形状记忆合金表面纳米管阵列的制备与表征

采用阳极氧化方法在镍钛形状记忆合金表面成功制备出氧化物纳米管阵列。实验结果表明,阳极氧化电压和温度是影响纳米管生长的重要因素。当阳极氧化电压较低时,温度效应不大,合金表面仅形成数十纳米厚的氧化物薄膜。当阳极氧化电压升至20V,在20℃阳极氧化可形成双氧化物层(表面为不均匀多孔纳米结构,下部为具有两种不同直径的纳米管阵列);增大阳极氧化温度至30℃,表面多孔纳米结构溶解,露出底部的纳米管阵列;当阳极氧化温度增大至50℃时,纳米管开始出现破裂。纳米管为Ni-Ti-O氧化物,纳米管的镍含量与镍钛基体相比有所降低。     

一种制备氧化钒薄膜的新工艺

采用两步法工艺,即先在衬底上溅射一层金属钒膜,再对其进行氧化的方法,在硅和氮化硅衬底上制备了高电阻温度系数的混合相VOx多晶薄膜。电学测试结果表明:厚度为50nm的氧化钒薄膜的方块电阻和电阻温度系数(TCR)在室温时分别达到50kΩ和0.021K-1。     

氩氧比与退火温度对磁控溅射VO2薄膜结构与电学性能的影响

采用反应直流磁控溅射法,通过调控溅射过程中的氩氧比,在石英玻璃衬底上制备了氧化钒薄膜,研究了溅射气氛及后处理条件对其微结构与电学性能的影响.经450和500℃退火,薄膜中易形成VO2,而550℃退火时薄膜中会形成大量非4价的钒氧化物.薄膜在较高温度500℃下退火时结晶度增加,但薄膜颗粒之间的间隙更为明显,导致电阻率显著提高;同时其电阻率-温度曲线的热滞回线宽度较窄,在加热过程中相转变温度较高.当氩氧比中氧含量增加时,沉积的VO2薄膜中生成了少量非4价的钒氧化物.结果表明,反应磁控溅射法制备的氧化钒薄膜的微结构、电阻率、相变温度等特性与氩氧比和后退火温度密切相关.     

VO2/Al2O3复合膜系制备及其相变特性

钒的氧化物具有对温度敏感的半导体-金属可逆相变特性.在多种钒氧化合物中,VO2的相变温度点约为68℃,适用于很多应用领域.VO2长期暴露在空气中时,会被氧化.研究了通过制备VO2/Al2O3复合膜系来保持氧化钒薄膜的稳定性的方法.采用TFCalc薄膜设计软件,设计了VO2/Al2O3复合膜系.依据材料的折射率和消光系数,优化了膜系各膜层的厚度,分析了复合膜系的相变特性.采用磁控溅射方式制备了氧化钒薄膜,再通过氧氩混合气氛热处理得到VO2占主要成分的氧化钒薄膜.在氧化钒薄膜上采用射频磁控溅射方法封装了120 nm厚的Al2O3膜.利用分光光度计测量分析了膜系的相变特性,Al2O3膜对VO2膜的相变性能影响很小.Al2O3膜适于VO2薄膜的封装.     

测辐射热计用氧化薄膜与采用氧化薄膜的红外探测器 美国专利US7250604（2007年7月31日授权）

本发明提供一种供高灵敏度测辐射热计型非致冷红外探测器用的氧化薄膜。该氧化薄膜是一种非晶氧化钒钨（v-w-Ox）,即一种掺钨的氧化钒,其电阻较低,为5kΩ至200kΩ,可变电阻温度系数（TCR）在-1．5％／℃与-4．1％／℃之间。它是在300℃左右的温度下通过改变钨的含量和氧化时间使钒-钨金属膜氧化的方法获得的。     

原位氧化硅钝化层对氧化钒薄膜光电特性的影响

氧化硅（SiOx）原位钝化层对氧化钒（VOx）薄膜电学特性的影响分析旨在改善像元微桥结构的光学吸收特性,提高热敏VOx薄膜层的方阻和电阻温度系数（TCR）稳定性。采用离子束溅射沉积50nm VOx薄膜后,紧接着沉积30nm SiOx钝化层。通过原位残余气体分析仪（RGA）和衬底温度控制,调节氧化钒薄膜中的氧含量,分析了VOx单层膜、SiOx/VOx双层膜的电学特性随工艺温度的变化规律,原位残余气体分析仪（RGA）和150℃加温工艺提高了VOx热敏层薄膜的方阻和电阻温度系数稳定性。     

