二氧化钛薄膜的三阶非线性光学特性

采用脉冲激光沉积技术在熔石英基片上制备了c轴取向的锐钛矿相TiO₂薄膜.通过X射线衍射和原子力显微镜对薄膜的结构、结晶性和表面特性进行了表征.通过透射光谱计算得到TiO₂薄膜折射率约为2.1,光学带隙约为3.18eV.结合飞秒激光和Z扫描方法测量了薄膜的超快非线性光学特性,结果表明：锐钛矿TiO₂薄膜具有负的非线性吸收系数和负的非线性折射率,其大小分别为-6.2×10^-11m/W和-6.32×10^-17m²/W,对应的三阶非线性极化率的实部和虚部分别为-7.1×10^-11esu和-4.42×10^-12esu.并计算薄膜的优值比T=βλ/n₂≈0.8,表明锐钛矿相的TiO₂在非线性光学器件方面具有潜在的应用前景.     

利用脉冲激光真空弧沉积技术制备类金刚石薄膜

介绍了一种新的脉冲激光真空弧沉积技术, 利用该技术在硅基片上制备了类金刚石薄膜. 利用激光拉曼分析技术对沉积膜进行了结构分析, 结果表明沉积膜为非晶结构, 具有明显的sp³ 结构特征. 同时利用纳米划痕压痕仪、原子力显微镜等分析设备对膜的表面形貌、微观摩擦学性能进行了分析, 结果表明Si<100>基片上沉积膜的表面形貌和微观摩擦学性能略优于 Si<111>基片上沉积的薄膜, 其摩擦系数平均值为0.036.     

C/C复合材料表面水热电泳沉积SiCn/SiC复合抗氧化涂层研究

采用水热电泳沉积法在SiC-C/C复合材料表面制备纳米碳化硅（SiC_n）涂层. 采用XRD和SEM对涂层的晶相组成、表面和断面的微观结构进行了表征. 主要研究了水热沉积温度对涂层的结构及高温抗氧化性能的影响, 并分析了涂层试样在1600℃的高温氧化气氛下失效行为. 结果表明：纳米碳化硅涂层主要由β-SiC组成. 涂层的致密程度和厚度随着水热沉积温度的升高而提高. 随着水热温度的提高, 涂层试样的抗氧化性能也有明显的提高. 在120℃水热沉积温度下制备的涂层试样可在空气气氛1500℃下有效保护C/C复合材料202h,而氧化失重仅为2.16×10^-3g/cm². 在1600℃下氧化64h后失重为3.7×10^-3g/cm². 其高温失效是由于长时间的氧化挥发后表面SiO2膜不能完全封填表面缺陷, 内涂层中产生了贯穿性的孔隙所致.     

Bi2-xSbxTe3温差电材料薄膜的电化学制备、表征及性能研究

采用电化学控电位沉积的方法制备了Bi_2-xSb_xTe₃温差电材料薄膜.通过ESEM、XPS、XRD、EDS等方法对电沉积薄膜的形貌、结构和组成进行了研究,并测试了在不同电位下制备的Bi_2-xSb_xTe₃薄膜的温差电性能.研究结果表明,在含有Bi³⁺、HTeO₂⁺和SbO⁺的溶液中,采用控电位沉积模式,可实现铋、锑、碲三元共沉积,生成锑掺杂的Bi₂Te₃化合物Bi_2-xSb_xTe₃.通过调节沉积电位,可控制电沉积Bi_2-xSb_xTe₃薄膜的掺杂浓度,从而影响材料的温差电性能.控制沉积电位为-0.5V条件下制备的温差电材料薄膜的塞贝克系数最大,为213μV·K^-1,其组成为Bi_0.5Sb_1.5Te₃.随着沉积电位的负移,电沉积出的Bi_2-xSb_xTe₃薄膜的结晶状态将逐渐由等轴晶转变为树枝晶.研究证明,电沉积方法可以制备出性能优异的薄膜温差电材料.     

Mn-Mg共掺杂对钛酸锶钡薄膜介电性能的影响

用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO ₂/Si衬底上制备了系列Mn-Mg共掺杂的钛酸锶钡(Ba _0.25 Sr _0.75 TiO ₃)薄膜. X射线衍射以及场发射扫描电镜分析表明: 薄膜为钙钛矿结构且无杂相生成, 薄膜表面晶粒均匀、无裂纹. 测试了不同浓度掺杂薄膜的介电性能, 掺杂浓度为1mol% 时, 薄膜的介电常数、损耗、可调性和漏电流密度分别为200、0.010、38%、1×10^-5 A/cm ². 性能改善后的薄膜材料可以用来制作微波可调器件.     

