Al／Al2O3复合材料界面应力场的LACBED研究

界面是影响复合材料性能的重要内容,对复合材料界面的研究一直受到广泛的重视。本文介绍我们利用大角度会聚束电子衍射(LACBED)研究Al基Al_2O_3颗粒增强复合材料界面应力场的初步结果。图1是这种复合材料的明场象,其中不规则形状的是增强体γ-Al_2O_3颗粒。图2是从Al基体中得到的靠近[013]带轴的LACBED花样,其中箭头所指阴影部分是图1中箭头指出的γ-Al_2O_3颗粒的阴影象。图2可以看出γ-Al_2O_3颗粒界面附近的HOLZ线发生明显的弯曲和分裂并变得模糊,这表明界面处Al基体中存在着应力场。应力场的进一步研究可以通过LACBED花样的动力学模拟得到。     

ZrO2／Al2O3复合材料相变及界面

一、引言 ZrO_2/Al_2O_3复合材料,因具有优良的力学和热力学性能,近年来受到普遍重视。在该复合材料中ZrO_2以二种方式存在,一是ZrO_2存在于Al_2O_3晶粒间,另一是ZrO_2呈球状形式嵌在Al_2O_3晶粒内。对处于Al_2O_3晶粒内ZrO_2曾研究了其在基体产生的应力分布和用高分辨电镜作了界面观察。虽然对于以Y_2O_3稳定的四方相ZrO_2(Y-TZP)已经明确指出ZrO_2中存在成核相变过程,但对于ZrO_2/Al_2O_3复合材料而言,其中晶粒内ZrO_2虽大多以四方相形式存在,并对周围基体产生应力,而对于晶粒内四方相ZrO_2在应力作用下成核和相变过程及晶粒内ZrO_2与基体Al_2O_3之间界面反应情况尚未见明确报导。本文对15～75vol％ZrO_2/Al_2O_3复合材料经1500℃-1650℃不同温度下热压而成材料中ZrO_2成核相变及其界面进行了研究。二、实验与材料制备     

Ca4Al6SO16孪晶的高分辨电镜观察

Ca_4Al_6SO_(16)(简称C_4A_3S)是一种具有广泛应用前景的建筑材料。实验观察的样品系采用分析纯试剂CaO,Al_2O_3和CaSO_4,按分子比CaO:Al_2O_3:CaSO_4=3:3:1配料,生料混匀,加压成型,置于铂金坩锅中,在硅钼炉中煅烧,烧结温度为1380℃。 C_4A_3S属立方晶系,单胞参数为a=9.19A,z=2,空间群为I_(43m)。它的原子排列方式与佛青类化合物相同,即铝氧四面体组成结构基型。沿晶胞的体对角线方向钙原子无序地占据两8c位置,可形成多种超结构。电子衍射(图1)表明在C_4A_3S基体中可按体心立点阵的规律形成孪晶结构。在对应的高分辨像(图2)中显示出该孪晶界面平行于[112]方向,由此可确定这是[112]旋转孪晶。依据所提出的C_4A_3S     

NH3等离子体钝化对Al2O3/SiGe界面的影响

研究了不同条件的非原位NH_3等离子体钝化对Al_2O_3/SiGe/Si结构界面组分的影响。在p型Si(100)衬底上外延一层30 nm厚的应变Si_0.7Ge_0.3,采用双层Al_2O_3结构,第一层1 nm厚的Al_2O_3薄膜为保护层,之后使用非原位NH_3等离子体分别在300和400℃下对Al_2O_3/SiGe界面进行不同时间和功率的钝化处理,形成硅氮化物(SiN_xO_y)和锗氮化物(GeN_xO_y)的界面层。通过X射线光电子能谱(XPS)分析表面的物质成分,结果表明NH_3等离子体钝化在界面处存在选择性氮化,更倾向于与Si结合从而抑制Ge形成高价态,这种选择性会随着时间的增加、功率的增高和温度的升高变得更加明显。     

Al2O3陶瓷和Al2O3微粉

叙述了氧化铝瓷的重要性和氧化铝微粉的组成、性能和应用，指出了陶瓷质量和一次晶粒的关系。     

(Al2O3)f/Al复合材料疲劳损伤模式的SEM研究

通过扫描电子显微镜(SEM)对(Al2O3)f／Al复合材料的疲劳断口和纵截面组织结构进行了观察，研究了复合材料的疲劳损伤模式。研究结果表明：该复合材料兼有钛基和树脂基纤维复合材料疲劳损伤的特点，高应力下由单个裂纹的起源和生长导致复合材料的失效；低应力下，疲劳损伤模式包括纤维劈裂、众多基体裂纹和单个基体裂纹的横向扩展，其中纤维劈裂是主控机制。其更高的疲劳极限可归因于低应力下纤维的纵向劈裂。     

Fe/Al2O3/Fe隧道结的微结构HREM研究

1975年Julliere[1]在Fe/Ge/Co中第一次发现4.2K,14%的磁电阻效应(TMR).此后人们对隧道结进行了广泛研究,比如Ni/NiO/Ni,Ni/NiO/Co和Ni/Al2O3/Co等.     

