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使用射频磁控溅射法,在Si片上沉积了TiNi形状记忆合金薄膜,分别采用能谱色散光谱仪(EDS)和差示扫描热量分析(DSC)方法测试了薄膜的成分和相变特征温度,并通过给形状记忆合金(SMA)薄膜加热及冷却,观察薄膜的形变恢复情况,定性测试了SMA的形状记忆特性。在此基础上,设计并制造了一种SMA薄膜/Si膜复合膜悬臂梁结构的微驱动器。在室温下,SMA电热驱动器的悬臂梁是平直的;由于TiNi合金具有相变和形状记忆特性,当TiNi电极加上电压后,悬臂梁会产生弯曲。测试结果表明,在2.0V电压下,驱动器悬臂梁端部的驱动位移可达到70.5μm,功耗为20mW。 相似文献
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应用有限元方法对TiNi/Si复合膜微驱动器的结构设计进行了分析,因TiNi和Si之间的热膨胀系数差别很大,溅射在Si(100)衬底上的TiNi膜,当从晶化的高温降下来时会积聚很大的热应力,这种微驱动器,就是利用了TiNi的形状记忆效应而引起的这些应力的释放与恢复从而引起复合膜的振动,图形化TiNi薄膜制成加热电阻条件为自加热电阻,可降低功耗,提高响应速度,简化结构, 但作为驱动单元的一部分,其图形化的结构参数对复合膜的挠度有很大的影响,通过结构参数优化,可使复合膜的中心挠度值达到最大,从而提高驱动器的性能。 相似文献
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准晶态合金具有许多晶态合金无法比拟的特性,如低电导率、低导热率和负温度系数、抗磁性、高硬度、低摩擦系数和耐蚀性等。准晶合金做为涂层和薄膜材料具有重要的潜在应用价值。准晶合金薄膜由于对其成份的特殊要求,一般方法难以制备。本文首先介绍了激光-真空弧薄膜沉积技术和自行研制的相关设备。利用该设备,在Si<111>基体表面制备了Al65Cu20Fe15准晶态合金薄膜。研究了所制备薄膜的厚度、颗粒度等与薄膜制备过程中激光脉冲频率、引弧电压和靶材—衬底间距等工作参数之间的对应关系。结果表明,通过调整工艺参数,可以有效的改善成膜质量。薄膜沉积所用的靶材是电磁感应熔炼制备的Al65Cu20Fe15准晶整体材料。沉积在衬底上的薄膜是与准晶合金成分接近的非晶态薄膜。为了得到准晶态合金膜需对其进行退火处理,本文探讨了退火温度、与膜成分、组织结构的变化趋势之间的关系。 相似文献
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低阈值高对比度PDLC薄膜的制备 总被引:2,自引:1,他引:1
采用PIPS法制备聚合物分散液晶(PDLC)薄膜,通过在液晶/预聚物复合体系中添加甲基丙烯酸丁酯调控聚合物与液晶微滴界面的锚定能,以改善PDLC的电光特性。研究了甲基丙烯酸丁酯含量对PDLC膜的偏光显微镜下形貌、光电性能的影响,最后优化工艺参数,制备出低阈值、高对比度的PDLC薄膜。实验结果表明,适量加入甲基丙烯酸丁酯有利于降低阈值电压和饱和驱动电压。另外,还研究了PDLC薄膜的电光特性与驱动电压频率的关系,发现PDLC的阈值电压和饱和驱动电压均随着频率的升高而增大,同时电光曲线趋于平缓。 相似文献
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Pio John S. Buenconsejo Robert Zarnetta Dennis König Alan Savan Sigurd Thienhaus Alfred Ludwig 《Advanced functional materials》2011,21(1):113-118
The Ti–Ni–W two‐phase shape memory alloy (SMA) thin film system is presented as a prototype for new SMAs with tailorable thermal transformation hysteresis (ΔT). The concept is to combine the SMA TiNi with almost insoluble W to create the two‐phase system (TiNi)–(β‐W). This system behaves like a pseudobinary TiNi system. Phase transformation behavior for compositions above the solubility limit of W in TiNi exhibit a B2–R phase transformation with characteristically small ΔT. Moreover, ΔT is dependent on the amount of W and it can be tailored to zero and even negative. This phenomenon is rationalized as being due to the mechanical interaction between the phases B2‐TiNi and β‐W. The presented results are very promising for the development of high‐speed Ti–Ni‐based SMA actuators. 相似文献
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NiTi形状记忆薄膜的显微结构和力学性能 总被引:3,自引:0,他引:3
NiTi形状记忆合金薄膜具有形状记忆效应,极有希望用于制造高技术领域微电子机械系统中的微型激发器。NiTi形状记忆合金薄膜在制备和使用过程中需要高品质(衬)底材。本文利用高分辨电子显微学和高分辨分析电子显微学详细研究了硅底材NiTi形状记忆合金薄膜的NiTi/Si和NiTi/SiO2微结构体系,包括薄膜精细结构和界面反应。也研究了其显微结构和力学性能的关系。特别给出了NiTi形状记忆合金薄膜产生疲劳过程的微观过程的起因,通过高达十万个使用热循环前后样品显微结构变化的比较,发现纳米尺度上的TiNi3新相的形成导致疲劳过程的发生。如何抑制TiNi3新相形成的研究正在进行之中,这将为进一步提高NiTi形状记忆合金的使用寿命指出方向。 相似文献
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用于微传感器中PZT压电薄膜的制备和图形化 总被引:1,自引:1,他引:0
