薄膜微观结构的计算机模拟

本文用蒙特卡罗的方法，针对基片温度，吸附粒子的迁移运动，基片与源之间的距离等因素，在计算机上对薄膜生长进行仿真模拟，同时研究了各种因素对粒子沉积成膜的影响，并对膜层的微观结构特性进行了分析和讨论。     

脉冲激光沉积制备Ge纳米薄膜的研究

利用脉冲激光沉积(PLD)技术,在Ar环境下于Si基片上制备出Ge纳米薄膜.用X射线衍射(XRD)仪和原子力显微镜(AFM)观测了薄膜的微观结构和形貌,分析了它们随激光能量密度和衬底温度的变化情况.结果表明:Ge薄膜在室温下即可以结晶,其平均品粒尺寸随脉冲激光能量密度的增大而增大.当脉冲激光能量密度为0.94 J/cm2时,所制备的薄膜由约13 nm的颗粒组成;当脉冲激光能量密度增大为1.31 J/cm2时,颗粒的平均尺寸增大为56 nm,凡薄膜表面变得比较均匀.此外,当衬底温度从室温升到450℃过程中,晶粒平均尺寸随温度升高而增大.在实验基础上,对薄膜的生长机理进行了分析.     

脉冲激光轰击固体表面产生的等离子体的实验研究

本文对Nd:YAG脉冲激光在大气中轰击块状YBaCuO超导材料产生的等离子体进行了研究。首先,用光纤采集等离子体的辐射,由一台OSA接收并识别。然后利用光纤及单色仪跟踪发光粒子,得到了粒子的发光强度随垂直靶面距离的变化。测得了各种发光粒子在不同位置处的发光强度-飞行时间波形,并对实验结果进行了分析。     

高密度存储脉冲激光沉积硫化物薄膜

1　引言用于频域激光数据存储的光谱烧孔技术在小型存储器件领域具有很好的潜在应用前景。由于掺稀土的碱土金属硫化物是一种潜在的高效频域存储材料 ,我们详细研究了这种材料的光谱特性。对基于光存储应用的光谱烧孔来说 ,两种不同价态的 Eu离子 Eu2 +和 Eu3+作为掺杂物被引入 Mg S和 Ca S宿主材料。不需任何电荷补偿 ,两价 Eu2 +就可以取代 Mg2 +和 Ca2 +。Eu3+也会占据一个取代位置 ,但这需要晶格中心的 S2 -和 Mg2 +离子进行长程调整以补偿电荷。光谱烧孔通过从Eu2 +到 Eu3+的电子转移来实现光谱烧孔过程包括以下几步 :一个光子激…     

电泳沉积法制备CuO薄膜的微观结构分析

在经清洗后的硅(111)衬底上,分别采用电泳过程中氧化制备CuO薄膜和电泳制备Cu膜后退火氧化制备CuO薄膜。用XRD和SEM对薄膜样品进行了组分、表面形貌等微观结构的分析,发现两种方法制备的CuO薄膜的组分基本一致,但形貌完全不同,前者是由非常均匀的CuO小颗粒(200nm)相连而成团簇状,后者是由一些大小均匀的半径约为200nm的CuO小颗粒和气孔相互交融紧密连接而成的条状或块状。电泳过程中氧化制备的CuO薄膜结晶质量较好。     

微观结构对PZT薄膜反应离子刻蚀的影响

随着锫钛酸铅（PZT）薄膜在铁电微器件中的广泛应用，薄膜微图形化和刻蚀的研究也日益受到重视。研究表明在薄膜的刻蚀过程中，薄膜表面的微观结构和等离子体都对刻蚀有很大的影响。该文研究了具有不同微观结构的薄膜的反应离子刻蚀特性。分别用X-射线衍射图、原子力间力显微镜和X-射线光电子能谱对薄膜表面的微观结构、形貌及刻蚀特性进行测量。结果表明，随着薄膜最终热处理温度升高，薄膜表面越来越致密，刻蚀速率也随之降低。当薄膜处于无定形态结构时薄膜的刻蚀速率较高，最高可达13m／min。     

氧分压对脉冲激光沉积SrTiO_3薄膜性质的影响

采用脉冲激光沉积(PLD)法在不同氧分压下于LaAlO3(100)基片上成功制备了SrTiO3(STO)薄膜。通过测试,表征了薄膜的微观结构、表面形貌和光学特性。研究表明,对于利用PLD法制备STO薄膜,氧分压是重要的工艺参数。随着氧分压的降低,薄膜的结晶性变好,并发生由立方晶系到四方晶系的形变;氧分压升高,薄膜晶粒尺寸变大、数目变少,薄膜的厚度减小。薄膜在400~2500 nm的可见光和红外波段呈现较低的光学吸收。在5,10和15 Pa氧压下制备的STO薄膜的能隙宽度分别约为3.84,4.13和4.05 eV。这为STO薄膜进一步的制备与分析提供了良好的实验数据支持。     