一种高性能氧化钒热敏薄膜的制备和应用

报道一种制备高性能氧化钒热敏薄膜的方法和其应用。采用反应磁控溅射薄膜沉积技术，通过改变氧化钒热敏薄膜沉积时溅射功率，从而调整钒原子在溅射出来之后接触到基片表面时的沉积速率，同时通过对设备进行改造升级，即在钒溅射腔腔外增加一个控制电源来精确控制溅射电压及氧气分压等参数来精确控制反应过程中电流密度，优化了氧化钒薄膜的制备工艺，制备出方块电阻为500 kΩ/□，电阻温度系数（TCR）为?2.7% K?1的氧化钒薄膜。实验测试结果表明，利用高性能氧化钒热敏薄膜制作的非制冷红外焦平面探测器，其噪声等效温差（NETD）降低30%，噪声降低28%，显著提升了非制冷焦平面探测器的综合性能。     

适用于非制冷焦平面探测器的氧化钒薄膜制备研究

氧化钒薄膜由于其具有高电阻温度系数(TCR),近年来被广泛应用于非制冷红外探测器.利用离子束增强沉积法,通过精确控制溅射电压、退火温度优化了氧化钒的制备工艺,制备出的氧化钒薄膜电阻为40kΩ、TCR为-2.5%K-1,满足非制冷焦平面探测器氧化钒薄膜的应用的要求.     

用透射电子显微法研究pH值对镍层结构的影响

本文用光学显微镜和透射电子显微法(TEM)研究了在不同PH值情况下,从氨基磺酸盐镀液获得的镍层结构。我们发现pH值会影响电镀效率、晶粒大小和疵点密度。温度在350℃以下时,镍层可作为防止晶界扩散的阻挡层,pH4.2时的镍层好于pH1.15时的小晶粒镍层,这是由于在高pH值情况下、能产生大晶粒镍层的缘故。     

直接敷铜技术中铜箔预氧化层的检测与控制

通过控制氧化的方法对制备敷铜陶瓷基板(DBC基板)的铜层进行预氧化处理。研究了预氧化温度、氧分压对铜箔氧化层物相和厚度的影响,采用拉曼光谱仪测试铜箔氧化膜物相组成,采用紫外-可见分光光度计测试铜箔氧化膜的吸光度,确定了铜箔表面氧化物层吸光度与厚度的关系。结果表明:预氧化温度在400~800℃,氧分压控制在100×10~(–6)~700×10~(–6),铜箔表面生成一层氧化亚铜(Cu_2O)层;在过高的预氧化温度和氧分压条件下,铜箔表面就会生成Cu O物相,而且氧化膜层变厚,表面疏松、局部出现氧化膜脱落,不利于DBC基板的制备。当氧分压为500×10~(–6),预氧化时间为1 h,温度为600℃时,铜箔表面可以获得均匀致密的Cu_2O薄膜,并且氧化膜与基体Cu结合紧密,有效提高DBC基板的结合性能。     

SnO_(2)缓冲层对VO_(2)薄膜微观结构与相变性能的影响北大核心

利用电子束蒸发法在Si衬底上制备了不同厚度的SnO_(2)缓冲层,并使用磁控溅射法制备出上层氧化钒薄膜,研究了SnO_(2)缓冲层厚度对于氧化钒薄膜微观结构、相组成以及相变性能的影响。结果表明,引入具有四方金红石结构的SnO_(2)缓冲层后,上层氧化钒薄膜的结晶性变好,随着SnO_(2)缓冲层厚度的增加,沉积的氧化钒薄膜中V^(4+)含量逐渐提高,氧化钒薄膜的平均晶粒尺寸增大,成膜质量变好;相变锐度有所降低,热滞回线宽度减小。这些结果表示SnO_(2)缓冲层的引入有利于在硅衬底上生长高质量且相变性能优越的VO_(2)薄膜。     

高TCR氧化钒薄膜研究进展

氧化钒薄膜的高电阻温度系数(TCR)是制作高灵敏度非制冷红外探测器的一个极其重要的参量.探测器的响应率与TCR紧密相关.高TCR将提升红外探测器的探测性能.鉴于氧化钒薄膜TCR的重要性,综述了近几年国内外研究中制备高TCR氧化钒薄膜的新技术并分类归纳:包括离子束增强沉积(IBED)法,反应脉冲激光沉积技术等.由于氧化钒薄膜具有VO2、VO5等多种价态结构,不同的制备条件和方法所生成的氧化钒薄膜TCR大小也不同,因此,分析了相关技术方法的优缺点,并对高TCR进行了一定的理论解释.     

