DAFS研究NiFe／Cu多层膜结构

本首次利用异常衍射精细结构谱（DAFS）分析技术对多层膜中的NiFe和Cu的精细结构进行了分析。从DAFS谱中，我们提取出Ni和Cu的精细结构谱，从而可以单独研究多层膜中NiFe和Cu的精细结构。与荧光EXAFS谱的比较表明，两种方法得到的谱线完全一致。该技术为研究超薄多层膜的精细结构提供一种强有力的工具。     

磁性[Co（t）／Cu]n周期多层膜的结构与巨磁电阻效应

用磁控溅射方法制备了一系列[C(t)/Cu(2.04nm))In(n＝20,30)周期多层膜，利用四端点法、振动样品磁强计研究了多层膜的电磁性质，样品的磁电阻随钴亚层厚度的增大有一最佳值t＝1.2nm。利用同步辐射掠入射X射线散射(衍射)技术在不同的X射线能量下研究了耦合多层腹的界面结构，探索了耦合多层膜中磁电阻增强的可能原因。     

Be与CuCrZr中温热等静压扩散连接研究

本文采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)以及X射线衍射仪(XRD)等方法研究了Ti/Cu作为过渡层在580℃、140MPa时不同时间下热等静压扩散连接的Be/CuCrZr合金接头的界面特征.结果表明:Ti较好地阻挡了Be、Cu之间的互扩散,其向Cu中的扩散比向Be中扩散快,发生了不对称扩散;两个样品在靠近Cu端的扩散区内发生准解理断裂;Be侧断口α-Be为主要相,存在一定量的BeO和Ti,Cu合金端断口以Cu为主要相,时间长的样品断口含有一定量的Ti、Cu化合物和少量的Ti,时间短的样品金属间化合物生成很少,且其Cu镀层存在织构,具有各向异性,严重影响接头的结合强度.     

CoFeV/TiZr复合薄膜材料的极化中子反射实验研究

CoFeV/TiZr多层膜界面结构在其极化超镜产品中起着重要的作用。针对膜层需求设计、制备了不同结构的CoFeV/TiZr膜层样品,应用极化中子镜反射技术研究了CoFeV/TiZr复合薄膜材料的膜层结构,获得了薄膜材料的膜层厚度、界面粗糙度、界面扩散层等结构参数。结果表明,多层膜膜层界面粗糙度变化可采用粗糙度递增律进行描述,界面扩散约0.5 nm,膜层制备工艺基本达到预期目标。     

CrAlN/TiAlN纳米多层膜界面结构的中子与X射线反射研究

采用反应磁控溅射技术在单晶硅基片上制备了CrN纳米单层膜和CrAlN/TiAlN纳米周期膜,利用非极化中子和X射线反射对膜层厚度、膜层界面粗糙度、界面扩散等表面、界面结构和性质进行了系统研究。中子反射测得的CrN纳米单层膜和CrAlN/TiAlN纳米周期膜的厚度与设计厚度的差别为3.8%～4.2%。散射长度密度（SLD）分析结果表明,膜层间和膜层与基底间界面较为清晰,扩散较少。X射线反射测得的膜层厚度较中子反射测得的膜层厚度偏高,对于较小调制周期的多层膜,界面弥散会对X射线反射结果产生较大误差。     

用角分辨光电子谱研究有序和突变的f.c.c.Fe／Cu{111}的界面

本利用同步辐射角分辨光电子谱研究了f.c.c.Fe与Cu{111}之间的界面。观察到了位于表面布里渊区中K点附近的界面态，表明它是一个有序的界面。垂直出射的价带谱表明外来Fe原子对衬底Cu{111}的能带结构无任何影响。这与互混的Co/Cu{111}的结果不同，表明界面处不存在Fe与Cu原子之间的互混。     

离子束辅助沉积制备Al／Al2O3双层膜及其性质

利用离子束辅助沉积的方法在ＣＫ４５号钢和ＡｌＴｉ合金基体上制备了具有不同厚度Ａｌ层或Ａｌ２Ｏ３层的Ａｌ／Ａｌ２Ｏ３双层膜系统，Ａｌ与Ａｌ２Ｏ３层之间是厚度为１００ｎｍ的梯度界面层，利用电化学方法测量了样品在近中性水溶液中耐腐蚀性能，实验中还测量了样品的表面硬度和耐摩擦性能，研究了双层膜系统中Ａｌ或Ａｌ２Ｏ３层厚度变化对样品物理性质和化学性质的影响。     

