金/硅纳米孔柱阵列的场发射

利用浸溃技术在硅纳米孔柱阵列(silicon nanoporous pillar array(简称Si-NPA))上制备了复合纳米薄膜Au/Si-NPA.测试了其场发射性能.测试结果显示,Au/Si-NPA的开启电场为约2V/μm;在7.59V/μm的外加电场下,其发射电流密度为67μA/cm2;在外加电压2000V时,其电流浮动率为21%.导致Au/Si-NPA优良的发射性能是由于其独特的表面形貌和结构所致.     

硅纳米孔柱阵列的场致电子发射

测试了用水热技术制备的硅纳米孔柱阵列(silicon nanoporous pillar array(简称Si-NPA))的场致发射性能.测试结果显示,Si-NPA的开启电场为约1.48V/μm;在5V/μm的外加电场下,其发射电流密度为28.6μA/cm~2;在外加电场4.4V/μm时,其电流浮动率为13%.Si-NPA发射性能增强的原因是由于其独特的表面形貌和结构所致.     

纳米硅薄膜的低压化学气相沉积和电学性能研究

利用普通低压化学气相沉积技术在玻璃衬底上制备了大面积的纳米硅薄膜。不同温度下薄膜暗电导率的测试研究表明，薄膜的室温暗电导率随成膜温度的升高而增加，相应的电导激活能降低。热激活隧道击空机制可以较好地解释纳米硅薄膜特殊的电学性能。原位后续热处理研究表明，延长热处理时间以及采用低温成膜、高温后续退火的热处理方法均能有效提高其室温暗电导率。     

钛酸锶钡薄膜掺杂改性研究进展

钛酸锶钡(BaxSr1-xTiO3,BST)薄膜具有优良的铁电、介电性能,在可调谐微波器件、动态随机存储器、红外探测器阵列等方面具有良好的应用前景.综述了近年来BST薄膜掺杂改性研究所取得的进展,特别是对晶格掺杂和晶界掺杂进行了较详细的评述,并对目前BST薄膜掺杂研究的几个前沿问题进行了详细的讨论.     

热处理对钛酸锶钡薄膜光学性能的影响

采用无水溶胶-凝胶技术制备了钛酸锶钡光学薄膜,系统研究了预处理和退火温度对钛酸锶钡薄膜的相结构、微观形貌和光性能的影响,优化了薄膜的光学性能,结果表明,膜的结构和形貌直接影响其光学性能。通过150℃预处理和850℃退火获得了晶化程度良好、表面形貌平整致密的钛酸锶钡薄膜。该膜在350-1000nm的最大光透过率为80．72％,在600-1000nm的折射率稳定在-1．93左右,消光系数最小,最小值为4x10-5。     

特种化学气相沉积法制备大面积纳米硅薄膜的微结构和电学性能研究

采用可与Si平面工艺兼容的特殊设计的化学气相沉积系统在玻璃衬底上制备了大面积的纳米Si薄膜。高分辨率电子显微镜和选区电子衍射分析表明,成膜温度对薄膜微结构有关键影响,衬底温度的升高促进了薄膜晶态率的提高和Si晶粒的篚。660℃成膜时非晶Si薄膜基体中镶嵌了尺寸为8－12nm,晶态率为50％的纳米Si晶粒,具有明显的纳米Si薄膜微结构特征。用变温薄膜暗电导率测试系统研究表明,随成膜温度的升高,薄膜的晶态率提高、室温暗电导率提高而相应的电导激活能降低,用热激活隧道击穿机制解释了纳米Si薄膜微结构与特殊电学性能的关系。研究了原位后续热处理对薄膜微结构和电学性能的影响,发现延长热处理时间以及采用低温成膜、高温后续退火的热处理方法能有效提高纳米Si薄膜的晶态率,进而提高其室温暗电导率。     

应用于DRAMs的钛酸锶钡薄膜的研究进展

随着DRAMs存储密度的增加,传统材料已不再适用于将来的DRAMs技术的发展.在目前研究的新型替代材料中,钛酸锶钡以其优越的介电性能越来越引起人们的关注.介绍了随DRAMs的发展趋势,钛酸锶钡薄膜的研究进展,包括其制备方法、研究状况及影响其介电性能的因素,并提出了下一步研究工作中需要解决的几个问题.     

