ZnO薄膜对溅射参数的依赖关系以及制作在ZnO／InP上的SAW器件

为了弥补InP基材料的压电性,促使单片声—光器件和系统的应用,采取在InP基片上沉积具有择优取向和微细结构的高质量ZnO薄膜.研究了ZnO薄膜质量与RF溅射参数的关系.得到的最佳沉积条件是:基片温度250℃,溅射功率350W,氧含量20vol%.实验证实了在ZnO/InP结构上制得中心频率为105MHz的SAW器件.     

脉冲激光溅射沉积光学增益薄膜实验研究

用脉冲激光沉积方法,以多靶交替溅射方式,在SiO2/Si基底上沉积镱铒共掺Al2O3光学薄膜,讨论了脉冲激光能量对薄膜沉积速率、表面形貌、光致发光强度的影响.在脉冲激光能量较高条件下制备出的薄膜的光致发光性能较好,脉冲激光能量较低条件下制备出的薄膜的表面形貌较均匀.综合放大器增益系数对光致发光强度和光刻工艺对薄膜表面形貌的要求,薄膜应该在合适的激光能量下制备.脉冲激光溅射沉积方法与中频磁控溅射方法相比,在抑制上转换发光方面具有优越性.     

YBCO／LCMO双层膜微结构的HREM研究

La0.7Ca0.3MnO3(LCMO)薄膜是一种典型的巨磁阻(CMR)材料,在信息存储领域具有广阔的应用前景[1,2](如磁记录读出磁头等),而LCMO与高温超导材料YBa2Cu3O7(YBCO)组成的双层薄膜更显示出许多奇特的物理性质[3]。由于薄膜的微结构对其物理性能有很大影响,因此研究薄膜的微结构有助于对此类材料的磁性与超导电性相关机制的理解。本文利用高分辨电子显微镜系统地研究了YBCO/LCMO双层薄膜的显微结构。本文使用的YBCO/LCMO双层薄膜样品是在(100)LaAlO3(LAO)单晶衬底上,用脉冲激光沉积法制备的。制备的程序是:首先在衬底上沉积LCM…     

基片温度对脉冲激光沉积ZnO薄膜性质的影响

本文基于脉冲激光沉积(PLD)方法,利用光谱物理GCR-170型脉冲激光器Nd:YAG的三次谐波,实验上完成了在Al2O3(0001)基片上生长了ZnO薄膜.利用原子力显微镜(AFM)、光致发光(PL)谱和光学透射谱对不同基片温度下沉积的ZnO薄膜的表面形貌和光学特性进行研究.结果表明,沉积时的基片温度对ZnO薄膜的结构和特性有显著影响.在基片温度为500℃时沉积的ZnO薄膜结构致密均匀,并表现出很强的紫外发射.通过紫外一可见透射光谱的测量,讨论了沉积时的基片温度对ZnO薄膜光学透射率的影响.     

脉冲激光沉积β-FeSi2/Si(111)薄膜的工艺条件

用FeSi2合金靶作为靶材,采用准分子激光沉积法在Si(111)单晶基片上制备了单相的-βFeSi2薄膜,并将飞秒脉冲激光沉积法(PLD)引入到-βFeSi2薄膜的制备工艺中;用X射线衍射仪(XRD),场扫描电镜(FSEM),能谱仪(EDS),紫外可见光光谱仪研究了薄膜的结构、组分、表面形貌和光学性能。基片温度为500℃,采用KrF准分子脉冲激光沉积法可获得单相的-βFeSi2薄膜。衬底温度为550℃时,-βFeSi2出现迷津状薄层。采用飞秒脉冲激光法-βFeSi2薄膜的合成温度比准分子脉冲激光沉积法制备温度低50~100℃;薄膜的晶粒分布均匀连续,没有微米级的微滴;飞秒脉冲激光沉积效率比准分子激光的高1000倍以上,是一种快速高效的-βFeSi2薄膜沉积技术。     

钇钡铜氧室温快响应宽频谱光辐射探测器研究

决响应、在宽频谱光辐射探测器在航天、国防、科研等部门有广泛的应用。碲镉汞探测器虽然灵敏度高，响应速度快，但是其液氮温区工作给用户带来一定的不便，此外响应波段也比较窄。高温超导体发现以后，有人发现在（100）面与基片表面有一定倾角的基片上淀积的钇钡铜氧（YBCO）薄膜具有很特殊的光辐射响应特性．当光辐射照射这种薄膜时，即使在室温条件下也能给出很强的电信号。在参考国外工作的基础上，我们在（100）面与基片表面成10°、20°、3D°的基片上，用脉冲激光法淀积300nm的YBCO薄膜．薄膜的光响应用XeCI准分子激光和自由电…     

