Tx和Tg都升高,而其过冷液相区减小,其晶化方式均为二级晶化.用扫描电镜观察原始试样晶化后颗粒呈菊花状,颗粒较大;用Cu替代晶粒尺寸明显减小,而且含Cu化合物呈网络状;用Nb替代之后,颗粒呈蘑菇状,晶粒也有一定程度的减小;用Nj替代后,晶化颗粒呈针状,颗粒较为细小.     

预退火时间与Fe68Ni1Al5Ga2P9.65B4.6Si3C6.75玻璃转变热力学参数的关系

采用DSC、XRD 检测方法,分析了经673 K((Tg-100 K)＜T＜Tg)不同时间(20,40,60 min)预退火处理后,Fe68Ni1Al5GazP9.65B4.6Si3C6.75非晶合金的玻璃转变温度Tg、起始晶化温度Tx、晶化峰温度Tp、玻璃转变过程中的比热容增量△Cp,g的变化以及经823 K晶化反应后的XRD图谱.结果表明:Fe68Ni1Al5Ga2P9.65B4.6Si3C6.75非晶合金的玻璃转变温度Tg和比热容增量△Cp,g随预退火时间的延长而逐步增加;起始晶化温度Tx和第一晶化峰温度Tp1随预退火时间呈现出逐渐减小的趋势;其晶化后样品衍射峰形貌相似,衍射峰的强度略有不同.利用结构弛豫理论对实验结果进行了分析.     

AlCrTaTiZrMo高熵合金氮化物扩散阻挡层的制备与表征

目的 制备15 nm的(AlCrTaTiZrMo)N六元高熵合金氮化物薄膜,并对其扩散阻挡性能进行表征。方法 使用直流磁控溅射设备在单晶硅上沉积(AlCrTaTiZrMo)N高熵合金氮化物薄膜,然后在薄膜上沉积150 nm的Cu,形成Cu/(AlCrTaTiZrMo)N/Si结构。在600 ℃下,对该结构进行不同时间的退火处理,使用X射线衍射仪（XRD）、四探针测试仪（FPP）、原子力显微镜（AFM）和场发射扫描电子显微镜（FESEM）研究薄膜成分及退火时间对薄膜组织结构、表面形貌、方块电阻的影响,研究其扩散阻挡性。结果 高熵合金氮化物薄膜与基体Si和Cu的结合性较好。沉积态高熵合金氮化物薄膜为非晶结构,表面光滑平整,方块电阻阻值较低。在600 ℃下经1 h退火后,薄膜仍为非晶结构,表面发生粗化。随着退火时间增加,5 h退火后,结构中出现少量纳米晶,大部分仍为非晶,表面粗糙度增加。退火7 h后,结构没有发生变化,仍为非晶包裹纳米晶结构,Cu表面生成部分岛状物,方块电阻阻值仍然较低,且无Cu-Si化合物生成,证明(AlCrTaTiZrMo)N高熵合金氮化物薄膜在长时间退火处理后,仍能保持良好的铜扩散阻挡性。结论 15 nm的(AlCrTaTiZrMo)N高熵合金氮化物薄膜在600 ℃下退火7 h后,其非晶包裹纳米晶的结构能有效阻挡Cu的扩散,表现出了优异的热稳定性与扩散阻挡性。     

高熵合金AlCrTaTiZrRu/(AlCrTaTiZrRu)N0.7扩散阻挡层的制备与性能研究

目的 验证15 nm厚度AlCrTaTiZrRu/(AlCrTaTiZrRu)N0.7的势垒层热稳定性和扩散阻挡性能。方法 采用直流磁控溅射技术在n型Si(111)基片上真空溅射沉积15 nm的AlCrTaTiZrRu(3 nm)/(AlCrTaTiZrRu)N0.7 (12 nm)双层阻挡层,随后在双层AlCrTaTiZrRu/(AlCrTaTiZrRu)N0.7薄膜的顶部沉积50 nm厚的Cu膜,最终制得Cu/AlCrTaTiZrRu/(AlCrTaTiZrRu)N0.7/Si复合薄膜试样。将样品在真空退火炉中分别进行600~900 ℃高温退火30 min,以模拟最恶劣的应用环境。用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱分析仪(EDS)、四探针电阻测试仪(FPP)以及原子力显微镜(AFM)对试样的表面形貌、物相组成、化学成分、方块电阻和粗糙度进行表征分析。结果 沉积态AlCrTaTiZrRu/(AlCrTaTiZrRu)N0.7薄膜呈现非晶结构,与Cu膜和Si衬底的结合良好。在800 ℃退火后,Cu/AlCrTaTiZrRu/(AlCrTaTiZrRu)N0.7/Si薄膜系统结构完整,膜层结构界面之间未出现分层现象,表面Cu颗粒团聚现象加剧,Si衬底和Cu膜表面未发现Cu-Si化合物生成,薄膜方阻保持在较低的0.070 ?/sq;900 ℃退火后,薄膜系统未出现层间分离和空洞现象,Cu膜表面形成孤立的大颗粒Cu-Si化合物,薄膜电阻率大幅上升。结论AlCrTaTiZrRu/(AlCrTaTiZrRu)N0.7双层结构在800 ℃退火后仍能有效抑制Cu与Si相互扩散,其非晶结构增强了Cu/HEA/HEAN0.7/Si体系的热稳定性和扩散阻挡性。     