采用溶胶-凝胶法在Si/Si3N4/Poly-Si/Ti/Pt基片上制备PZT压电薄膜, 为了选择更适合微电子机械系统(MEMS)器件的压电薄膜,采用一般热处理和快速热处理对锆钛酸铅(PZT)压电薄膜进行干燥和结晶.首先,采用V(H2O):V(HCL):V(HF)=280 mL:120 mL:4drops(4滴HF溶液)配比的腐蚀液在室温下对未结晶的PZT压电薄膜进行了湿法腐蚀微细加工;然后,对图形化好的压电薄膜进行再结晶的热处理,实验结果表明这种方法可用于压电薄膜微器件的制备. 相似文献
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Chun Feng Yukun Li Lei Wang Yi Cao Mingke Yao Fei Meng Feng Yang Baohe Li Kaiyou Wang Guanghua Yu 《Advanced functional materials》2020,30(14)
Manipulation of the antiferromagnetic moment in antiferromagnets (AFMs) is a crucial issue for developing AFM‐based spintronic devices. Lattice strain is an effective strategy to modulate the antiferromagnetic moment and is traditionally based on a direct crystalline tailoring of AFMs. A novel method for strain tuning the antiferromagnetic moment by controlling the exchange spring in the AFM, which is applicable to other conventional AFM materials, is reported. Specifically, a TiNi(Nb) shape memory alloy (SMA) is used as the substrate of Ta/NiFe/FeMn multilayers. By thermally driven inverse martensitic phase transformation in the SMA, a significant strain of 1.3% is transferred into the film, which toggles a noticeable magnetic moment rotation of NiFe by nearly 90° in the film plane, resulting in a consequent twirling of the Néel vector of FeMn due to interfacial exchange interaction. In turn, the antiferromagnetic moment of FeMn is tailorable by tuning the exchange spring. Simultaneously, the exchange bias field is tuned significantly with a maximal variation of 350% due to the twist of the antiferromagnetic moment, which facilitates strain‐assisted magnetization reversal for developing a logic memory device. These findings provide an alternative strategy to advance the development of an AFM‐based memorizer by temperature‐driven strain engineering. 相似文献
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多光谱关联成像与传统点到点的成像方式不同,该技术是采用调制、解调的方式获取目标的图像信息。搭建了一套基于固定相位板的单次曝光多光谱关联成像系统,完成了多光谱关联成像系统中薄膜器件的研制。选择BK7玻璃作为基底材料,氧化铌(Nb2O5)和二氧化硅(SiO2)为高、低折射率材料。根据光学薄膜基础理论,结合膜系设计软件进行膜系设计和模拟分析,通过建立膜系优化评价函数,实现了0°~30°入射450~700 nm带通滤光膜的设计,并在OZZSQ900型箱式真空镀膜机上完成了该薄膜的研制。通过优化SiO2膜沉积速率,改善了薄膜表面缺陷,降低了散射损耗。对膜层的残余蒸镀进行分析,利用最小二乘法建立膜层厚度与残余蒸镀量之间拟合函数,调整监控方式,减小残余蒸镀,提高了制备过程中膜厚控制精度。采用安捷伦Cary5000分光光度计测试,在350~440 nm和710~800 nm波段透过率 T <0.5%,450~700 nm范围内,光线入射角0°~30°时平均透过率 T >98%的带通滤波器,满足系统使用要求,该研究具有重要的实际意义和工程价值。 相似文献
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采用磁控溅射方法和热加工工艺在n型Si衬底上溅射不同厚度的MgO层并制备Fe-Si薄膜层,退火后形成Fe3Si/MgO/Si多层膜结构.利用MgO缓冲层对退火时Si衬底扩散原子进行屏蔽,并分析MgO层对Fe3Si薄膜结构和电学性质的影响.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和四探针测试仪对Fe3Si薄膜的晶体结构、表面形貌、断面形貌和电阻率进行表征与分析.研究结果表明:当MgO层厚度为20 nm时生成Fe0.9Si0.1薄膜,当厚度为50,100,150和200 nm时都生成了Fe3Si薄膜,生成的Fe3Si和Fe0.9Si0.1薄膜以(110)和(211)取向为主.随MgO缓冲层厚度增加,Si衬底扩散原子对Fe3Si薄膜的影响减小,Fe3 Si薄膜的晶格常数逐渐减小,晶粒大小趋向均匀,平均电阻率呈现先增大后减小趋势.研究结果为后续基于Fe3 Si薄膜的器件设计与制备提供了参考. 相似文献
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采用磁控溅射及快速热氧化法在c-Al2O3基底制备出高质量的氧化钒薄膜。首先,分析结果表明所制备的氧化钒薄膜表面颗粒大小均匀,表面均方根粗糙度约为16.75 nm,主要成分为VO2和V2O5,V4+离子的含量为78.59%,所制备的氧化钒薄膜具有稳定的热致相变特性;其次,光诱导下薄膜的THz波调制特性研究结果显示,随着激励光功率增大,薄膜的THz透过率逐渐减小;最后,经过多次原位反复测试结果表明所制备的氧化钒薄膜具有稳定可逆的THz波调制特性,可应用于太赫兹开关和调制器等集成式太赫兹功能器件。 相似文献