磁控溅射AI／Pb纳米多层膜调制结构研究

用磁控交替沉积制备Al／Pb纳米多层膜,运用XPS,AFM,TEM考察表面状况及膜结构．结果表明,实验条件下,当Al层厚60nm时,Pb子层标定厚度从20nm增至30nm,可形成较完整埋层调制结构．随Pb层厚度增加,连续性变好、表面糙度降低,Al层对Pb层表面糙度克服能力提高,改善层状结构完整性．多层膜中Al,Pb子层均存在（111）择优取向特征,由fcc结构的表面自由能最小化引起．     

CrAIN／TiAIN纳米多层膜的微结构及其性能研究

采用磁控反应溅射法制备了不同调制周期的CrAIN／TiAIN纳米多层膜,并通过x射线衍射仪、显微硬度计、扫描电镜分析了调制周期对多层膜的微结构、力学性能和高温抗氧化性能的影响。结果表明：CrAIN／TiAIN纳米多层膜共格外延生长,呈现CrAIN（或TiAIN）面心立方结构,且呈（111）择优取向;CrAIN／TiAIN纳米多层膜在某些调制周期出现硬度异常升高的超硬度效应;CrAIN／TiAIN纳米多层膜比CrAIN,TiAIN单层膜具有更好的高温稳定性,高温时仍具有较高的硬度。     

CrAlN/TiAlN 纳米多层膜的微结构及其性能研究

采用磁控反应溅射法制备了不同调制周期的CrAlN/TiAlN纳米多层膜,并通过X射线衍射仪 、显微硬度计、扫描电镜分析了调制周期对多层膜的微结构、力学性能和高温抗氧化性能的影响。结果表明：CrAlN/TiAlN纳米多层膜共格外延生长,呈现CrAlN（或TiAlN）面心立方结构,且呈（111）择优取向;CrAlN/TiAlN纳米多层膜在某些调制周期出现硬度异常升高的超硬度效应;CrAlN/TiAlN纳米多层膜比CrAlN, TiAlN单层膜具有更好的高温稳定性,高温时仍具有较高的硬度。     

利用XPS测多层膜厚度

本文利用空心阴极离子镀膜技术制备了纯Ｃｒ膜（基底为硅片）,利用ＸＰＳ分析技术,得出在Ｃｒ膜表面存在一层氧化层,并测出了其厚度。     

纳米级人工超晶格多层膜的X射线广角衍射分析

作者导出人工超晶格多层膜的X射线衍射的几何光学图，得出多层膜的Bragg方程，并讨论因装放样品而导致样品的轴偏心的精细误差消除步骤，用普通广角X射线衍射仪，在低角区得到纳米级单、多层膜的调幅波长（厚度）及周期。     

中科院在国际上首次成功制备各向异性纳米复合稀土永磁多层膜

为了将软磁材料和硬磁材料结合在一起，充分发挥软磁材料和硬磁材料各自的优势，研究人员希望使软磁材料和永磁材料两相整齐地排列，这就需要在高温下生长材料，而高温会导致不同材料间的元素相互扩散，从而无法形成2个不同的相。     

FeTaPt多层膜的磁粘滞研究

在800℃基底温度下,以单晶硅为基底,采用磁控溅射法制备了FeTaPt多层膜。通过XRD检测样品为单相,利用VSM测量了样品在双磁场下的磁化强度与时间的关系,并且利用磁滞Preisach模型得到材料的拟和参数。结果表明：在样品矫顽力附近出现了磁化强度随时间对数的线性变化,当磁场偏离矫顽力时,磁粘滞行为将偏离线性变化,这不仅与H1和H2有关,而且与H1、H2的差值有关,H1、H2差值越小,非线性衰减越明显。     

