PLD方法制备CaCu3Ti4O12薄膜结构研究

采用脉冲激光沉积法(PLD)分别在LaAlO3(100)以及MgO(100)基片上,在不同的沉积温度下,制备具有体心立方类钙钛矿结构的CaCu3Ti4O12(CCTO)薄膜.在LAO基片上生长的CCTO薄膜,X射线衍射(XRD)分析表明沉积温度在680℃以上可以实现 (400)取向生长,740℃薄膜可以实现cubic-on-cubic的方式外延生长.原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)分析分别显示CCTO薄膜的表面平整,界面清晰.后位的反射高能电子衍射(RHEED)观察到CCTO薄膜的电子衍射图谱,为点状.在MgO基片上,由于薄膜与基片较大的晶格失配,通过生长具有(100)和(110)取向的LaNiO3(LNO)缓冲层,诱导后续生长的CCTO薄膜随着温度的提高,由(220)取向生长转变成(220),(400)取向生长.     

渠道火花烧蚀法制备La0.7Sr0.3MnO3薄膜

采用新型渠道火花烧蚀技术在LaAlO3(001)基片上生长了La0.7S0.3MnO3(LSMO)薄膜.X射线衍射对样品结构的分析表明,制备的LSMO薄膜具有c轴取向生长的特点,薄膜与基片间因晶格不匹配而受面内应力挤压,发生弛豫而出现两相.在室温下采用振动样品磁强计测试样品的面内方向磁滞回线,表明制备的LSMO样品具有软磁性,矫顽力Hc=13 Oe.通过标准四探针法测量了LSMO薄膜的室温薄膜电阻与外加磁场的关系,得知零场电阻率ρ(0)=19.4 mΩ·cm,室温下4800 Oe外场作用下的磁电阻变化率为2.25%,对此用双交换作用机制定性地加以了解释.     

Zn1-xCuxO薄膜的结构和光学性质

采用CS-400型射频磁控溅射仪在Si(111)和石英基底上成功的制备了Zn1-xCuxO薄膜,薄膜的晶体取向和表面形貌用X射线衍射(XRD)仪和扫描电子显微镜 (SEM)进行测量.利用紫外-可见光(UV-vis)分光光度计来测量基片为石英的Zn1-xCuxO薄膜的透射光谱.实验表明,采用射频磁控溅射制备的掺Cu氧化锌薄膜具有(002)峰的择优取向.随着Cu掺入量的增加样品成膜质量降低,禁带宽度减小,透射率下降.     

磁控溅射法制备Zn_(1-x)Co_xO薄膜的磁性能

采用磁控溅射工艺,在玻璃基片上制备了Zn1-xCoxO(x=0.02~0.15)稀磁半导体薄膜。采用X-射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)、振动样品磁强计(VSM)研究了薄膜的相结构、化学成分及价态、表面形貌和磁性能。结果表明,本实验条件下,薄膜不存在Co及Co的氧化物相,薄膜中Zn的化学价为+2,Co则以+2和+4价的形式存在;薄膜晶体结构为c轴取向生长的六方纤锌矿结构;薄膜表面平整致密。在温度为300 K时,Zn0.9Co0.1O薄膜呈铁磁效应,在M-H曲线中观测到明显的磁滞回线特征。     

直流溅射中氮气分量对氮化锆薄膜性质的影响

用直流溅射方法制备氮化锆薄膜，其晶体结构，氮原子组分以及电阻率都与溅射气氛中氮气分量有直接关系。用X射线衍射分析薄膜结构，随氮气分量由5％至30％增加，玻璃衬底上的氮化锆薄膜首先呈(111)和(200)两主要生长取向；然后(200)取向逐渐消失，只有(111)单个优化生长取向；最后，没有衍射峰出现，薄膜趋于无定型结构。     

