3D ES势垒对Cu(111)和Cu(OO1)晶面同质外延生长的影响

三维3D ES势垒直接影响着层间扩散,在Cu(111)和Cu(100)面2D ES势垒和3D ES势垒是不同的.本文主要研究了基于(1+1)维KMC模型,在这两个特殊的晶面上Cu薄膜的同质外延生长.观察两个面的生长情况,发现随着温度的增加薄膜的粗糙度逐渐减小,由于Cu(111)表面2D ES势垒较小,所以Cu(111)面粗糙度的下降的速度比Cu(100)要快,Cu(111)表面更有利于薄膜的生长.对于纳米棒的应用,在生长时间较短时两个面的生长速率逐渐减小,但是Cu(100)面的生长速度比Cu(111)面更快,随着生长时间的增加,这两个面会出现多层台阶,Cu(111)面的生长速度会逐渐增加,最终会超过了Cu(100)面.多层台阶出现后对两个面的影响是不同的.由于Cu(111)表面3D ES势垒较大,在Cu(111)表面会形成较多的多层台阶,Cu(111)面上多层台阶数有利于纳米棒的生长,然而在Cu(100)表面3D ES势垒较小,Cu(100)表面很难形成多层台阶,所以Cu(100)面上纳米棒的生长速度并没有增加.正是因为3D ES势垒的存在才会导致多层台阶的出现,较大的3D ES势垒有利于纳米棒的生长.     

SrTiO3斜切基片上外延生长YBa2Cu3O7-δ薄膜的扫描探针显微镜研究

采用激光脉冲沉积法在钛酸锶SrTiO3 (0 0 1)斜切基片上外延生长YBa2 Cu3 O7 δ薄膜 ,在大气环境下采用扫描探针显微镜对YBa2 Cu3 O7 δ薄膜的表面纳米形貌进行直接观察。发现YBa2 Cu3 O7 δ薄膜具有相对光滑的表面形貌 ,薄膜表面由沿SrTiO3台阶趋向外延生长的纳米台阶组成 ,薄膜生长模式主要以台阶媒体生长为主。     

SrTiO3斜切基片上外延生长YBa2Cu3O7—δ薄膜的扫描探针显微镜研究

采用激光脉冲沉积法在钛酸锶SrTiO3（001）斜切基片上外延生长YBa2Cu3O7-δ薄膜，在大气环境下采用扫描探针显微镜对YBa2Cu3O7-δ薄膜的表面纳米形貌进行直接观察。发现YBa2Cu3O7-δ薄膜具有相对光滑的表面形貌，薄膜表面由沿SrTiO3台阶趋向外延生长的纳米台阶组成，薄膜生长模式主要以台阶媒体生长为主。     

基于第一性原理的氧化银纳米薄膜光学性质的研究北大核心CSCD

采用密度泛函理论构建了氧化银表面结构,并分析了薄膜厚度对结构稳定性及光学性质的影响规律,得出了氧化银(100)、(110)和(111)纳米薄膜的折射率、介电函数。研究表明,纳米薄膜的折射率、介电函数在可见光波段均低于块体,对(100)和(110)面来说,随着薄膜厚度的增加,其折射率、介电函数实部逐渐增加并接近于块体。而对于消光系数来讲,这三个表面构成的纳米薄膜均低于块体,尤其(111)面的吸收相对于另外两个面来说更小,其中21层和24层相对更小。因此可以得出结论:由氧化银纳米薄膜构建的光存储和磁光存储纳米薄膜器件,具有更高的透过率。     

基于第一性原理的氧化银纳米薄膜光学性质的研究

采用密度泛函理论构建了氧化银表面结构,并分析了薄膜厚度对结构稳定性及光学性质的影响规律,得出了氧化银(100)、(110)和(111)纳米薄膜的折射率、介电函数。研究表明,纳米薄膜的折射率、介电函数在可见光波段均低于块体,对(100)和(110)面来说,随着薄膜厚度的增加,其折射率、介电函数实部逐渐增加并接近于块体。而对于消光系数来讲,这三个表面构成的纳米薄膜均低于块体,尤其(111)面的吸收相对于另外两个面来说更小,其中21层和24层相对更小。因此可以得出结论:由氧化银纳米薄膜构建的光存储和磁光存储纳米薄膜器件,具有更高的透过率。     