活塞环表面Cr/CrN纳米多层膜的微观结构

为改善发动机活塞环的摩擦学性能,提高其使用寿命,采用多弧离子镀技术在活塞环表面制备了Cr/CrN纳米多层膜.采用x 射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、俄歇能谱仪（AES）、纳米硬度仪和CETR摩擦磨损试验机,系统分析了不同调制周期Cr/CrN纳米多层膜的微观结构、成分分布、纳米硬度和抗滑动磨损性能.结果表明：Cr/CrN多层膜由CrN、Cr2N和Cr相组成,在CrN（200）方向上出现择优取向.随调制周期的减小,多层膜的硬度和残余应力增大,当调制周期为80nm时,多层膜的硬度值最高达到21.5GPa;当调制周期为120nm时,H³/E²值达到最高,此时划痕临界载荷值最高.根据摩擦磨损试验结果可知,与电镀Cr和CrN涂层相比,Cr/CrN多层膜具有相对较好的抗滑动磨损性能,其磨损机制主要以磨粒磨损为主,有可能替代原活塞环Cr电镀层.     

静电自组装法制备镧/铈掺杂锶铁氧体纳米复合多层膜

为制备具有良好吸波性能的锶铁氧体纳米薄膜,确定了静电自组装法制备掺杂态铁氧体与聚苯乙烯磺酸钠(PSS)多层复合膜的基片处理方法和单层膜的组装时间.用紫外-可见分光光度计、XRD、AFM、矢量网络分析仪对纳米薄膜的结构与性能进行研究.研究表明:所制得薄膜为非晶态,薄膜表面由球状颗粒组成,其平均粒径约150nm.通过SrLa0.4Fe11.6O19/PSS纳米复合多层薄膜的电磁参数分析,发现随层数的增加,薄膜的吸波性能增强;在9.21GHz和10.5GHz左右,且组装层数一定时,复合多层膜的吸波性能排序为SrCe0.2Fe11.8O19/PSS> SrLa0.2Fe11.8O19/PSS>Sr.Fe12O19/PSS.     

多层反膜系反射特性的计算机模拟计算及其应用

根据薄膜光学与膜系设计的原理,对非四分之一波长的多层反射膜系的反射特性进行了计算,总结出高折射率薄膜的光学厚度与膜系的倍频反射带之间的关系,并以此指导设计出特殊要求的多层反射膜系.     

金属氮化物硬质膜层“合金化”的研究进展

通过展示近年来国内外金属氮化物膜层的研究结果，探究了膜层晶体结构、微观组织的变化规律和提高性能的途径；列举了大量文献进行分析.结果表明：添加C或B元素，可形成“替位式”的金属氮碳化物或氮硼化物膜层，具有明显的固溶强化效应；大部分氮硼化物膜层，都可生成细小的金属硼化物，对性能的提高非常有力；加入Si可以细化晶粒，提高膜层的韧性和耐磨性.在TiN和CrN膜层中加入金属合金化元素(如Al、Zr等)，除具有明显的固溶强化效应外，还能显著提高膜层的高温氧化阻力和腐蚀阻力，提高膜层的耐磨性.沉积膜层的显微组织结构，可以通过调整“合金化”元素的比率来改变，并由此可以对膜层性能进行调制.通过“合金化”，金属氮化物膜层的晶体结构、微观组织都可以调制，综合性能显著改善和提高.     

量子进化算法在极紫外多层膜表征和设计中的应用

针对EUV多层膜的表征和设计过程中普遍采用的遗传算法（GA）存在的大种群和求解效率低的问题,本文将实数编码量子进化算法（QEA）应用于EUV多层膜的表征和宽光谱EUV多层膜的设计过程中。分别采用实数编码GA和QEA对理论仿真的EUV多层膜的X射线掠入射反射谱进行反演拟合和宽光谱EUV多层膜的反射谱进行设计,进而将QEA在EUV多层膜表征和设计方面的性能进行对比分析。分析结果表明,QEA在多层膜的表征方面具有小种群和反演求解效率高的优点,多层膜的膜厚拟合精度可达±0.1nm;在多层膜设计方面,量子进化算法同样具有小种群的优势,同时求解效率较GA算法接近,设计的多层膜反射率带宽为13~15nm,反射率可达25%。相关工作展现出QEA算法在多层膜研发方面的应用价值,为进一步工作打下基础。     