原子分辨率晶体结构的高分辨电子显微学研究

本文以GaP[111]孪晶界面高分辨电子显微像为例，将解卷处理和动力学散射效应校正相结合的技术应用于晶体界面处显微像的研究。椭圆窗口作为一种新的手段用于含有面缺陷晶体的傅里叶滤波和衍射振幅校正。所用GaP[111]高分辨像的模拟参数对应于200kV场发射高分辨电子显微镜。经过图像处理之后，不同样品厚度的模拟像均转变成结构像，其中原子柱均显示在正确的位置上。对GaP进行解卷处理的临界厚度做了详细的讨论。     

Preparation and characterization of thin films of MgO,Al2O3 and MgAl2O4 by atomic layer deposition

MgO, Al₂O₃ and MgAl₂O₄ thin films were deposited on silicon substrates at various temperatures by the atomic layer deposition (ALD) method using bis(cyclopentadienyl)magnesium, triethylaluminum, and H₂O and were characterized systematically. High-quality polycrystalline MgO films were deposited for a substrate temperature above 500°C, and amorphous thin films were deposited around 400°C. The deposited Al₂O₃ and MgAl₂O₄ thin films were characterized as amorphous in structure. Applicability of ALD to complex oxides is discussed.     

利用二次谐波产生研究Al2O3/Al(111)表面的动力学变化

主要介绍了当激光入射到单晶金属Al2O3／Al(111)表面时将发生二次谐波产生(SHG)现象的实验装置和实验方法,利用该装置可以研究SHG和从Al2O3／Al(111)表面反射的SHG在空间各向异性的变化情况,从而可以探测Al2O3／Al(111)表面结构对称性。实验中发现,当脉冲激光功率在2×106 W／cm2-9．6×106W／cm2范围内变化时,没有检测到SHG信号的各向异性变化;当使用P-极化泵浦激光时,发现Al2O3／Al(111)样品绕法线旋转360度时,P-极化的SHG信号在空间三个方向上呈现最大值相等;当使用脉冲强度为12×100 W／cm2的1064 nm P-极化泵浦激光时, Al2O3／Al(111)表面被损坏,损坏后的表面其SHG信号并不呈现对称的各向异性变化,当使用脉冲强度为11×106W／cm2的1064 nm P-极化泵浦激光时产生表面退火现象,从退火表面所产生的反射532 nm P-极化SHG信号中发现,SHG信号呈现衰减的各向异性成分。     

ZrSiO4/Al2O3/SiO2混合粉体的反应烧结研究

以ZrSiO4/Al2O3/SiO2混合粉体为原料,采用反应烧结工艺,通过添加SiO2与"过量"的Al2O3反应,制备了"富"莫来石的ZrO2/莫来石复相陶瓷材料.添加的无定形SiO2在烧结过程中结晶形成中间产物方石英.方石英的形成和莫来石化反应是阻碍致密化的主要因素.结果表明,该体系的反应烧结坯体的致密化是困难的,抑制SiO2晶化,减小莫来石化体积膨胀带来的不利影响是获得致密烧结体的关键.     

SEM-EDS研究NiMo/Al2O3催化剂失活机理

收集了炼油厂失活的加氢精制镍钼催化剂,用扫描电子显微镜观察反应前后样品的形貌变化及微区成分分析,对催化剂不同部位的组成进行剖析。结果表明：催化剂外层沉积了大量磷、铁、硫及少量钾和钙等物质,这些呈鱼鳞状的物质覆盖了催化剂上的镍钼活性中心,并覆盖了催化剂外表面,使吸附的沥青质无法与活性中心接触,从而导致催化剂失活。从催化剂外层向内层,磷的含量迅速下降,而铁、钙和钾等元素主要分布在催化剂的外表面,硫以硫酸根和硫化物的形式存在。热处理和水洗方式不能恢复催化剂活性中心,但通过热处理可除去积炭,水洗方式可除掉部分硫酸根     

Al passivation effect at the HfO2/GaAs interface: A first-principles study

III–V semiconductor interfacing with high-k dielectrics is critical for the high mobility metal oxide semiconductor field transistor (MOSFET) device. In this work, we utilize first-principles method to explore the electronic structures of the interface GaAs/HfO₂ with the presence of Al interfacial defects. The simulation results indicate that Al substitutions & interstitials tend to increase the thermal stability of the interface. Meanwhile, this substitution removes the lower-half gap states of GaAs, partially passivating the interface and consequently suppressing the gap states. Also, we find that the band offset displays a dependence on the point defects of Al replacements of interfacial Hf and Ga.     

钙铝硼硅玻璃/氧化铝复合材料性能研究

通过高温熔融法制备的CaO-Al2O3-B2O3-SiO2玻璃粉末与α-Al2O3粉末按照质量分数50:50混合,烧结制备了钙铝硼硅玻璃/氧化铝系低温共烧陶瓷材料,研究了烧结温度对复合材料的物相组成、微观结构、力学性能及介电性能的影响.结果表明,875℃烧结制备的复合材料性能最佳,抗弯强度为164 MPa,介电常数为7.8,介电损耗为0.001 3,热膨胀系数为5.7×10-6/℃,具有良好的综合性能,可用作低温共烧陶瓷基板材料.     

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…     

Memory characteristics of Al2O3/La2O3/Al2O3 multi-layer films with various blocking and tunnel oxide thicknesses

In order to investigate charge trap characteristics with various thicknesses of blocking and tunnel oxide for application to non-volatile memory devices, we fabricated 5 and 15 nm Al₂O₃/5 nm La₂O₃/5 nm Al₂O₃ and 15 nm Al₂O₃/5 nm La₂O₃/5, 7.5, and 10 nm Al₂O₃ multi-stack films, respectively. The optimized structure was 15 nm Al₂O₃ blocking oxide/5 nm La₂O₃ trap layer/5 nm Al₂O₃ tunnel oxide film. The maximum memory window of this film of about 1.12 V was observed at 11 V for 10 ms in program mode and at ?13 V for 100 ms in erase mode. At these program/erase conditions, the threshold voltage of the 15 nm Al₂O₃/5 nm La₂O₃/5 nm Al₂O₃ film did not change for up to about 10⁴ cycles. Although the value of the memory window in this structure was not large, it is thought that a memory window of 1.12 V is acceptable in the flash memory devices due to a recently improved sense amplifier.