热处理和添加Cu对SiC-C涂层与基体混合效应的影响

在不锈钢基体上用离子束混合技术沉积SiC-C涂层,为有效提高SiC-C涂层与不锈钢基体元素的混合效应,采用涂覆后对样品进行加热处理以及在不锈钢基体上预沉积Cu薄膜的方法,试图改善SiC-C涂层与基体的混合效果。通过二次离子质谱（SIMS）测试分析涂层与基体的界面组份分布。结果表明,加热处理可以提高SiC-C涂层组元向基体的内扩散,但效果不甚显著。添加Cu层以及随后的加热处理可极大提高与不锈钢基体的混合程度。     

YBa2Cu3O7—x／La2／3Ca1／3MnO3异质结构薄膜的微结构

本通过高分辨X射线衍射及掠入射(GID)的实验方法对生长在SrTiO3衬底上的LLa2/3Ca1/3MnO3和YBaCu3O7单层膜及YBa2Cu3O7-x/La2／3Ca1／3MnO3异质结构双层薄膜的微结构进行了研究。结果发现,所有薄膜都呈c向生长。由于热膨胀系数的不同而引起的热应力使得LCMO膜的晶格参数与靶材的相差较大。La2/3Ca1/3MnO3在单层腹及双层膜中都由靶材的立方结构变成了薄膜状态的四方结构。YBa2Cu3O7在单层膜及双层膜中都由靶材的正交结构变成了薄膜状态的四方结构。La2/3Ca1/3MnO3膜与YBa2Cu3O7膜在不同的样品中处于不同的应力状态。     

慢正电子探针研究离子注入硅（100）产生的缺陷及其退火行为

用慢正电子探针分别检测了Ｐ＋注入和Ｐ注入Ｓｉ（１００）的两组样品。与基底样品相比较，注入样品中的缺陷导致了正电子湮没参数的显著变化。由湮没线形参数的变化拟合了两组样品注入损伤的深度分布、缺陷对正电子的捕获系数，讨论了Ｐ＋和Ｐ注入损伤缺陷的差别和它们在退火过程中的不同行为。     

0Nb-lZr与304不锈钢电子束熔钎焊界面微观组织研究

利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)和电子衍射能谱仪(EDS)分析了Nb-lZr合金与304不锈钢电子束熔钎焊接头的反应相种类和界面结构.研究结果表明,接头界面生成了ε-( Fe2Nb)和σ-(FeCr)两种反应相,形成了两个反应层.反应层Ⅰ是Fez Nb的疏松组织,反应层Ⅱ是Fe2 Nb与FeCr的双相片层柱状晶组织.反应层Ⅰ是接头脆化、产生裂纹的主要原因.接头的强度与扩散层厚度有关,当扩散层厚度为22μm时,接头试样的强度达到355 MPa的最大值.     

MOS结构的质子辐照效应

利用微分电容法和禁带中央电压漂移技术,研究了铝栅MOS结构质子辐照诱发的新生界面陷阱和氧化层陷阱结构。结果表明,质子辐照所诱发的新生界面陷阱和氧化层陷阱随质子能量和剂量的增加而增加。用H~+二级过程模型和计算机模拟定性解释了实验结果。     

慢正电子探针研究离子注入硅（100）产生的缺陷及其退火行火

用慢正电子探针分别检测了Ｐ＾注入和Ｐ２＾＋注入Ｓｉ（１００）的两组样品，与基底样品相比较，注入样品中的缺陷导致了正电子湮没参数的显著变化。由湮没线形参数的变化拟合了两组样品注入损伤的深度分布，陷对正电子的捕获系数，讨论了Ｐ＾＋和Ｐ２＾＋注入损伤缺陷的差别和它们在退火过程中的不同行为。     

T91和316L钢在氧控铅铋中600小时后腐蚀产物分析

本文开展了铅铋反应堆典型候选结构材料T91和316L钢在温度480℃、氧质量分数10~(-6)%、流速0.3 m/s的铅铋合金环境中600 h的初步腐蚀实验研究。利用显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等微观测试手段,对材料的腐蚀界面形貌及产物进行了分析,初步结果显示:在实验条件下T91和316L钢基体均未发生铅铋渗透及溶解腐蚀现象,腐蚀类型均为氧化腐蚀。T91钢样品表面氧化层较厚(约11μm),且分为内外两层:外层结构疏松,主要成分为Fe_3O_4。内层结构致密,主要成分为(Fe,Cr)_3O_4;而316L钢表面单层氧化层较薄(约1μm),主要成分为(Fe,Cr)_3O_4。     

Nb-1Zr与304不锈钢电子束熔钎焊界面微观组织研究

利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)和电子衍射能谱仪(EDS)分析了Nb-1Zr合金与304不锈钢电子束熔钎焊接头的反应相种类和界面结构。研究结果表明,接头界面生成了ε-(Fe₂Nb)和σ-(FeCr)两种反应相,形成了两个反应层。反应层Ⅰ是Fe₂Nb的疏松组织,反应层Ⅱ是Fe₂Nb与FeCr的双相片层柱状晶组织。反应层Ⅰ是接头脆化、产生裂纹的主要原因。接头的强度与扩散层厚度有关,当扩散层厚度为22μm时,接头试样的强度达到355MPa的最大值。     