铁电钛酸锶钡薄膜的最新研究进展

铁电钛酸锶钡(BaxSrl-xTiO3)是一种拥有十分优越铁电／介电性能的材料，在可调谐微波器件及动态存储器件方面具有很好的应用前景．本文概括介绍了BaxSr1-x-TiO3薄膜的研究意义、基本结构、制备方法、各种性能特征及其表征方法与应用展望，并对当前BaxSr1-xTiO3薄膜研究中的几个重要前沿问题进行了详细讨论．     

热处理对钛酸锶钡薄膜光学性能的影响

采用无水溶胶-凝胶技术制备了钛酸锶钡光学薄膜,研究了预处理温度对钛酸锶钡薄膜表面形貌的影响,系统分析了退火温度对钛酸锶钡薄膜的相结构、微观形貌和光学性能的影响。结果表明,膜的物相、结构和形貌均对其光学性能起决定作用,制备致密、均匀的晶态薄膜是使钛酸锶钡薄膜具有高的光学透过率、大的折射率和小的消光系数的关键。通过150℃预处理和850℃退火获得了晶化程度良好,表面形貌平整、致密的钛酸锶钡薄膜,该膜在350~1000nm的最大光透过率为80.72%,在600~1000nm的折射率稳定在约1.93,在400~1000nm范围消光系数稳定在约4×10-5。     

PCVD法制备硅系纳米复合薄膜材料

纳米复合薄膜材料由于具有传统复合材料和现代纳米材料两者的优点,成为重要的前沿研究领域之一.其中半导体纳米复合材料,尤其是硅系纳米复合薄膜,由于具有独特的光电性能,加之与集成电路相兼容的制备技术,有着广泛的应用前景.近年来关于纳米复合薄膜的研究不断深入,但仍有许多问题没有完全解决.本文围绕硅系纳米复合薄膜的材料特点,说明了等离子体化学气相沉积(PCVD)技术的工作原理和装置结构,以及该技术在硅系纳米复合薄膜制备中的独特优点.并以氮化硅薄膜为重点,介绍纳米复合薄膜材料的PCVD制备技术.文章最后对硅系纳米复合薄膜的在光电技术等各个领域的应用前景做了一些展望.     

钛酸锶钡(BST)薄膜的介电性能研究

采用射频磁控溅射法制备了BaxSr1-xTiO2（简称BST）薄膜材料,研究了不同膜厚,晶粒尺寸的BST薄膜的介电系数温度特性（ε1-T),频率特性（ε-r-f),电压特性（εr-U)及损耗的温度特性（tgδ-T),频率特性（tgδ-f),找出了BST薄膜的非线性,损耗随尺度变化的规律。     

高介电常数聚酰亚胺/钛酸钡复合膜的制备与性能研究

通过将聚酰胺酸溶液与硅烷偶联剂处理的钛酸钡(BaTiO3) 粒子进行溶液共混,亚胺化后得到高介电常数的聚酰亚胺/BaTiO3 复合膜。改性后的Ba TiO3 粒子可以均匀地分散在聚酰亚胺基体中, 制备过程中BaTiO3 粒子未发生经晶型改变,而聚酰亚胺分子链的堆积密度有所变化。复合膜的介电常数和介电损耗随着BaTiO3 粒子含量的增加而增加,在50%(体积分数)时,介电常数可达35,介电损耗为0.0082(10kHz),而且在相当大的温度和频率范围内保持稳定,是一种综合性能良好的高介电常数材料。     

Microstructure and electrical properties of RuO2-CeO2 composite thin films

RuO₂-CeO₂ composite thin films are deposited on various Si substrates by a radiofrequency magnetron sputtering technique. Compacted polycrystalline pellets of the nanostructured CeO₂-RuO₂ composite system are used as standard samples for comparative electrical analyses. All films and composite samples are analyzed by X-ray diffraction and transmission electron microscopy. Electrical measurements of radiofrequency sputtering of thin films are performed as a function of the RuO₂ fraction and of the temperature (between 25 and 400 °C). A nonlinear variation in the electrical conductivity of the RuO₂-CeO₂ composite thin films as a function of the RuO₂ volume fraction (Φ) is observed and discussed. It is interpreted in terms of a power law (in (Φ − Φc)^m ), where m and Φc are parameters characteristic of the distribution of the conducting phase in a composite medium.     

