类三明治结构C/Co/C纳米颗粒膜微结构和磁特性的研究

在室温下,用对靶磁控溅射法制备了系列类三明治结构C/Co/C颗粒膜.C靶和Co靶分别采用射频溅射和直流对靶溅射模式,并且随后进行了原位退火.用振动样品磁强计(VSM)和扫描探针显微镜(SPM)系统研究了C/Co/C颗粒膜的微结构和磁特性与磁性层厚度、非磁性层厚度、退火温度的关系.X射线衍射(XRD)图样显示出退火400℃的样品具有很好的六角密堆积结构.扫描探针显微镜图样和δM曲线说明Co纳米颗粒嵌在非晶质的C母基内.振动样品磁强计测量表明磁矩很好的排列在膜面内,随着磁性层Co层厚度的增加,矫顽力(Hc)先增大然后减小.在Co层厚度为20nm,C层厚度为30nm,退火温度400℃时,矫顽力达到最大值,剩磁比(S)接近于1.     

SmCo/FeCo/SmCo三层膜中的剩磁增强效应

系统地研究了磁控溅射制备的Sm22Co78/Fe65Co35/Sm22Co78三层膜系统中，当软磁相的体积分数一定时，矫顽力和剩磁比随FeCo软磁层厚度（d)的变化，所有样品的磁滞回线均为单一硬磁相特征：说明FeCo软磁层与SmCo硬磁层之间的交换相互作用，使两相很好地复合在一起。当软磁相的体积分数为15％，20％，30％的情况下，矫顽力随d的变化都出现峰值，而剩磁比则单调增加，当体积分数为50％时，矫顽力随d的增加滑有峰值，但剩磁比还是单调增加，随着软磁体积分数的增加，矫顽力峰值及峰值位置都是单调减少。     

纳米Fe-ZnSe颗粒膜的光学特性

研究了射频溅射法制备的纳米"铁磁金属一半导体基体"Fex(ZnSe)1-x颗粒膜的光学特性.透射光谱测量结果表明,当Fe体积分数为35%时,颗粒膜样品的可见光透过率达到50%以上.研究发现,在ZnSe薄膜基体中嵌入纳米铁颗粒的Fe-ZnSe颗粒膜中,电子的带间跃迁为直接跃迁,其带隙随着Fe在颗粒膜中所占体积分数的增加而变宽.     

Cu覆盖层对CoCrPt颗粒膜的微结构和磁特性的影响

在室温下,应用对靶磁控溅射设备制备了系列Cu(x nm)/CoCrPt(40nm)/Cu(20nm)三明治结构的纳米颗粒膜,随后进行了原位退火.实验发现Cu覆盖层的厚度(x)对颗粒膜的微结构和磁特性有很大影响.样品垂直方向的矫顽力在x=11nm时达到最大,为138kA/m,平行于膜面方向的矫顽力基本上与x的变化无关,且所有的样品都显示出很强的垂直各向异性.退火后的CoCrPt薄膜呈六角密堆积(HCP)结构,AFM和MFM测量显示在x=11nm时,颗粒的平均粒径和磁畴尺寸均为最小.开关场分布(SFD)的测量表明,退火有效地减弱了颗粒间的交换耦合作用.     

纳米晶铜膜的原位拉伸研究

用磁控溅射在醋酸纤维基片上获得纳米晶（２０～３０ｎｍ）铜膜，在透射电镜下原位拉伸的结果表明，在加载裂尖前存在由局部塑性变形引起的减薄带，微孔洞在减薄带中形核。导致主裂纹扩展的孔洞长大和连接过程也与局部塑性变形有关。     

Cu/Zr纳米多层膜微结构与力学性能

本文利用直流磁控溅射方法在石英玻璃基片上制备一系列自支撑Cu/Zr纳米多层膜,使用箱式电炉对多层膜进行退火处理,利用显微硬度计,X射线衍射仪、扫描探针显微镜表征了多层膜的力学性能与微观结构,研究了不同工艺参数对纳米多层膜性能的影响.研究结果表明:当Cu调制层厚从42 nm增加至140nm时,多层膜显微硬度从4.9 GPa逐渐降低至4.0 GPa;当Zr调制层厚从3.2 nm增加至4.8 nm时,显微硬度值从6.51 GPa降低至5.64 GPa,硬度值降低13.4%,而从4.8 nm增至8 nm时,显微硬度值变化不大(约5.7 GPa);合适的温度退火时,多层膜微观缺陷消失,表面形貌更均匀,显微硬度增加.利用Chu和Barnett提出的硬度增强理论模型对Cu/Zr纳米多层膜表现出的超硬现象进行了理论分析和解释.     

