Laves相高温结构硅化物的研究进展

W2Ni3Si、Ti2Ni3Si、Mo2Ni3Si和Co3Mo2Si等三元Laves相硅化物具有出色的力学性能,有望成为在1000℃以上温度使用的高温结构材料,受到了极大的关注,但是其中低温脆性阻碍了其工业应用.综述了三元Laves相硅化物的形成机制和晶体结构、制备技术及脆性等性能的研究状况,展望了三元Laves相结构硅化物的研究发展方向.     

Pt扩散阻挡层对PZT/Si薄膜化学结构和性能的影响

运用XPS和AES研究了Pt扩散阻挡层对PZT薄膜／Si界面化学结构和性能的影响：在PZT薄膜和Si基底间增加Pt扩散阻挡层，可以抑制TiCx物种和TiSix物种的形成，促进PZT薄膜的形成反应。Pt扩散阻挡层的存在阻断了氧和Si的相互扩散反应，促进PZT物种形成钙钛矿型晶体结构，使得形成的PZT薄膜具有和体相材料相近的高介电常数和铁电性能。     

Si/Li4Ti5O12复合锂离子电池负极材料的制备、结构和电化学性能

本文以纳米Si为原料,通过溶胶-凝胶法,采用不同的煅烧温度,合成了在Si颗粒表面包覆Li4Ti5O12的复合结构材料作为锂离子电池负极材料。结合采用XRD、SEM、TEM、HRTEM和EDS等材料结构分析方法和对合成材料的首次库仑效率、循环稳定性及CV曲线的测试分析,研究了凝胶煅烧温度对合成材料的结构和电化学性能的影响,探讨了Li4Ti5O12的引入对改善Si负极材料循环性能的作用。研究结果表明,在600-800℃的煅烧温度下,溶胶-凝胶过程的产物主要为Li4Ti5O12,产物中Si保持其初始的晶体结构和颗粒特征。提高煅烧温度至1000℃,产物中出现相当量的杂相,大大降低了材料的容量。Si/Li4Ti5O12材料的首次充放电容量随煅烧温度的升高呈现先升高后又下降的变化,并在700℃获得最大值。Li4Ti5O12的引入较明显地改善了Si负极材料的循环稳定性。     

新型硅基双异质外延SOI材料Si/γ-Al2O3/Si制备

异质外延法是目前制备新型SOI材料的技术途径之一。采用低压化学气相沉积技术(LPCVD)在硅衬底上先外延γ-Al2O3绝缘单晶薄膜，制备出硅衬底上外延氧化物外延结构γ-Al2O3/Si(EOS)，然后采用类似SOS薄膜生长的常压CVD(APCVD)方法在EOS上外延硅单晶薄膜，形成新型硅基双异质SOI材料Si／γ-Al2O3／Si。利用反射高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)、俄歇电子能谱(AES)及MOS电学测量等技术表征分析了Si(100)／γ-Al2O3(100)／Si(100)SOI异质结构的晶体结构、组分和电学性能。测试结果表明，已成功实现了高质量的新型双异质外延SOI结构材料Si(100)／γ-Al2O3(100)／Si(100)，γ-Al2O3与Si外延薄膜均为单晶，γ-Al2O3薄膜具有良好绝缘性能，SOI结构界面清晰陡峭，该SOI材料可应用于CMOS电路的研制。     

Sb/Al/Zn多掺杂Mg2Si热电材料的制备及性能研究

采用放电等离子体烧结技术,制备了Sb/Al/Zn多掺杂Mg_2Si热电材料,利用粉末X射线衍射、霍尔效应和标准四探针电导率研究了Mg_2Si热电材料的电输运特性和热电性能。结果表明,Sb/Al/Zn多掺杂Mg_2Si热电材料具有良好的电输运和热电性能。采用放电等离子体烧结技术在880 K时,Sb0.5%Zn0.5%掺杂Mg_2Si热电材料具有最大热电优值为0.964,与PbTe基热电材料相当。根据电导率(σ)、塞贝克系数(S)和热导率(κ)的温度依赖性计算掺杂Mg_2Si热电材料在300～900 K的热电性能和热电图优值(ZT),同时根据霍尔系数确定掺杂Mg_2Si热电材料的电子浓度(N)。     

含铁Si(O)C功能材料的研究进展

Si(O)C材料具有密度低、强度大、耐高温和抗腐蚀等特点,适用于制造耐高温及耐腐蚀器件等,已在冶金、机械、能源等领域得到广泛应用。为了拓宽此类材料的应用,通过掺杂改性并赋予其多样的功能特性是研究的热点之一,含铁Si(O)C功能材料具有优异的磁学性质、吸波性能、高温抗氧化和低电阻率等功能特性,可作为新型超高速飞行器、吸波材料、高性能发电机以及热防部件的理想材料。综合阐述了含铁Si(O)C功能材料的研究进展,并对其发展趋势进行展望。     

Ti4+固溶堇青石的制备、结构和红外辐射性能的研究

采用固相反应法制备了名义组成为Mg2(1-x)Ti2xAl4(1 x)Si(5-4x)O18(x=0、0.1)的堇青石体系红外辐射材料, 采用XRD、IR、29Si MAS NMR等方法研究了材料的结构,并考查了 Ti4 固溶及合成温度对材料红外辐射性能的影响。研究结果表明样品中形成以α 堇青石为主体的晶体结构。Ti4 的固溶使 T1(与[MgO6]八面体一起在六元环之间起连接作用的四面体)和T2(组成六元环结构的四面体)四面体上 Al、Si分布的有序度提高, 引起α 堇青石晶格畸变,增强了晶格振动的非简谐效应,从而提高了样品的红外辐射性能。合成温度的提高有利于 Ti4 固溶堇青石的充分形成和红外辐射性能的改善。合成温度为1420℃时,样品的法向全波段的辐射率达到 0.89,在 8~14μm波段范围内的辐射率达到0.90~0.94。     

锂离子电池负极材料钛系嵌入化合物的研究进展

二硫化钛、二氧化钛、钛酸锂等化合物嵌锂电位较高、比容量高、结构稳定,用作锂离子电池负极材料具有安全可靠、循环寿命长、成本低廉等优势。对该类高性能负极材料的晶体结构、嵌锂机理、电化学性能、制备方法和应用研究等进行了综述。     

Si(111) 衬底上3C-SiC的超低压低温外延生长

研究了发展一种Si衬底上低温外延生长3C－SiC的方法。采用LPCVD生长系统，以SiH4和C2H4为气源，在超低压（30Pa) ,低温（900℃）的条件下，在Si(111衬底上外延生长出高质量的3C－SiC薄膜材料。采用俄歇能谱（AES），X射线衍射（XRD）和原子力显微镜（AFM）等分析手段研究了SiC薄膜的外延层组分，晶体结构及其表面形貌。AES结果表明薄膜中的Si/C的原子比例符合SiC的理想化学计量比，XRD结果显示了3C－SiC外延薄膜的良好晶体结构，AFM揭示了3C－SiC薄膜的良好的表面形貌。     

硅表面纳米图案化制作技术的研究进展

Si材料表面形成纳米化图案是制作新型硅基纳米电子器件、光电子器件等的基础和前提.根据不同需要,在纳米图案化Si衬底表面淀积不同功能纳米材料则能将成熟Si平面工艺技术的优势与纳米材料的新功能优势结合起来而制作出性能优良的Si基纳电子和光电子器件.介绍了具有纳米图案化表面Si材料在晶格失配较大Ⅲ-Ⅴ族材料外延制备上的应用,综述了各种Si衬底材料表面纳米图案化制作技术.