磁控溅射制备Cu底层的实验研究

使用射频磁控溅射方法在载玻片上制备Cu薄膜,并通过调整其溅射参数来改变Cu薄膜的内部结构.实验结果表明:当基的片加热温度为100～150℃、薄膜厚度为405 nm、溅射功率为150～300 W时,所制得的沿(111)面择优生长的Cu薄膜的Ⅰ(111)/Ⅰ(200)均大于15,可作为SmCo5垂直磁化薄膜的衬底层.     

ZnO/Cu多层膜的制备及电磁屏蔽性能研究

采用磁控溅射法在涤纶水刺非织造布表面沉积纳米结构Cu单层膜和ZnO/Cu多层膜,利用原子力显微镜(AFM)对薄膜表面形貌进行分析,并利用四探针测试仪和矢量网络分析仪对样品的电学性能进行了测试。结果表明,在ZnO薄膜表面生长的Cu膜比在PET织物表面生长的Cu膜的均匀性、电学性能要好;在Cu镀膜时间相同的情况下,随着ZnO镀膜时间的增加,多层膜ZnO/Cu的电学性能先提高后降低,当ZnO镀膜时间为20min时,多层膜的电学性能达到最好;在ZnO镀膜时间相同的情况下,随着Cu镀膜时间的增加,多层膜ZnO/Cu的电学性能和织物表面颗粒均匀性经历了先提高、最后趋于稳定的过程,屏蔽效能最大平均值达到56dB。     

电弧离子镀TiN/Ti纳米多层膜的力学性能

采用多弧离子镀技术,在不同沉积参数下合成具有纳米调制周期的TiN/Ti多层膜。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、XP-2台阶仪、XP型纳米压痕仪、X射线能谱仪(EDS)研究了调制周期对TiN/Ti纳米多层膜微观结构、表面形貌以及力学性能的影响。结果表明,膜层由TiN和Ti交替组成,不存在其它杂相,且TiN薄膜以面心立方结构沿(111)密排面择优生长;TiN/Ti多层膜外观致密、平滑、颜色均匀金黄,随着调制周期的减小,薄膜表面大颗粒数量和尺寸均减小,且氮含量逐渐升高,膜层硬度呈现出增大的趋势。     

Ti种子层对Cu薄膜的微观织构和表面形貌的影响

用磁控溅射法制备无种子层的Cu薄膜和加入Ti作为种子层的Ti/Cu薄膜,用电子背散射衍射技术(EBSD)研究了无种子层的Cu薄膜及有Ti种子层的Ti/Cu薄膜的微观织构,并用原子力显微镜(AFM)观察了两种薄膜的表面形貌。结果表明,加入Ti作为种子层增强了Cu薄膜的{111}纤维织构,对薄膜生长有很好的外延作用。同时,加入Ti种子层可降低退火处理后薄膜内退火孪晶的产生几率,但是在退火过程中使孔洞出现。     

室温下Cu／3C—SiC（111）界面形成的研究

用同步辐射光电子能谱(SRPES)和X射线光电子能谱(XPS)的方法研究了室温下Cu/3C-SiC (111) 界面的形成.在超高真空下,Cu慢慢沉积到2ML.Cu2p3/2用XPS测得,结合能从沉积0.08ML时的933.1eV移动到沉积2ML的932.8eV,Si2p用同步辐射光测得,峰位从未沉积时的43.55eV移动到沉积2ML的43.87eV,峰形状未发生变化,表明Cu与衬底之间没有发生化学反应,薄膜的生长开始为二维生长,超过0.1ML时变为三维生长,SiC的表面有表面态存在,当沉积少量的Cu时,表面态消失.随着Cu的沉积价带(VB)发生弯曲,肖特基势垒高度增加,在沉积2ML Cu时肖特基势垒变为1.2eV.     