Sm5Fe80Cu1Zr3.5Si5B3C2.5非晶合金晶化动力学的研究

利用X射线衍射、透射电镜、振动样品磁强计和差热分析研究了非晶Sm5Fe80Cu1Zr3.5Si5B3C2.5合金中α-Fe/Sm2(Fe,Si)17Cx复合纳米相结构的形成过程、磁性及其晶化动力学.XRD结果表明,随着退火温度的升高,Sm5Fe80Cu1Zr3.5Si5B3C2.5非晶合金先后析出软磁相α-Fe和硬磁相Sm2(Fe,Si)17Cx;当经高温750℃晶化退火后,经Scherrer计算得到合金中α-Fe相和Sm2(Fe,Si)17Cx的晶粒尺寸分别为65.5和22.1nm,其矫顽力增加到58.11kA/m,剩磁为0.967T.晶化动力学分析发现,这种具有较低初始晶化激活能和阶段生长激活能的晶化行为是导致α-Fe相晶粒生长过于粗大和合金中α-Fe和Sm2(Fe,Si)17Cx复合纳米磁体磁耦合性能较差的根本原因.     

Comparison of geometries and electronic structures of polyacetylene,polyborole, polycyclopentadiene,polypyrrole, polyfuran,polysilole, polyphosphole,polythiophene, polyselenophene and polytellurophene

Geometries of monomers through hexamers of cylopentadiene, pyrrole, furan, silole, phosphole, thiophene, selenophene and tellurophene, and monomers through nonamers of borole were optimized employing density functional theory with a slightly modified B3P86 hybrid functional. Bandgaps and bandwidths were obtained by extrapolating the appropriate energy levels of trimers through hexamers (hexamers through nonamers for borole) to infinity. Bandgaps increase with increasing π-donor strengths of the heteroatom. In general, second period heteroatoms lead to larger bandgaps than their higher period analogs. Polyborole is predicted to have a very small or no energy gap between the occupied and the unoccupied π-levels. Due to its electron deficient nature polyborole differs significantly from the other polymers. It has a quinoid structure and a large electron affinity. The bandgaps of heterocycles with weak donors (CH₂, SiH₂ and PH) are close to that of polyacetylene. For polyphosphole this is due to the pyramidal geometry at the phosphorous which prevents interaction of the phosphorus lone pair with the π-system. The bandgap of polypyrrole is the largest of all polymers studied. This can be attributed to the large π-donor strength of nitrogen. Polythiophene has the third largest bandgap. The valence bandwidths differ considerably for the various polymers since the avoided crossing between the flat HOMO — 1 band and the wide HOMO band occurs at different positions. The widths of the wide HOMO bands are similar for all systems studied. All of the polymers studied have strongly delecalized π-systems.     

Supplemental Literature Review of Binary Phase Diagrams: Cs-In, Cs-K, Cs-Rb, Eu-In, Ho-Mn, K-Rb, Li-Mg, Mg-Nd, Mg-Zn, Mn-Sm, O-Sb, and Si-Sr

Recent literature on Cs-In, Cs-K, Cs-Rb, Eu-In, Ho-Mn, K-Rb, Li-Mg, Mg-Nd, Mg-Zn, Mn-Sm, O-Sb, and Si-Sr phase diagrams is reviewed in this article in order to update the 1990 compilation Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd edition, by T.B. Massalski, et al. For some systems reaction tables and crystal structure data have been included, as well. Diagrams have been checked for consistency with rules for phase diagram construction and modified when necessary. In addition, diagrams needing more work have been identified.     

Supplemental Literature Review of Binary Phase Diagrams: Bi-Ce, Bi-Er, C-Ce, C-La, C-Pr, Cd-I, Cr-Cu, Cu-Er, Er-Sb, F-Sm, F-Yb, and Fe-Gd

Recent literature on Bi-Ce, Bi-Er, C-Ce, C-La, C-Pr, Cd-I, Cr-Cu, Cu-Er, Er-Sb, F-Sm, F-Yb, and Fe-Gd phase diagrams is reviewed in this article in order to update the 1990 compilation Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd edition, by T.B. Massalski, et al. For some systems reaction tables and crystal structure data have been included, as well. Diagrams have been checked for consistency with rules for phase diagram construction and modified when necessary. In addition, diagrams needing more work have been identified.