长周期X射线驻波技术及其应用

长周期Ｘ射线驻波是最近几年发展起来的一门新技术，可作为凝固相或液相样品中金属原子层的空间纵深结构探针。可用于蛋白南等生物大分子与底物的相互作用和功能结构，带电表面与电解液的界面结构等领域的研究。     

界面粗糙度对Co/Cu/Co/NiO自旋阀磁电阻的影响

用磁控溅射方法制备了一系列含NiO反铁磁层的Co／Cu／Co自旋阀结构。电磁输运测量表明,对相同Co／Cu／Co结构的自旋阀,NiO在自旋阀的顶部(TSV)和在自旋阀的底部(BSV)表现了不同的磁电阻值和热稳定特性。X射线镜面反射和横向漫散射测量证明小的界面粗糙度是导致磁电阻增大的主要原因,而Co与NiO层间的耦合减弱将导致MR减小,两者共同的作用决定了含NiO的自旋阀的磁电阻。我们由此设计实验将BSV自旋阀的磁电阻值提高近1倍,即达到-12％,而对称自旋阀的磁电阻则提高到15％。     

压水堆完整和破损燃料棒燃料包壳化学相互作用层拉曼特征分析

为研究压水堆完整和破损燃料棒燃料包壳化学相互作用(FCCI)层物相结构组成及影响因素，通过拉曼光谱对燃耗为45 GW·d/tU和41 GW·d/tU的完整和破损燃料棒FCCI层进行了研究分析。结果表明：完整燃料棒形成了周向厚度为14～19μm的FCCI层，主要由两个不同相结构区域组成，分别为靠近包壳界面的单斜和四方相氧化锆混合区域及靠近燃料芯块的四方相区域，在包壳界面附近约7μm范围内，观察到明显的705 cm^-1特征峰，该峰的形成源于界面压应力和辐照缺陷的共同作用；破损燃料棒形成了周向厚度为37～61μm的FCCI层，主要由两个不同形貌和相结构区域组成，即靠近包壳界面附近具有多孔、裂纹特征的单斜相氧化锆区域以及靠近燃料芯块的非晶结构区域。对FCCI层相结构的分布及转变影响因素进行了分析讨论，完整燃料棒FCCI层中四方相氧化锆的稳定与界面压应力、中子辐照缺陷和裂变产物作用有关，破损燃料棒FCCI层中单斜相氧化锆的存在则主要来源于应力的弛豫和氧的正常化学计量比。     

提高铀抗氢化性能的碳氧离子组合注入

利用离子注入方法,将CO2气体离解后的离子,在不同能量、束流下注入贫铀表面.利用俄歇能谱仪(AES)分析改性层中元素的浓度分布,用低角度X射线衍射仪(GAXRD)分析离子注入层的结构.在t=100℃、p＝0.2 MPa条件下,利用铀-氢气体反应测试离子注入C、O后贫铀的铀氢反应孕育期,用扫描电镜(SEM)观察试样氢化反应前后的表面形貌.结果表明注入C、O离子后,形成了结构致密的改性层.在35 kV/8～9 mA/3 h(注入能量/注入束流/注入时间)注入条件下,改性层由UO2和石墨C组成;在65 kV/8～9 mA/3 h和3 kV/80 mA/3 h注入条件下,改性层为UO2和少量UC.UO)2和UC为低氢渗透材料,抑制了氢向基体界面的迁移和渗透,从而降低了氢化物在界面形核和长大的几率,增强了铀抗氢化性能.氢化反应后,空白贫铀试样表面出现较多的蚀坑,并造成大面积脱落,而注入样品的表面仅出现较少孤立的蚀点.     

AlGaN/GaN异质结构的X射线衍射研究

在(0001)取向的蓝宝石(α-A12O3)基片上用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)方法生长了势垒层厚度为1000A的Al0．22Ga0．78N／GaN异质结构,利用高分辨X射线衍射(HRXRD)技术测量了样品的对称反射(0002)和非对称反射(1014)的倒易空间Mapping(RSM)。结果表明,样品势垒层的内部微结构与应变状态和下层i-GaN的微结构与应变状态互相关联。样品势垒层的微应变已经发生弛豫,而且具有一种“非常规”应变弛豫状态,这种弛豫状态的来源可能与n-AIGaN的内部缺陷以及i-GaN／α-Al2O3界面应变弛豫状态有关。掠入射X射线衍射研究表明样品内部的应变是不均匀的,由表层的横向压应变状态过渡到下层的张应变状态,与根据倒易空间Mapping分析得到的结果一致。