磁性隧道结Fe/MgO/Fe(001)的磁性及界面电子结构

采用分子束外延技术在GaAs(001)-4×6衬底上外延出Fe/MgO/Fe(001)单晶磁性隧道结.原位表面磁光Kerr效应(SMOKE)测量表明:当外磁场沿[-110]方向时,隧道结的SMOKE回线具有典型的双矫顽力特性.下电极Fe层的矫顽力(约为20 mT)约是上电极Fe层矫顽力(约为1 mT)的20倍.矫顽力的增强主要被归结为MgO/Fe(001)界面对下电极铁磁层的钉扎作用.自旋分辨的光电子能谱测量表明:在MgO覆盖到Fe(001)表面后,Fe(001)Fermi面的自旋极化率P由负值转变为正值.P值符号的改变被归结为MgO/Fe(001)界面电子自旋结构的改变.     

Bi3.25La0.75Ti3O12籽晶层对Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15铁电薄膜的影响

用溶胶-凝胶法在Si(100)基片上沉积Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15/Bi3.25La0.75Ti3O12双层膜,薄膜置于空气气氛在退火炉中700℃退火处理。用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分别对薄膜的相结构、取向度和微观形貌进行表征,并测试了样品的电滞回线。结果表明:与纯的Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15铁电薄膜相比,双层膜具有更高的a轴取向度,表面均匀致密无孔隙,多为球形晶粒,且晶粒尺寸约为80nm,并且具有较高的剩余极化强度Pr=13.34μC/cm2,对应的矫顽场强为68.32kV/cm;Bi3.25La0.75Ti3O12的引入对Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15铁电薄膜的形核生长和晶体学取向具有一定的促进作用,有利于样品的铁电性能。     

The magnetic properties and interface electronic structure for the epitaxial Fe/MgO/Fe(001) single crystal magnetic tunneling junctions

采用分子束外延技术在GaAs(001)-4×6衬底上外延出Fe/MgO/Fe(001) 单晶磁性隧道结。原位的表面磁光克尔效应（SMOKE）测量表明：当外磁场沿[1-10]方向时，隧道结的SMOKE回线具有典型的双矫顽力特性。下电极Fe层的矫顽力（~200 Oe）约是上电极Fe层矫顽力（~10 Oe）的20倍。矫顽力的增强主要被归结为MgO/Fe (001)界面对下电极铁磁层的钉扎作用。自旋分辩的光电子能谱测量表明，在MgO覆盖到Fe(001)表面后，Fe(001)费密面的自旋极化率P由负值转变为正值。P符号的改变被归结为MgO/Fe (001)界面电子自旋结构的改变。     

IrMn顶钉扎自旋阀中Ta缓冲层的优化研究

通过直流磁控溅射法在硅 /二氧化硅基底上沉积了Ta膜 ,Ta/NiFe双层膜和IrMn顶钉扎自旋阀薄膜 ,研究了Ta、Ta/NiFe膜的晶格结构和表面情况 ,及自旋阀的磁性能 ,结果表明 ,自旋阀的磁电阻率、矫顽力和交换场等性能与Ta缓冲层厚度有密切的关系 ,在Ta缓冲层为 3nm时自旋阀的磁电阻率 (9 2 4 % )和交换场 (2 5 5× (10 3 / 4π)A/m)达到最大值 ,而矫顽力 (2 4 3× (10 3 / 4π)A/m)比较小     

化学溶液沉积（CSD）法制备YBCO/Y2O3/YBCO薄膜

以Y2O3纳米颗粒伪层作中间层,用CSD法制备夹层结构的YBCO/Y2O3/YBCO薄膜。薄膜表面光滑致密,没有裂纹和空洞。XRD分析表明,YBCO/Y2O3/YBCO薄膜具有较强的c轴取向,其超导转变温度为92K,在60K零场下其临界电流密度达到6.9MA/cm2,表明YBCO/Y2O3/YBCO薄膜具有优良的超导性能。     

Al2O3/Au/Al2O3层状阻氚薄膜

采用磁控溅射法在316L不锈钢基体上分别沉积单层Al2O3膜、单层Au膜以及Al2O3/Au/Al2O3层状薄膜。采用气相渗透法在500℃,氘分压为0.06 MPa条件下测试了薄膜的阻氘性能。结果表明,3种薄膜氘渗透后,薄膜的形貌良好,无开裂、无剥落的现象,氘渗透率减低因子均比316L不锈钢基材增大一个数量级以上,阻氘效能按单层Al2O3膜、单层Au膜以及Al2O3/Au/Al2O3层状薄膜依次递升。Al2O3/Au/Al2O3层状薄膜的优异阻氘效能可归因于,延性的Au夹层使层状薄膜的力学性能得到显著提高;Al2O3层能阻止Au与基体间互扩散,使Au能充分发挥阻氘效能。本研究表明,由贵金属与陶瓷阻氚材料构成的层状薄膜是发展阻氚涂层的新途径。     