SnO_2纳米颗粒的制备及其发光性能

用大分子网络凝胶法合成了氧化锡(SnO2)纳米颗粒。X射线衍射(XRD)结果表明,合成的SnO2纳米颗粒具有四方金红石结构,不含任何杂质相。扫描电镜(SEM)观察发现,制得的SnO2纳米颗粒形貌规整、呈类菱形。荧光光谱结果表明,在326 nm波长的光激发下,其荧光光谱由四个主发射带组成,其峰值分别位于379,417,450,470 nm。用230 nm波长的光激发,得到一个740 nm的荧光发射峰。基于实验结果,探讨了纳米SnO2的形成机理和发光机制。     

直流磁控溅射铝纳米颗粒膜的微结构及电学特性

采用直流磁控溅射法,以高纯铝(99.99%)为靶材,高纯氩气(99.999%)为起辉气体,在经机械抛光的单晶Si衬底上制备铝纳米颗粒薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、光学薄膜测厚仪、扫描电子显微镜(SEM)和四探针测试仪分别测试了铝纳米颗粒薄膜的晶相结构、薄膜厚度、表面形貌及电阻率。XRD衍射图谱表明此薄膜为面心立方的多晶结构,择优取向为Al(111)晶面。随溅射功率由30 W增至300 W,铝纳米颗粒薄膜的沉积速率由3.03 nm/min增加至20.03 nm/min;而随溅射压强由1 Pa增加至3 Pa,沉积速率由2.95 nm/min降低到1.66 nm/min。在溅射功率为150 W,溅射压强为1.0 Pa条件下制备的样品具有良好的晶粒分布。随溅射功率从80 W增大到160 W,样品电阻率由4.0×10-7Ω·m逐渐减小到1.9×10-7Ω·m;而随溅射压强从1 Pa增至3 Pa,样品电阻率由1.9×10-7Ω·m增加到7.1×10-7Ω·m。     

真空退火Co/Pt多层膜的结构、磁及磁光特性分析

本文用直流磁控溅射方法制备了Co／Pt多层膜,并对其进行了较为细致的真空退火处理,结果表明,适度的低温退火可增加Co／Pt多层膜的矫顽力,而并不削弱其磁滞克尔回线的矩形特征．当退火温度达到300℃以后,Co／Pt多层膜的矫顽力、垂直各向异性和克尔角将强烈下降,晶体结构的改善及应力的释放、晶粒的增长、层间原子扩散引起的Co层有效厚度减薄,进而居里温度的下降,分别是Co／Pt多层膜在低温、中温、高温退火过程中,磁及磁光性能变化的主要机制．     

FeCo-SiO2纳米颗粒膜的高频软磁特性

采用磁控共溅射法制备了系列(Fe65CO35)x,(SiO2)1-x,纳米磁性颗粒膜,并研究了其微结构和微波特性.结果表明,样品在x=0.5～0.7的宽成分范围内表现出良好的软磁特性,Hc最大不超过4Oe,电阻率高达103μΩ·cm.样品同时具有良好的高频磁特性,磁谱的共振频率高迭2.4GHz,可用于抗电磁干扰和微波吸收材料.HRTEM分析表明,Fe65Co35纳米颗粒均匀地镶嵌在绝缘的SiO2介质中.由于Fe65Co35合金具有较长的交换长度,因此有利于加强磁性颗粒之间的交换耦合作用,使样品获得优良的软磁特性.更高体积分数的样品中颗粒之间的相互作用减弱,可能是因为未被平均掉的磁晶各向异性.     

多组分掺杂ZnO陶瓷薄膜的射频磁控溅射法制备及表征

采用传统陶瓷烧结工艺,制备了直径为50mm,厚度为3 mm的Bi2O3、Sb2O3、CO2O3、Cr2O3、MnO2掺杂的ZnO陶瓷靶,采用所制备的ZnO陶瓷靶和射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上成功制备出了ZnO陶瓷薄膜,并研究了溅射功率和退火温度对ZnO陶瓷薄膜的微观结构和表面形貌的影响.结果表明:随着溅射功率...     

钴掺杂TiO2纳米管阵列薄膜的制备及其光催化还原性能

用磁控溅射法在ITO玻璃基底上制备Ti-Co合金薄膜,对其阳极氧化处理制备出钴掺杂TiO₂纳米管阵列薄膜,研究了钴掺杂对纳米管阵列薄膜的形貌、结构、吸收光谱以及光催化还原性能的影响。结果表明：钴掺杂TiO₂纳米管阵列薄膜为锐钛矿相,管状阵列的管径均一、排列规整。钴掺杂使薄膜形成(001)择优取向。随着钴掺杂量的提高,薄膜吸收可见光的能力提高。钴含量(原子分数)为0.19%的薄膜光催化性能最优,可见光照150 min后对Cr(VI)的还原率可达98.4%。     

磁控溅射制备SiC薄膜的高温热稳定性

采用磁控溅射方法在Si基底上制备SiC薄膜,研究了SiC薄膜经不同温度和气氛条件高温退火前后结构、成份的变化.结果表明,薄膜主要以非晶为主,由Si-C键,C-C键和少量Si的氧化物杂质组成;在真空条件下经高温退火后,薄膜C-C键的含量减少,而Si-C键的含量增加,真空退火有利于SiC的形成;在800℃空气中退火后,薄膜表面生成一层致密的SiO2薄层,阻止了氧气与薄膜内部深层的接触,有效保护了内部的SiC.在空气条件下,SiC薄膜在800℃具有较好的热稳定性.     