直流溅射中氮气分量对氮化锆薄膜性质的影响

用直流溅射方法制备氮化锆薄膜,其晶体结构,氮原子组分以及电阻率都与溅射气氛中氮气分量有直接关系。用X射线衍射分析薄膜结构,随氮气分量由5％至30％增加,玻璃衬底上的氮化锗薄膜首先呈(111)和(200)两主要生长取向;然后(200)取向逐渐消失,只有(111)单个优化生长取向;最后,没有衍射峰出现,薄膜趋于无定型结构。     

钙钛矿型氧化物SrTiO3/BaTiO3多层膜的激光分子束外延生长研究

用激光分子束外延技术在SrTiO3(001)衬底上外延生长SrTiO3/BaTiO3多层膜,通过反射式高能电子衍射(RHEED)原位实时监测并结合原子力显微镜(AFM),研究了不同基片温度下所生长薄膜的表面平整度,利用X射线衍射(XRD)对外延薄膜进行了结构分析,结果表明薄膜具有二维生长模式,在基片温度为380～470℃之间生长的薄膜具有原子级光滑,并且具有完全C轴取向.同时运用X射线光电子能谱(XPS)研究了薄膜界面的互扩散,结果表明降低制备薄膜时的基片温度有利于减少互扩散.     

基于稳恒磁场环境下Sm-Fe-B GMF成膜及其性能测试与模拟

在施加不同磁场强度及方向的稳恒磁场环境中,采用离子束溅射沉积法,在玻璃衬底上制备SmFe-B超磁致伸缩薄膜(GMF)。使用LS-7010M-KC激光微位移传感器与交变梯度磁强计(AGM)分别测试薄膜悬臂梁磁偏转量与磁滞回线,以研究制备时施加稳恒磁场对薄膜磁致伸缩性能及软磁性能的影响。利用微磁学软件OOMMF,模拟研究了在外加相同实验磁场强度下,施加不同稳恒磁场强度对Sm-Fe-B薄膜磁矩分布的影响。实验研究结果表明,施加稳恒磁场下制备的薄膜样品,其饱和磁致伸缩性能明显优于无磁场环境所制备的样品;在实验条件下,薄膜样品的磁致伸缩性能随着施加稳恒磁场强度的增大而提高。模拟与实验研究结果均表明,Sm-Fe-B GMF的易磁化轴与沉积过程中所施加的稳恒磁场方向一致。在特定的悬臂梁结构应用中,薄膜沉积过程中通过改变施加不同稳恒磁场方向与其强度大小,可获得达到所需易磁化轴方向且具有较大磁偏转量的薄膜元件。     

基片倾斜角度对TbFe薄膜磁致伸缩性能的影响

采用直流磁控溅射法制备了非晶态 TbFe磁致伸缩薄膜,通过基片的倾斜安装研究了基片倾斜角度对TbFe薄膜磁致伸缩性能的影响。结果表明:随着基片倾斜角度的增大 TbFe薄膜的磁致伸缩系数增大,在外加磁场110kA·m-1下基片倾斜角度为 60°时薄膜磁致伸缩系数达到最大值 1.02×10-4,并且随着基片倾斜角度的增大 TbFe薄膜的易磁化方向由垂直膜面方向逐渐转向平行膜面方向。这是由于倾斜基片溅射形成的倾斜的薄膜柱状微结构产生的形状各向异性引起的。     

〈533〉轴向取向稀土超磁致伸缩合金棒的制备与性能EI北大核心

利用非自耗真空电弧熔炼炉,通过恰当控制熔炼温度和热流方向,成功生长了具有〈533〉轴向取向的多晶稀土-铁系超磁致伸缩合金棒材。对其磁致伸缩性能测试结果表明,所制备的棒材具有较高的磁致伸缩应变,在0MPa压应力、400 kA.m-1的磁场下,其轴向饱和磁致伸缩系数λ//达1045×10-6,饱和磁致伸缩系数λS为856×10-6。X射线衍射结果表明,该材料在轴向主要有(533)强衍射峰,同时还具有(311),(110)等弱峰;径向则有(110),(220),(311),(511)等衍射峰,但各峰强度均很弱,证明该方向上的取向性不如轴向。另外,本实验还对超磁致伸缩材料的磁滞回线进行了测试分析。