MPCVD法在氧化铝陶瓷上的金刚石膜沉积及其成核分析

用微波等离子体化学气相沉积（ＭＰＣＶＤ）法在氧化铝陶瓷基片上沉积了金刚石薄膜。实验表明，对基片进行适当的预处理，包括用金刚石研磨膏仔细研磨和沉积前原位沉积一层无定形碳层，可显著提高成核密度；对硅衬底和氧化铝基片上金刚石膜的成核过程进行了对比分析，并提出了提高氧化铝基片上沉积金刚石的成核的措施。     

贱金属电极MLCC用低失真介质陶瓷材料

在还原气氛下,烧制出一种主晶相为(Ba,Ca,Sr,)(Zr,Ti)O3介质陶瓷材料. XRD 相成分分析发现:合理的工艺方法可获得不含强铁电相的介质材料.该介质材料具有较高的介电系数(ε_r为300-400),较低介质损耗(tgδ≤30×10^-4),直流偏压下电容量变化小(偏压为2.5kV/mm时变化约0.03%),且介电系数温度特性符合EIA标准之X7R特性的要求等特点, 适用于制作低失真贱金属电极MLCC.     

新型MPCVD沉积模式制备高均匀性的D100 mm金刚石薄膜

频率为2.45 GHz的微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装置能够沉积直径超过60 mm的金刚石薄膜,但由于MPCVD技术中等离子体的半球形分布特点,很难保证沉积出均匀性好的大尺寸薄膜,调整等离子体分布可以在一定程度上解决这一问题。基于数值模拟的研究发现,衬底边缘悬空产生的间隙能够形成空心阴极放电,提高边缘薄膜的沉积率,优化均匀性。检测结果表明,D100 mm金刚石薄膜上80个点的厚度方差值从4.5×10^-4降低到5.0×10^-5,证明薄膜的均匀性得到提高。金刚石薄膜表面热应力分布更均匀,厚度极值差从70μm降低到30μm,从而降低了薄膜在研磨抛光中产生裂纹的可能性。在较低的沉积压力下,薄膜生长的均匀性和质量均有提升,极值差只有10μm。     

氧气-乙炔火焰法在Al2O3陶瓷上沉积金刚石薄膜

用氧气－乙炔火焰法在氧化铝陶瓷片上沉积出了金刚石薄膜，并观察了薄膜的形貌结构及其在基片上的分布规律。对基片进行了适当的预处理，可以提高金刚石薄膜在基片上的成核密度。认为氧化铝陶瓷片与沉积金刚石薄膜之间易形成过渡层，初步探讨了在氧化铝陶瓷片上沉积金刚石薄膜的机理。     

金刚石薄膜/氧化铝陶瓷复合材料的应用研究

氧化铝陶瓷基片的广泛应用以及金刚石薄膜自身优异的物理化学性能,使得氧化铝基金刚石薄膜复合材料成为研究热点.阐述了这种复合材料不同的制备方法,综述了氧化铝基金刚石薄膜复合材料的性能,介绍了超纳米金刚石薄膜在氧化铝陶瓷基片上的应用研究,指出通过适当的基体表面预处理以及合适的工艺条件可以制备出不同用途的氧化铝基金刚石薄膜复合材料.     

掺铒碲酸盐玻璃的热力学稳定性和光谱性质的研究

分析了掺Er³⁺碲酸盐玻璃的热力学稳定性能,研究了掺Er3+碲酸盐玻璃的吸收和荧光光谱性质;应用Judd-Ofelt理论计算了碲酸盐玻璃中Er3+离子的强度参数Ω(Ω₂=4.79×10^-20cm², Ω₄=1.52×10^-20cm²,Ω₆=0.66×10^-20_cm2),计算了离子的自发跃迁几率,荧光分支比;应用McCumber理论计算了Er3+的受激发射截面(σ_e=10.40×10^-21cm²)、Er³⁺离子⁴I_13/2→⁴I_15/2 发射谱的荧光半高宽(FWHM=65.5nm)及各能级的荧光寿命(⁴I_13/2能级为τ_rad=3.99ms);比较了不同基质玻璃中Er3+离子的光谱特性,结果表明掺铒碲酸盐玻璃更适合于掺Er³⁺光纤放大器实现宽带和高增益放大.     

真空蒸发法制备PbI2多晶薄膜研究

用真空蒸发法在玻璃衬底上制备了PbI₂多晶薄膜,对样品的微结构、表面形貌、化学组分及电阻率进行了测试分析.结果表明,样品具有良好的多晶结构,并沿六角密堆积结构的c轴向高度择优取向.室温下样品暗电导率为3.09×10^-11(Ω·cm)^-1,电导激活能为0.78eV.     