(AlCrTiZrNb)N/Si3N4纳米多层膜的微观结构和力学性能研究

采用多靶磁控溅射系统,使用AlCrTiZrNb合金靶和Si靶制备了不同Si_3N_4厚度的(AlCrTiZrNb)N/Si_3N_4纳米多层膜,样品基底为单晶硅。通过X射线衍射仪(XRD)、高透射电子显微镜(HRTEM)、扫描电子显微镜(SEM)和纳米压痕仪对样品进行微观组织的表征和力学性能的测量。实验结果表明,随着Si_3N_4层厚度的增加,样品的结晶度和力学性能均先增加后减小,XRD图谱中出现面心立方相结构。在Si_3N_4层厚度为0.5 nm时,(111)衍射峰强度达到最大值。说明薄膜结晶度最强,薄膜的硬度和弹性模量也达到最高值,分别为30.6,298 GPa。通过对样品的横截面的形貌观察,发现当Si_3N_4层厚度为0.5 nm时,多层膜的多层结构生长良好。在(AlCrTiZrNb)N层的模板作用下,Si_3N_4层从非晶态转变为面心立方结构,与(AlCrTiZrNb)N层之间形成共格外延生长结构,(AlCrTiZrNb)N/Si_3N_4纳米多层膜的强化可归因于两调制层之间形成的共格界面。     

用水热法制备超疏水性ZnO纳米棒薄膜

采用简单的水热法制备了超疏水性ZnO纳米棒薄膜,在用磁控溅射在Si(111)衬底上生长一层ZnO籽晶层的基础上,利用水热法制备了空间取向一致的ZnO纳米棒阵列,经修饰后由亲水性转变为超疏水性.用扫描电子显微镜、X射线衍射对样品表面和结构特征进行了表征,用接触角测量仪测出水滴在ZnO纳米棒薄膜表面的接触角为(160±1)°,滚动角为5°.     

考虑二维ES势垒的薄膜生长动力学Monte Carlo模型

考虑了原子在发生层间扩散过程中Ehrlich-Schwoebel势垒的作用,构造了四边形基底表面上薄膜三维生长的动力学Monte Carlo(MC)模型。在这个模型中,原子表面运动的三种动力学过程包括沉积、扩散和脱附过程,它们相互影响又相互独立,依据各自的概率发生。在不同生长条件下,模拟出薄膜的三种生长模式以及相应的薄膜三维生长形貌图。对计算结果的分析表明,ES势垒和在ES势垒作用下基底温度和沉积速率等因素对薄膜的三维生长模式有重要影响。     

钽基体上铜薄膜微观结构的分子动力学模拟

运用分子动力方法模拟了铜薄膜在钽（100）及（111）基体上沉积过程。结果表明沉积过程中铜薄膜的晶格位向取决于钽基体的晶格位向．在钽（100）面上，铜薄膜在不同的温度下分别沿（111）或（110）面生长，所形成的晶界与住错沿着薄膜的生长方向发展，薄膜表面的粗糙度与沉积温度有关，低温时表面粗糙度较大。而在钽（100）面上，铜薄膜的外延生长面为（100）面，位错沿（111）面分布，并只存在于界面附近，在铜薄膜的内部仅有少量的点缺陷，薄膜表面粗糙度较小并与沉积温度无关。     

GaAs(331)A面InAs自组织纳米结构形貌演化

采用分子束外延方法在CaAs(331)A高指数衬底上制备自对齐InAs纳米线(QWRs)或者三维(3D)岛状结构.InAs纳米线(QWRs)选择性生长在CaAs层的台阶边缘.通过原子力显微镜(AfM)仔细研究了InAs纳米微结构的表面形貌,发现不同的生长条件,包括衬底温度、生长速率、和InAs层厚度等,对InAa表面形貌有很大的影响.如,低温更容易导致线状纳米微结构的形成,而高温更利于3D岛状结构形成.表面形貌的转变归结于表面能同应变能之间的竞争.     