MgO和STO基片上制备YBCO高温超导薄膜生长研究

用AFM和XRD研究在MgO和STO基片上外延生长2-200nm的YBCO高温超导薄膜的生长机制。采用倒筒式直流溅射装置,首次实现单轴驱动双轴旋转技术,本质上实现同时在MaO基片和STO基片上沉积同一均匀厚度的YBCO薄膜。     

沉积条件对氢化锂薄膜形貌和沉积速率的影响

为了研究沉积条件对氢化锂薄膜沉积速率和表面形貌的影响,采用脉冲激光沉积方法在Si(100)基片上沉积了氢化锂薄膜.通过改变靶基距和氢压等手段来控制薄膜的沉积速率,得到了氢压与沉积速率和薄膜表面质量的关系.结果表明,随着氢压和靶基距的增加,氢化锂薄膜的沉积速率逐渐下降;适当增加氢压可以降低氢化锂薄膜的表面粗糙度.从薄膜生...     

高温超导YBCO薄膜及其制备

概述了高温超导YBCO(Y1Ba2Cu3O7-x)薄膜的基本性质、应用及制备技术的发展。介绍了脉冲激光沉积(PLD)与磁控溅射(MS)等的基本原理、工艺特点和最新发展情况。YBCO薄膜应用于超导电子器件中表现出优良的性能,如超导量子干涉仪(SQUID)等。     

SRO薄膜的倒筒式直流溅射生长

采用倒筒式直流溅射方法在(001)LaAlO 3[LAO]基片上原位生长SrRuO3(SRO)薄膜,系统研究了基片温度、溅射气氛等工艺参数对SR O薄膜织构、表面形貌的影响。实验结果表明,在基片温度为720℃,氧氩比为1∶4的工艺条件下制备出了110取向、表面平整的SRO薄膜。     

激光沉积修复BT20合金试验研究

采用激光沉积技术对BT20钛合金锻件加工超差及服役损伤进行修复,对修复过程中气孔和熔合不良等缺陷的形成进行了原因分析,并采用了优化工艺参数,对激光熔池施加超声外场等手段,获得无缺陷的修复试样。考察了试样的微观组织和主要合金元素的分布,测量了激光沉积层的显微硬度。结果表明:优化工艺参数后得到的修复组织和基体形成致密的冶金结合,而施加超声外场使修复区的气孔率明显下降;修复试样整体无合金元素的偏析,显微硬度分布从基材到修复区呈递增趋势。     

激光沉积修复GH4169合金试验研究

采用激光沉积修复技术对GH4169镍基高温合金贯通槽式损伤工件进行修复,分析了修复过程中气孔及熔合不良等缺陷的产生原因,通过优化工艺参数,获得了无缺陷的修复件;考察了修复件的微观组织及力学性能,并对修复件进行了局部热处理。结果表明:优化工艺参数后得到的修复区和基体形成了致密的冶金结合,采用局部热处理可明显提升修复件的抗拉强度。     

激光沉积修复某型飞机垂尾梁研究

针对某型飞机垂尾梁误加工损伤进行了激光沉积修复研究,根据其服役时受力特点设计了力学性能试样,对不同沉积修复试样及同批锻件基材进行室温静载拉伸对比实验,同时对修复试样显微组织、硬度进行分析及测试。结果表明:沉积修复区组织为细小/片层组织,无明显缺陷,修复区与修复基体形成致密的冶金结合;修复区至修复基体显微硬度分布呈逐步降低的趋势,修复区显微硬度相对修复基体提高约12%;无论修复试样标距中心是否预制孔,修复试样室温静载抗拉强度均高于锻件基材,但塑性比锻件基材略低;同时,在优化垂尾梁修复工艺参数的基础上,对沉积修复试样侧边塌边缺陷产生的原因进行分析并给出解决措施,以期消除塌边缺陷提高修复质量。     

保护箱中激光沉积的粉末流、熔池观测与分析

通过CCD摄像机对保护箱中的同轴送Nb,Ti,Al混合金属粉的喷嘴出口的粉末汇聚情况和沉积过程的熔池形貌进行了实时观察与分析。根据微粒光散射理论对CCD拍摄的粉末流图像进行分析,得出了不同位置处粉末流的分布模型,并结合实验获取了用于激光沉积的同轴送粉喷嘴到沉积表面的适用距离区间。通过图像处理程序对熔池形貌进行提取,分析了工艺参量对熔池形貌的影响;对多层沉积过程中沉积层的熔池形貌特征、熔池波动现象等进行了较详细的分析探讨。通过系统的观测与分析,深入理解粉末流的汇聚与熔池的实时变动行为,有利于更好地控制激光沉积过程。     