喷雾热解法生长N掺杂ZnO薄膜机理分析

通过超声喷雾热解工艺,以醋酸锌和醋酸铵的混合水溶液为前驱溶液,在单晶Si(100) 衬底上制备了N掺杂ZnO薄膜,采用热质联用分析(TG—DSC—MS)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和霍耳效应(Hall-effect)测试等手段研究了喷雾热解工艺下N掺杂ZnO薄膜的生长机理、晶体结构和电学性能.结果表明,随衬底温度的不同,薄膜呈现出不同的生长机理,从而影响薄膜的晶体结构和电学性能.在优化的衬底温度下,实现了ZnO薄膜的p型掺杂,得到的p型ZnO薄膜具有优异的电学性能,载流子浓度为3.21×10¹⁸cm^-3,霍耳迁移率为110cm²·V^-1s^-1,电阻率为1.76×10^-2Ω·cm.     

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.     

纳米ZnO对纳米ZrO2(8Y)致密特性及电导率影响研究

采用纳米ZrO₂(8Y)粉和纳米ZnO粉为原料,对掺少量ZnO的ZrO₂(8Y)进行无压烧结研究.实验结果表明,掺少量的ZnO能促进ZrO₂与Y₂O₃的反应,加快四方相向立方相的转变,样品致密度和电导率显著提高.掺0.5wt％ZnO样品在1200℃煅烧2h的陶瓷致密度为94％,700℃时的电导率为9.02×10^-3cm-1·Ω^-1.     

冲击波处理的AlN粉体的低温烧结特性

利用X射线衍射仪,对冲击波（压力为9．SGPa）处理的AIN粉体的衍射峰展宽现象进行分析,得到粉体内平均微观应变为2．85×10^-3;相应的位错密度为10¹¹／cm²;体内储存的缺陷能为0．36Cal／g．研究了以冲击波处理的AIN粉体为原料,在添加6Wt％以Dy₂O₃为主的助烧结剂的低温无压烧结过程中,缺陷对低温烧结和热导率的影响．结果表明：冲击波处理AIN粉体所致缺陷能,除了可以促进烧结;同时还起到了去除AIN晶格中的Al₂O₃,及提高热导率的作用．粉体中储存的能量在烧结过程中释放,使冲击粉试样比未冲击粉试样达到最大线收缩速率时的温度降低25℃;试样在1610℃,无压烧结4h,冲击粉试样密度为理论值的98％,而未冲击试样仅为80％．位错在烧结过程中为氧扩散提供渠道,使氧的扩散除了通过溶解一析出过程,还有固态扩散的作用,而这些位错在烧结后期得到回复．     

ZMT3/NZC“三明治”叠层结构低温共烧研究

采用湿法拉膜成型工艺, 以收缩率大的(Zn_0.7Mg_0.3)TiO3(简称ZMT3)材料作为夹层材料, 以收缩率相对小的铁氧体材料(Ni_0.8Zn_0.12Cu_0.12)Fe_1.96O₄(简称NZC)作为两边收缩控制层, 获得“三明治”叠层结构. 以独特的零收缩差技术, 制备了界面结合紧密, 无翘曲变形、开裂等缺陷, 可于900℃烧结的“三明治”结构叠层共烧体, 其最佳介电性能为: ε_r=12, tanδ=9.84×10^-4. 这项新技术的提出, 为解决异种材料共烧时所经常产生的翘曲、变形等缺陷提供了一种新的解决思路.     

金刚石—铜薄膜复合材料

用ＣＶＤ法合成了金刚石－铜的复合材料。实验证明,合成金刚石－铜复合材料相对厚度的合适范围ｈ／Ｈ＝５－７。复合材料的热传导系数随合成温度Ｔ０的增高而增大。在Ｔ０＝１２４３Ｋ时α≤７００Ｗ·Ｍ＾－１·Ｋ＾－１,近似于高压人工合成的金刚石 。     

等离子喷涂铈酸镧热障涂层

采用等离子喷涂铈酸镧（La₂Ce₂O₇, LC）粉末制备了铈酸镧热障涂层（TBCs）.由于等离子喷涂过程中CeO₂的挥发量较多,造成涂层的实际成分为La₂Ce_1.66O_4.32,与原始粉末成分相比有所偏离.在1400℃下经240h热处理后LC涂层发生轻微的分解.在1000℃下LC块材的热导率约为0.51W/(m·K),比传统的氧化钇部分稳定的氧化锆（YSZ）块材的热导率降低了约75%.LC涂层的热膨胀系数（CTE）在450～1100℃范围内介于10×10^-6～13×10^-6K^-1,与相应温度范围内的YSZ相比较高.热膨胀性能测量表明,LC涂层从室温升到1250℃时发生轻微的烧结,在1250℃保温过程发生明显的烧结现象.LC热障涂层在1100℃条件下经60次热循环后从陶瓷层内部发生剥落.