多层膜反射镜的计算机辅助设计

针对软X射线波段多层膜反射镜设计中干涉矩阵的计算误差问题，提出了采用切比雪夫多项式的理论对干涉矩阵进行了分析与计算的方法．并使用该方法对软X射线中波长为13．4nm和11．2nm多层膜反射镜进行了设计，得到了准确的设计结果．结果表明，这种方法可以解决使用矩阵法设计软X射线多层膜反射镜中的数值计算问题。     

退火温度对不连续多层膜磁性及微结构的影响

通过射频和直流磁控溅射方法和原位退火工艺将Fe颗粒嵌入绝缘SiO2母体中制备了系列不连续金属绝缘体多层膜样品．研究发现，热处理温度对薄膜中的磁性颗粒分布和磁性能有很大的影响．通过扫描探针显微镜对样品的微结构进行了分析，发现在400℃时形成典型的不连续多层膜结构，磁性颗粒比较均匀的分散在母体当中．样品的磁性能测量结果显示该样品具有较好的磁性能．     

Al金属多晶硅纳米膜欧姆接触的制作

利用低压化学气相淀积法（LPCVD）在表面有热氧化二氧化硅的（100）硅衬底上生长80nm厚多晶硅纳米膜,并对其界面进行表征.制作出单层Al金属的欧姆接触样品,在不同退火温度条件下对样片的电阻进行测量.结果表明,退火使欧姆接触的电阻率降低,接触电阻率可达到2.41×10-3Ω.cm2.     

Cu掺杂对 Fe/Si多层膜的层间耦合和负磁电阻效应的影响

研究了Cu掺杂对Fe/Si多层膜的层间耦合和负磁电阻效应的影响。在用磁控溅射方法制备的Fe/Si多层膜中,发现在Si的标称厚度tSi =1.9nm附近存在一较强的反铁磁耦合（AFM）峰和与之相对应的负磁电阻峰,在Si层中掺入6％的Cu后,发现反铁磁耦合峰的饱和场显著降低,峰宽变窄,峰位略向较厚方向移动。掺杂后磁电阻峰的宽和峰位变化与AFM峰相似,而磁电阻峰值则略有下降,在液氮温度T＝77K下,掺杂前后具有负磁电阻效应的多层膜样品阻率都降低,而磁电阻效应和饱和场均增大,实验结果表明,用磁控溅射方法制备的Fe/Si多层的层间耦合机制和磁电阻效应的机制与磁性金属／非磁金属多层膜的层间耦合及磁电阻效应的机制是一致的。     

脉冲激光沉积TiN/AlN多层膜的微结构与力学性能

采用脉冲激光沉积(LPA)法,在单晶Si表面制备了调制周期为50nm的不同调制比的TiN/AlN多层膜,并研究了调制比对多层膜微结构和力学性能的影响。扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)显示,薄膜的调制比在1～4之间。并且小调制比下薄膜表面的岛密度小,岛面积过大,分布不均匀,相邻岛之间的起伏较大。X射线衍射(XRD)结果表明,小调制比下,AlN相为明显的(002)择优取向,TiN相主要以(200)、(220)形式存在;调制比增大后,AlN相的择优取向减弱,同时伴随着薄膜晶粒的细化及硬度增强,这一研究结果说明,调制比对多层膜的性质有一定的影响,大调制比会导致Al元素在界面处聚集,并与TiN进行合金化后的形成TiAlN结构,进而对薄膜的硬度产生影响。     

单纯形调优法在多层膜系优化设计中的应用

采用单纯形调优法对多层光学膜系进行了优化设计，并开发了相应的优化设计程序。用该优化程序已经成功地设计出了可见光区高增透膜系。与其他光学薄膜自动设计方法得到的结果相比，在膜系层数相同甚至更少的情况下，用该方法可以得到很好的优化效果，而且优化过程对初始膜系的依赖性较低。     

NiCo/Cu多层膜的巨磁电阻与磁光克尔效应

本文对用射频磁控溅射方法制备的NiCo／Cu多层膜的层间耦合与磁光克尔效应的内在关联性进行了研究。发现巨磁电阻比与磁光克尔角的幅值1/2随Cu层厚度作同步振荡。其磁光振荡可主要归结于层间耦合引起的铁磁层中电子的光和磁光跃迁的变化。