高度(002)择优取向Li+掺杂ZnO薄膜的制备和性能

制备了不同摩尔浓度Li 掺杂ZnO-Li0.022陶瓷靶、并用RF射频磁控溅射工艺在Si(100)基片上制备ZnO薄膜,研究了溅射温度、氧分压和溅射功率等对ZnO薄膜微结构、表面形貌和择优取向的影响.结果表明:Li 的最佳掺杂量(摩尔分数)为2.2%,RF溅射的最佳基片温度Ts小于300 ℃,氩氧气氛体积比为Ar:O2=20:5,溅射功率50～60 W;制备出的ZnO薄膜高度c轴(002)择优取向、均匀、致密,其绝缘电阻率ρ为4.12×108 Ω·cm,满足研制声表面波器件(SAW)的要求.     

非平衡磁控溅射类金刚石碳膜的性能

用非平衡磁控溅射的方法在室温下制备了光滑、均匀、致密的类金刚石(DLC)薄膜,分析和研究了DLC膜的形貌、结构和摩擦特性.结果表明,靶工作电流对DLC膜的沉积有重要的影响.随着工作电流的增大,薄膜的沉积速率增大,薄膜中sp3键的含量增加.薄膜的摩擦系数随着工作电流的增加略有增大,在摩擦的初始阶段,摩擦系数较高,随着摩擦循环次数的增加,摩擦系数逐渐减小,并逐渐趋于稳定.     

五氧化二钽薄膜的I—V特性

采用直流脉冲反应磁控溅射方法制备了高介电常数五氧化二钽(Ta_2O_5)薄膜。利用Ta/Ta_2O_5/Ta的MIM电容结构分析了Ta_2O_5的电学性能,研究了上电极面积对I-V特性的影响、I-V曲线的对称性和零点偏移以及薄膜缺陷和基底粗糙度对MIM电学性能的影响。结果表明,随着上电极面积增大,电容的漏电流密度增大,击穿场强减小。氧化钽薄膜中缺陷的存在和粗糙度增大容易引起漏电流增大,击穿强度降低。当上电极直径为1mm时,MIM电容的性能最佳:击穿强度为2.22MV/cm,漏电流密度低于1×10~(-8)A/cm~2。     

反应溅射TiO2-xNx膜的可见光吸收性能

用中频交流反应磁控溅射方法制备了N掺杂的TiO2薄膜.利用光电子能谱(XPS)对薄膜的成分进行了分析,并研究了薄膜的可见光吸收性能.结果表明:反应气体中N2的质量分数是影响薄膜中Ti-N键的主要因素;在N2气氛中380℃退火有利于提高N掺杂的含量;厚度的增加使薄膜的吸收性能在紫外到可见光区都有提高;含N量为1.5%的TiO2-xNx薄膜吸收限由TiO2薄膜的387nm红移至441nm.     

Nb-Zn-Sn-O非晶薄膜的生长与性能

采用射频磁控溅射技术,成功制备出能用作薄膜晶体管(TFT)沟道层的非晶态Nb-ZnSn-O(NZTO)薄膜。研究了溅射压强、退火处理对NZTO薄膜的材料结构、电学和光学性能的影响,并在溅射功率为120W、溅射压强为0.6Pa且在400℃温度下退火2h后,制备出了电子迁移率达5.5cm2v-1s-1、载流子浓度在1017以下且可见光透射率为80%以上的薄膜。     

溅射工艺条件对TbFeCo/Pt薄膜磁性能的影响

采用射频磁控溅射法在玻璃基片上成功制得了TbFeCo/Pt非晶垂直磁化膜,系统研究了溅射工艺参数对TbFeCo薄膜磁性能的影响.振动样品磁强计测量结果表明:Tb含量在补偿成分点附近,采用较低的溅射氩气压与Pt底层,有利于提高TbFeCo薄膜的磁性能;当Tb含量为0.24,溅射功率为300W,溅射气压为0.53Pa,薄膜厚度为140nm时,TbFeCo/Pt薄膜矫顽力达到476kA/m,饱和磁化强度为151kA/m,剩磁矩形比超过0.8,该薄膜有望用作高密度光磁混合记录介质.