不同应变率下纳米多晶Cu/Ni薄膜变形行为的分子动力学模拟

用分子动力学方法模拟了纳米多晶Cu/Ni薄膜在不同应变率下进行应变加载时的变形行为与力学性能.结果表明:Cu/Ni薄膜在较高的应变率加载情况下具有较高的屈服极限和应变率敏感性(m).应变率为108s1时Cu/Ni多层膜的界面上产生孔洞,而应变率为1010s-1时纳米多晶Cu薄膜出现碎裂.在较高的应变率加载条件下,Cu,Ni薄膜中FCC,HCP,OTHER原子团分数变化都很显著,而较小应变率时只有Cu薄膜的结构变化明显.模拟结果还表明,应变率增加有利于堆垛层错的形成,但应变率超过某一值时无序原子团增加会阻碍堆垛层错原子团的生长.     

晶面取向对同质外延单晶金刚石生长的影响

利用微波等离子体化学气相沉积法,在天然金刚石的(100)、(110)以及(111)晶面上进行了同质外延生长单晶金刚石的研究,分析了这三个晶面上同质外延生长的特点。结果表明,不同的晶面上金刚石的生长速率和形貌显著不同。(110)晶面生长速率最快,表面由一系列大小不同的四面体组成,(100)晶面次之,呈现出排列规整的生长台阶,而(111)晶面生长速率最低,表面光滑平整,(100)和(111)的这种二维生长表面粗糙度明显小于(110)的一维生长表面,而这些特点与其生长模式密切相关。虽然在(111)晶面生长出了质量理想、表面平整的单晶金刚石,但是与(100)和(110)晶面外延生长的单晶金刚石相比,其质量还是较低。     

真空蒸发沉积CdZnTe纳米薄膜的结构与形貌

采用真空蒸发沉积技术在ITO玻璃上制备得到CdZnTe纳米晶薄膜,并利用台阶仪、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)研究了CdZnTe薄膜厚度、成分、结构和形貌特征。实验结果表明,薄膜在(111)面表现出明显的择优生长特性。在薄膜生长初期,纳米薄膜中存在一定程度的非晶态富集Te,但随着沉积时间延长,薄膜成分向化学计量比逼近,结构也向闪锌矿CdZnTe转变。薄膜表面形貌平整,粗糙度Ra约为2～5nm。随着沉积时间的延长,薄膜形貌由晶粒堆砌状向多晶层片连接状转变。在沉积时间分别为15、30和45min时,薄膜的厚度依次分别约为100、300和500nm,而薄膜的晶粒平均尺寸依次分别为43.15、30.81和71.94nm。     

KDP晶体(100)面生长台阶聚并现象的AFM研究

采用激光偏振干涉手段实时测量了KDP晶体(100)面的生长速度与过饱和度之间的关系,用AFM技术观察了KDP晶体(100)面在不同过饱和度下的基本台阶和聚并台阶形貌,并据此分析了由基本台阶到聚并台阶的过程及其与过饱和度之间的关系.研究表明:过饱和度为1.8%时,(100)面上以基本台阶为主,基本台阶的高度为0.366 nm,约为半晶胞高度;增大过饱和度,基本台阶开始聚并,聚并初期,台阶高度增加,进而台阶宽度增加;随着过饱和度的增大,台阶聚并加剧,推移速度加快,但聚并台阶的斜率基本不变.     

Cu基Al掺杂ZnO多层薄膜的生长及其性能

本文采用直流磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了AZO/Cu、Cu/AZO和AZO/Cu/AZO三种复合结构多层膜,研究了生长温度对多层膜特性的影响,发现AZO/Cu双层薄膜具有最优的光电性能,其最佳生长温度为100~150℃。文中进一步考察了生长温度对AZO/Cu双层薄膜结构性能和表面形貌的影响,结果表明：合适的生长温度有...