激光热处理对化学沉积Ni-P合金薄膜性能的影响

用扫描电镜(SEM)观察了化学沉积Ni-P合金薄膜/单晶硅基体的结构与颗粒度,利用X射线衍射(XRD)技术测试了其化学沉积后的残余应力,测量了激光热处理后残余应力的变化规律,分析了残余应力对磨损性能及界面结合强度的影响。实验结果表明,化学沉积Ni-P合金薄膜/硅基体的残余应力均表现为拉应力,经过激光热处理后残余应力发生了变化,由高值的拉应力变为低值的拉应力或压应力;薄膜残余应力对其磨损性能有明显的影响,其磨损量随着残余应力的减小而减小;薄膜与基体结合强度随着残余应力的增大而减小,合理地选择激光热处理参数可以精确地控制薄膜残余应力,提高其结合强度。     

直边衍射激光驻波场中铬原子的沉积特性研究

为了研究沉积基片对激光驻波场的影响,基于半经典理论,采用4阶龙格-库塔算法对直边衍射效应影响下铬原子的3维运动轨迹和3维沉积条纹结构进行了仿真。研究了激光束腰中心到反射镜的距离、高斯激光束腰半径对最终沉积过程的影响。结果表明,通过适当地调节实验参量,可以改变激光驻波场受到衍射效应的程度;当反射镜位于激光束腰截面处、高斯激光束腰半径为62.5μm时,纳米沉积条纹的质量最理想。这将为原子光刻实验提供有益的理论依据和数据信息。     

脉冲激光沉积制备TiN/AlN多层薄膜及其工艺研究

本文采用脉冲激光沉积（PLD）法,在单晶硅试样表面上沉积制备了TiN/AlN多层硬质薄膜;研究了激光能量、靶衬距离和基体温度等工艺参数对薄膜性能的影响。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和显微硬度仪方法研究了薄膜的性能。结果表明：薄膜由TiN和立方AlN细晶和无定型的非晶TiN、AlN组成,薄膜的调制周期尺寸均在λ=（50-200）nm范围内,多层结构界面清晰;当多层薄膜调制周期在100nm以下时,薄膜的显微硬度明显高于TiN和AlN的混合硬度值。     

GH738合金激光沉积修复试验研究

通过正交试验研究了激光功率、扫描速度、送粉速度对GH738合金激光沉积修复单道熔高、熔宽、熔深等特征尺寸的影响规律,优化了工艺参数,获得无缺陷显微组织;分析了多道多层沉积试样熔合不良、裂纹等缺陷产生的原因及组织、硬度分布特点。结果表明:沉积区呈典型的外延生长柱状枝晶,枝晶间析出少量碳化物;相对于基体,热影响区碳化物明显减少,同时热影响区'相尺寸明显增大;沉积区硬度为350~470 HV0.3,热影响区硬度为450~480 HV0.3,均明显低于基体硬度480~510 HV0.3;且沿沉积高度方向硬度逐渐降低。     

激光化学气相沉积石墨烯的基底温度场仿真

为了分析激光化学气相沉积制备石墨烯过程中催化剂基底的静态和动态温度场分布与各个实验参量之间的关系,采用基于ANSYS软件建立有限元分析模型和加载532nm激光热源模型的方法,取得了不同实验参量影响下基底温度场分布和达到反应温度所需时间的数据。结果表明,在基底材料属性、激光功率大小、基底面积尺寸、聚焦光斑直径、反应气体流量的影响下,基底静态温度场的分布与达到反应温度所需时间均不同,可作为制备高质量石墨烯实验的参考依据。采用波长为532nm、功率为3W、聚焦光斑直径为50m、移动速率为1mm/s的连续型激光器,以镍箔为基底材料,在标准状态下甲烷和氢气流量分别为10mL/min和5mL/min条件下仿真得到的动态温度场符合激光化学气相沉积法制备图案化石墨烯的生长机理。     

脉冲激光沉积工艺参数对生物活性薄膜的影响

脉冲激光沉积是近年来出现的一项制备薄膜的新技术,在制备生物活性薄膜方面显示出独特的优越性。介绍了脉冲激光沉积技术的原理及特点,详细综述了反应气氛、衬底温度、激光波长、能量密度、靶材性能、沉积速率及薄膜厚度等工艺参数对羟基磷灰石及生物玻璃薄膜组织及性能的影响,展望了该项技术的应用前景。