FeGaB (25 nm)/Al2O3/FeGaB(25 nm)多层薄膜结构：氧化铝(Al2O3)厚度变化对静态与动态磁性能的影响

铁镓(FeGa)薄膜与其它软磁材料相比具有较大的磁致伸缩常数,在设计集成磁性传感器芯片中具有独特的优势,本文通过采用非磁性掺杂和多层膜方法来控制这种合金薄膜的磁学与电学性能参数。我们实验发现在掺杂一定量硼(B)元素后,厚度小于30 nm的FeGa薄膜顽力可以得到显著降低,而对于较厚薄膜在插入超薄Al2 O3中间层后软磁性能可以得到同样程度显著改善,同时饱和磁化(Ms)变化可忽略。对于我们制备的FeGaB (25 nm)/Al2O3(0.5 nm)/FeGaB(25 nm)多层膜,其易轴矫顽力可以小到0.98 Oe,电阻率与50nm单层FeGaB膜相比增加了1.5倍,同时具有吉赫兹高磁导率谱。样品微结构分析表明,磁性颗粒结晶质量和物理尺寸的减小对软磁性改善起到重要作用,另外我们也讨论分析了静磁相互作用和表面形貌对磁畴运动及矫顽力的影响。本文发展的掺杂与多层膜混合方案来来增强电磁性能的方法,也可应用于其他类型的软磁材料系统。     

磁性Fe3O4/CRGO复合物的制备及其酶的固定化（英文）

四氧化三铁(Fe3O4)纳米颗粒可通过水热法一步复合在化学还原氧化石墨烯(CRGO)表面,得到的复合物Fe3O4/CRGO用于固载酶。通过扫描电子显微镜(SEM)、X 线衍射仪、红外光谱仪及振动样品磁强计对Fe3O4/CRGO的表观形貌及结构进行测试和表征。结果显示:Fe3O4纳米颗粒随机分散在CRGO表面,Fe3O4 纳米颗粒的平均直径约 260 nm。利用辣根过氧化物酶(HRP)研究Fe3O4/CRGO 复合物的酶固定化性能。HRP 的饱和固载量为23.3mg/g,固定化后的酶在重复利用10次后依然保留原始酶活性的70%。固载后的HRP显示出更宽的pH耐受范围及很好的重复利用性,表示 Fe3O4/CRGO复合物可作为固载酶的良好基底并具有实际应用价值。     

浸渍提拉法合成Bi4Ti3O12基复合薄膜及其光催化性能

以TiO2、Bi4Ti3O12为原材料,采用浸渍-提拉法制备复合薄膜,研究了材料合成工艺对复合薄膜微观形貌、相结构及光催化性能的影响。XRD研究结果表明,合成的复合薄膜材料中含有正交相Bi4Ti3O12和锐钛矿TiO2两种晶相,Bi4Ti3O12沿垂直于玻璃基片的<001>方向取向生长。TiO2溶胶的浓度,Bi4Ti3O12的用量,以及表面活性剂的用量,拉膜次数对复合薄膜的成型有明显的影响,当TiO2溶胶的浓度为3mol/L、TiO2溶胶和Bi4Ti3O12质量比为10:1、表面活性剂的质量分数为3%、拉膜次数为3次的时候,合成的Bi4Ti3O12/TiO2复合薄膜较均匀且具有较优异的光催化性能。     

Cu2O/TiO2/Pt复合薄膜的制备及其性能

为了降解环境污染物,通过磁控溅射的方法在玻璃基底上溅射沉积Cu2O/TiO2/Pt复合薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见分光光谱仪(UV-vis)和光致发光光谱仪(PL)对复合薄膜的表面形貌和光学性能进行分析。通过可见光下对甲基橙溶液的光催化降解试验研究了薄膜的光催化活性。结果表明:Cu2O/TiO2/Pt复合薄膜共有3层,从下到上依次为Pt层、锐钛矿型TiO2层和Cu2O层。薄膜表面平整致密,由形状规则的球形颗粒组成。Cu2O/TiO2/Pt复合薄膜的光催化活性高于Cu2O/TiO2复合薄膜的和纯TiO2薄膜的光催化活性。光催化活性的提高是由于Pt层的存在进一步抑制了光生电子与空穴的复合,延长了光生载流子的寿命,提高了量子产率,进而有效地改善了薄膜的光催化活性。     