非制冷红外焦平面探测器研究进展与趋势

随着氧化钒非制冷红外焦平面的像元尺寸的减小,导致探测器的吸收面积呈边长的二次方锐减,如何提高氧化钒非制冷红外焦平面阵列的吸收效率成为一个非常关键的研究课题。本文从材料和结构角度出发,分别在单层材料吸收特性、不同吸收结构、腔体高度、膜系厚度等几个方面对影响单层、双层氧化钒非制冷探测器光学吸收的各因素进行了全面系统的仿真。通过对各因素进行量化比较,同时结合仿真结果给出了提高氧化钒非制冷探测器吸收的系统方法,对于氧化钒非制冷探测器的设计与研究具有一定的参考意义。     

二氧化钒在红外自适应隐身技术中的应用

二氧化钒(VO2)是一种热致可逆相变氧化物,在约68℃时发生由半导体态向金属态的一级位移型相变,同时伴随着显著的电学、磁学、光学特性的变化,且相变温度可通过掺杂调节。制备了二氧化钒粉体和薄膜材料,分别研究了两种材料的热致红外发射率变化特性;采用热像仪拍摄了二氧化钒涂层和薄膜不同温度的红外热图,探讨了其在隐身技术中的应用。结果表明:二氧化钒涂层和薄膜在相变前后具有主动控制自身辐射强度的特性,在红外自适应隐身技术中具有一定的应用前景。     

氧化钒热敏薄膜的制备及其性质的研究

报道一种制备氧化钒热敏薄膜的新方法.采用离子束溅射V2O5粉末靶淀积和氮氢混合气体热处理相结合的薄膜技术,可制备热敏性能较好的低价氧化钒薄膜VOx(x＜2.5).对不同温度退火后氧化钒薄膜在10～100℃范围内测定了薄层电阻随温度的变化,得到的电阻温度系数(TCR)值为(-1～-4)%K-1.研究结果表明通过这种方法可在较低温度下制备氧化钒薄膜,这种薄膜具有较低的电阻率和较高的TCR值,可作为非致冷红外微测辐射热计的热敏材料.     

铝阳极氧化基板制备过程对埋置型Ta-N薄膜电阻的影响

在铝阳极氧化多层基板内用RF反应溅射制备了埋置型Ta-N薄膜电阻,研究了铝阳极氧化过程对Ta-N薄膜电阻和显微结构的影响.实验结果表明:Ta-N薄膜受上层多孔氧化铝膜影响在表层形成了由Ta2O5和Ta-O-N组成的氧化物凸起绝缘层,氧化物凸起层厚度与氧化电压有关.底层Ta-N薄膜电阻率和电阻温度系数基本保持不变,表层氧化凸起使电阻稳定性增加.     

铝阳极氧化基板制备过程对埋置型Ta-N薄膜电阻的影响

在铝阳极氧化多层基板内用RF反应溅射制备了埋置型Ta-N薄膜电阻,研究了铝阳极氧化过程对Ta-N薄膜电阻和显微结构的影响.实验结果表明:Ta-N薄膜受上层多孔氧化铝膜影响在表层形成了由Ta2O5和Ta-O-N组成的氧化物凸起绝缘层,氧化物凸起层厚度与氧化电压有关.底层Ta-N薄膜电阻率和电阻温度系数基本保持不变,表层氧化凸起使电阻稳定性增加.     

氧化钒热敏薄膜的制备及其性质的研究

报道一种制备氧化钒热敏薄膜的新方法。采用离子束溅射V2O5粉末靶淀积和氮氢混合气体热处理相结合的薄膜技术,可制备热敏性能较好的低价氧化钒薄膜VOx(x＜2.5)。对不同温度退火后氧化钒薄膜在10－100℃范围内测定了薄层电阻随温度的变化,得到的电阻温度系数（TCR）值为（－1～－4）％K^-1。研究结果表明通过这种方法可在较低温度下制备氧化钒薄膜,这种薄膜具有较低的电阻率和较高的TCR值,可作为非致冷红外微测辐射热计的热敏材料。     

氧化钒薄膜的性能和制备

为制备低相变温度、高相变特性的氧化钒薄膜,分析了氧化钒的结构,及其结构决定的特有相变,相变前后独特的光电性能及其应用。比较研究了各种制备方法,得到最低相变温度、最高的电阻变化率和电阻温度系数分别达24℃、105-、5.2%K-1,研究表明,掺杂改性及新的成膜工艺的研究是氧化钒薄膜的发展方向。     

“智能发电窗”研制成功

正据《中国科学报》报道,上海大学教授、中科院上海硅酸盐所兼职研究员高彦峰等,最近研制出一种"智能发电窗"。它可以利用太阳光发电,还会根据温度变化自动隔热,2013年10月24日,《科学报告》杂志在线发表了该研究成果,高彦峰介绍说,二氧化钒是一种具有结构相变特征的材料,在高温和低温条件下,其化学结构截然不同。当温度低于68℃时,二氧化钒是透明绝缘体,能让红外线透过;当温度高于68℃时,二氧化钒则成了金属,会反射红外线。