铬掺杂钛酸锶钡陶瓷的介电调谐性能

研究了Cr掺杂对钛酸锶钡(Ba0.6Sr0.4TiO3,BST)陶瓷的介电及其可调性能的影响.结果表明,少量的Cr可进入BST品格形成固溶体,并促进晶粒生长.当Cr掺杂量(摩尔分数)低于1.0%时,陶瓷的介电损耗急剧降低,调谐率明显提高,综合性能显著改善,其中Cr掺杂0.6%的BST陶瓷具有最佳的综合性能,其在1MHz下的介电损耗为0.0005,品质因子(FoM)达到500,而未掺杂样品的FoM值仅为60.Cr掺杂陶瓷损耗的急剧降低可归因于Cr3 离子的还原和Cr3 、Cr2 受主行为中和了氧空位的施主行为.     

改进的sol-gel工艺制备细晶Ba0.6Sr0.4TiO3陶瓷及其介电性能的研究

用改进的sol-gel工艺制备了细晶钛酸锶钡(Ba0.6Sr0.4TiO3,BST)陶瓷块体,研究了BST陶瓷的结晶与介电性能.在这种改进sol-gel的工艺中,用传统的固相反应煅烧形成BST粉体,经高能球磨制备BST纳米陶瓷粉体,再将一定质量的纳米粉体加入到相同化学组成的BST的溶胶液中,经普球球磨12h后,制备成悬浮性好,分散均匀的浆料.浆料可用来制备BST陶瓷,并在1200℃保温2h烧结成瓷,结果显示,BST陶瓷块体结构致密,晶粒尺寸在0.15～2μm之间.分析了样品的介电性能和晶粒尺寸对材料介电性能的影响.介电温谱显示,在0℃,100kHz时,相对介电常数为2500,介电损耗为0.02;并且存在明显的弥散相变.     

聚酰亚胺/钛酸钡复合膜介电性能及其影响因素的研究

通过硅烷偶联剂改性的BaTiO3粒子与聚酰胺酸溶液共混成膜、亚胺化后制备出高介电常数聚酰亚胺/BaTiO3复合膜.考察了BaTiO3粒子的体积分数、粒径大小、偶联剂的种类与用量、频率等对介电性能的影响.研究发现,通过使用偶联剂对BaTiO3粒子进行表面改性、增加粒子的粒径都可以有效提高复合膜的介电常数,膜的介电常数随BaTiO3粒子的体积分数的增加而增加,由粒径为100nm改性BaTiO3制备的复合膜, BaTiO3的体积分数为0.5时,膜在10kHz电场中的介电常数达到35.     

退火工艺对钛酸锶钡铁电多层膜结构与物性的影响

立足于无铅型钛酸锶钡(BST)铁电多层膜的制备及物性研究.采用溶胶-凝胶方法制备了Ba0.9Sr0.1TiO3铁电多层膜,并利用快速退火炉对多层膜进行热处理.重点分析两种不同热处理工艺对钛酸锶钡多层膜微观结构及相关物理性能的影响.通过X射线衍射(XRD),扫描隧道显微镜(SEM)及可见光范围反射谱测量等的表征方法,研究钛酸锶钡铁电多层膜微观结构的演化和形成机理,为制备性能优良的钛酸锶钡铁电多层膜提供基础数据.     

Accelerated resistive humidity sensing properties of silicon nanoporous pillar array

Silicon nanoporous pillar array (Si-NPA), with micro/nanometer composite structure, was prepared by hydrothermally etching single crystal silicon. Resistive humidity sensors were fabricated through evaporating coplanar interdigital aluminium electrodes on Si-NPA and the humidity sensing properties were tested. It was shown that with relative humidity changing from 11.3% to 94.6%, a resistance device response over one order of magnitude with response time less than 1 s was achieved at frequency of 1 kHz. This extraordinary property was mainly attributed to the unique morphology of Si-NPA, i.e., the regular pillar array provided an effective pathway for vapor transportation and the nanoporous structure of the pillars greatly enlarged the sensing areas.     

掺杂Y2O3对钛酸锶钡铁电陶瓷材料显微结构和介电性能的影响

钛酸锶钡(BSTO)铁电陶瓷材料的介电常数随外加直流电场的变化呈现非线性特性.纯BSTO材料由于较高的介电常数和较大的介电损耗不能满足移相器介质材料的要求.通过在BSTO中添加Y2O3来改善BSTO铁电陶瓷材料的介电性能.研究结果是:(1)在BSTO体系中微量掺杂Y2O3,Y3 以取代Ba2 的方式存在于钙钛矿的晶格中,形成均匀的固溶体Ba0.5-xYxSr0.5TiO3;(2)随Y3 添加量的增加,居里峰逐渐变宽,峰高逐渐降低,相变弥散效应增强;(3)Y3 的掺杂能促进BSTO陶瓷的致密化烧结,并显著降低BSTO陶瓷的介电常数.