TbDyFe超磁致伸缩薄膜的低场磁敏特性

采用磁控溅射法制备了TbDyFe超磁致伸缩非晶薄膜,研究了真空热处理退火及软磁性Fe薄膜的交换耦合作用对TbDyFe超磁致伸缩的低场磁致伸缩性能的影响.研究结果表明:真空退火处理通过改善薄膜的微结构及应力状态,有效地提高薄膜了的低场磁敏性能;易磁化方向平行于膜面的软磁Fe膜的复合,使薄膜平行于膜面的易磁化性能大大提高,复合薄膜的强制磁致伸缩系数(dλ/dH)提高3倍以上.单层薄膜厚度越小,交换作用越强,低场磁致伸缩性能越好;当薄膜厚度大于交互作用距离、薄膜的总厚度不变时,单层薄膜的厚度变化对复合薄膜的磁致伸缩性能没有影响.     

多层及交替多层NdFeB/Nd薄膜的磁性能

采用磁控溅射法制备了Nd Fe B/Nd 2组薄膜,经650℃退火处理后,对样品进行了XRD和VSM测试分析。结果表明:对于Mo/Nd/Nd Fe B/Nd/Mo多层薄膜,当Nd Fe B/Nd厚度比为6/5时,薄膜的内禀矫顽力最好,平行和垂直方向的内禀矫顽力分别为14.5×79.6和10.5×79.6 k A·m~(-1);对于Mo/[Nd Fe B/Nd]n/Mo(n=2,5,8,10;Nd Fe B/Nd厚度比为6/5)交替多层薄膜,当周期n为8时,薄膜具有最好的磁性能,平行和垂直方向的内禀矫顽力分别为21.3×79.6和16.7×79.6 k A·m~(-1);对于Nd Fe B/Nd厚度比均为6/5的薄膜,交替多层膜的综合磁性能高于多层膜。     

Ta/[NdFeB/Nd]_n/Ta(n=1,5,8,10)多层膜磁性能研究

采用磁控溅射法制备了Ta/[Nd Fe B/Nd]n/Ta(n=1,5,8,10)多层膜。采用X射线衍射仪、振动样品磁强计及原子力显微镜对薄膜样品的晶体结构、磁学性能及表面形貌进行了测试分析;并对薄膜的温度稳定性进行了测试。结果表明,在Nd Fe B与Nd的总厚度保持不变的情况下,随Nd Fe B/Nd层数的增加薄膜的矫顽力先增大后减小,其中n=8时样品磁性能最好。最佳磁性能为H ci=1995 k A/m,(BH)max=111.3 k J/m3。     

Fe3+掺杂Li4Ti5O12的结构及电化学性能

采用高温固相法合成Li4FexTi5-xO12(x=0.025,0.1,0.2)负极材料。通过X射线衍射、扫描电镜、充放电性能测试等对掺杂Fe3+的Li4Ti5O12材料的组成、结构、形貌进行表征,并对其电化学性能进行研究。结果表明,所合成的材料具有良好的尖晶石结构,无杂相。适当Fe3+掺杂能细化材料,提高材料的电子导电性,使材料的循环性能得到改善。Li4Fe0.025Ti4.975O12的充电容量最佳,0.1C倍率下首次充电比容量达到162.5 mA.h/g,循环性能较好。     

Al2O3/MgO复合膜层对微通道板性能的影响

目的 大幅提高微通道板增益,延长寿命.方法 采用原子层沉积技术(ALD)在微通道板(MCP)大长径比(40:1)通道内壁沉积Al2O3/MgO复合膜层材料,对通道内壁二次电子发射层进行增强,改善其二次电子发射特性.通过设计复合膜层结构,采用Al2O3膜层保护易潮解的MgO膜层,提高复合膜层的稳定性.研究MgO膜层沉积工艺,基于SEM检测,实现在大长径比通道内制备出厚度均匀(不均匀性为3.8％)的膜层.研究MgO膜层厚度、沉积温度对MCP增益以及双片叠加增益达到107时工作电压的影响,确定最佳的复合膜层制作工艺.结果 通过采用20 cycles Al2O3膜层进行封装保护,使表面制备复合膜层MCP在氮气柜中可稳定存储14 d.试验MgO最佳的膜层沉积工艺:沉积温度为210℃,膜层厚度为50 cycles(6.1 nm).优化的"三明治"型复合膜层结构Al2O3/MgO/Al2O3,沉积循环次数分别为5/50/20.在550 V电压下,复合膜层的MCP增益较常规MCP提高了3.9倍,应用于微通道板型光电倍增管(MCP-PMT)中,工作电压从1880 V降低至1740 V,同时能量分辨率与峰谷比性能得到提升,寿命达到10 C/cm2以上.结论 在MCP上制作Al2O3/MgO复合膜层材料,能够有效提高其增益,降低应用器件的工作电压,同时延长MCP寿命.采用Al2O3膜层进行封装保护,对于MgO材料应用于MCP等光电探测元器件有非常重要的作用,同时MgO材料的应用可拓展MCP在探测活性离子等方面的应用.     

Magnetic Property Enhancement of Co0.85W0.15 Magnetic Films by Addition of Vanadium in Ru Buffer Layer

垂直磁记录材料需要高的磁晶各向异性能。尝试了通过改变缓冲层成分来产生晶格畸变以提高磁晶各向异性的方法。300℃下,利用直流磁控溅射设备在RuV缓冲层上沉积了Co0.85W0.15磁性薄膜,其中Ru缓冲层中添加15%V。利用X射线衍射(XRD)分析了薄膜的精细晶体结构,确定了薄膜的结构、取向关系、晶格常数、c轴分散性、fcc/hcp体积分数比和堆垛层错密度。根据实验结果,研究了Co0.85W0.15/Ru0.85V0.85/MgO(111)薄膜的晶体结构和磁晶各向异性能间的关系。实验结果表明,由于缓冲层中V的添加,晶格常数比降低,显著提高了Co0.85W0.15薄膜的磁晶各向异性。因此,可以通过缓冲层的成分设计实现不同磁性材料的磁晶各向异性。     

利用Ru缓冲层中V的添加提高Co_(0.85)W_(0.15)磁性薄膜的磁性能（英文）

垂直磁记录材料需要高的磁晶各向异性能。尝试了通过改变缓冲层成分来产生晶格畸变以提高磁晶各向异性的方法。300℃下,利用直流磁控溅射设备在RuV缓冲层上沉积了Co0.85W0.15磁性薄膜,其中Ru缓冲层中添加15%V。利用X射线衍射(XRD)分析了薄膜的精细晶体结构,确定了薄膜的结构、取向关系、晶格常数、c轴分散性、fcc/hcp体积分数比和堆垛层错密度。根据实验结果,研究了Co0.85W0.15/Ru0.85V0.85/MgO(111)薄膜的晶体结构和磁晶各向异性能间的关系。实验结果表明,由于缓冲层中V的添加,晶格常数比降低,显著提高了Co0.85W0.15薄膜的磁晶各向异性。因此,可以通过缓冲层的成分设计实现不同磁性材料的磁晶各向异性。     

Fe3O4/Au磁性纳米复合微粒的制备及表征

实验中应用水相合成法制备Fe3O4/Au纳米复合微粒,通过对复合微粒生成过程的光谱检测,对生成物的磁响应性检测和采用HGMF磁分离,表明绝大多数颗粒既具有磁性,又具有纳米Au的特征.将获得的不同粒径的磁性颗粒分别与纯Fe3O4,Au纳米微粒进行选区电子衍射对比分析.结果表明,粒径越小的复合颗粒的衍射花样越接近纯Fe3O4,随粒径的增大,与纯Fe3O4的差异增大;当粒径增大到(15.8±2.8) nm,衍射花样与纯Au纳米颗粒的完全吻合,间接证实了Fe3O4/Au纳米复合微粒的核壳结构.     

微晶纳米晶薄膜材料

球磨和喷射研磨法制成微米及亚微米Fe90A110薄片的微波特性;在MgO（001）底层生长极薄FePt晶体;采用涂覆介电材料法提高ZnO／羰基铁纳米复合物吸波性能;Zno．9（Mn0.05;Ni0.05）O纳米粒的磁性;采用活性离子束溅射制造（100）取向CoFe2O4薄膜     

高速电弧喷涂Fe-Al/WC复合涂层在800℃下的氧化行为

采用高速电弧喷涂技术 (HVAS)在 2 0G钢基体上制备了Fe Al/WC金属间化合物复合涂层 ,测试了涂层在 80 0℃下的氧化性能。结果表明 ,Fe Al/WC复合涂层的氧化动力学曲线呈现出近似对数规律 ,5h后的氧化速率低于 2 0G钢 ;涂层的氧化物以Al2 O3、Fe2 O3、Fe3O4 和FeO为主 ,且分布不均匀 ;涂层表面优先形成具有保护性的Al2 O3膜 ,阻止了涂层的进一步氧化。