制备工艺对氧化钒薄膜微观结构的影响

为了研究制备工艺对氧化钒薄膜微观结构的影响,采用X射线衍射和扫描电镜,对用sol-gel法制作的、不同热处理条件下的硅基氧化钒薄膜之结构及形貌进行了分析。结果表明,470℃下制作出的有种子层薄膜无裂纹、致密性好、晶粒尺寸分布均匀,在此温度下热处理4 h得到的有种子层氧化钒薄膜V2O5相最纯,衍射峰最强,而提高热处理温度会导致晶向杂乱,V2O5相的衍射峰强度降低,使得VO2相增多。     

离子注入对金属纳米薄膜微观结构的影响

由于软的金属 ,如 :Ｐｂ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ａｕ等具有低的剪切强度 ,被广泛用于减摩涂层材料[1] 。大量的研究表明 ,要获得好的摩擦学性质的涂层 ,仅考虑金属材料的剪切强度是不够的 ,涂层与底材的粘着强度、涂层的厚度、涂层表面的粗糙度以及实验条件对涂层摩擦学性能都有很大的影响[2 ] 。离子注入技术可在低温下通过非平衡态键合作用实现薄膜与基底界面间的原子级混合 ,甚至可在无相互反应和互不相溶的物质之间也能完成这种过程 ,因此通过离子注入技术改善金属纳米薄膜的机械性能的研究受到人们的重视[3 ,4] 。本文报道了用原子…     

放电等离子体烧结镍的形变组织研究

利用放电等离子体烧结(SPS)技术制备了粗晶(13μm)和细晶(2μm)两种镍样品.EBSD分析表明,两种烧结样都没有织构,且它们的晶粒都为完全再结晶组织.对此烧结样进行单轴压缩,研究晶粒尺寸对形变中微观组织演变的影响.在样品坐标系中,用每个像素点相对于平均取向的旋转轴来构图,结果显示在一些大晶粒中有扩展的平直界面.滑...     

放电等离子体烧结镍的形变组织研究(英文)

利用放电等离子体烧结(SPS)技术制备了粗晶(13μm)和细晶(2μm)两种镍样品。EBSD分析表明,两种烧结样都没有织构,且它们的晶粒都为完全再结晶组织。对此烧结样进行单轴压缩,研究晶粒尺寸对形变中微观组织演变的影响。在样品坐标系中,用每个像素点相对于平均取向的旋转轴来构图,结果显示在一些大晶粒中有扩展的平直界面。滑移迹线和Schmid因子分析表明,这些界面平行于{111}迹线的晶粒,其取向与前人研究的有相同微观组织的大晶粒取向相同。对于SPS烧结的粗晶样和细晶样,几乎每个晶粒内部都发生了一定程度的晶粒分裂。     

脉冲激光沉积TiN/AlN多层膜的微结构与力学性能

采用脉冲激光沉积(LPA)法,在单晶Si表面制备了调制周期为50nm的不同调制比的TiN/AlN多层膜,并研究了调制比对多层膜微结构和力学性能的影响。扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)显示,薄膜的调制比在1～4之间。并且小调制比下薄膜表面的岛密度小,岛面积过大,分布不均匀,相邻岛之间的起伏较大。X射线衍射(XRD)结果表明,小调制比下,AlN相为明显的(002)择优取向,TiN相主要以(200)、(220)形式存在;调制比增大后,AlN相的择优取向减弱,同时伴随着薄膜晶粒的细化及硬度增强,这一研究结果说明,调制比对多层膜的性质有一定的影响,大调制比会导致Al元素在界面处聚集,并与TiN进行合金化后的形成TiAlN结构,进而对薄膜的硬度产生影响。     

基于电感耦合氧等离子体金刚石膜表面修饰的功率优化

采用电感耦合等离子体（ICP）氧等离子体刻蚀金刚石膜,探寻金刚石膜表面处理的方法。通过分析不同ICP射频源功率和不同偏压源功率下的刻蚀速率,研究了金刚石膜刻蚀的机理作用;通过拉曼光谱进行表征,分析刻蚀前后sp2与sp3的含量。结果表明,在ICP氧等离子体刻蚀的过程中,sp3键部分转化为sp2键;刻蚀后表面粗糙度降低;当...     

脉冲激光沉积羟基磷灰石薄膜的研究现状

羟基磷灰石(HA)具有优良的生物相容性,被用作植入体涂层材料广泛应用于整形外科、神经外科和牙科方面,利用脉冲激光沉积(PLD)技术制备的HA薄膜具有高的结晶度和结合强度,受到人们的关注。综述了PLD技术制备HA薄膜的研究现状,系统地阐述了沉积过程中工艺参数对薄膜性质的影响,包括靶材的性质、气氛、衬底温度、激光波长和能量密度、缓冲膜等,分析了薄膜的力学特性和生物活性,展望了该项技术的应用前景。     

脉冲激光沉积制备TiN/AlN多层薄膜及其工艺研究

本文采用脉冲激光沉积（PLD）法,在单晶硅试样表面上沉积制备了TiN/AlN多层硬质薄膜;研究了激光能量、靶衬距离和基体温度等工艺参数对薄膜性能的影响。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和显微硬度仪方法研究了薄膜的性能。结果表明：薄膜由TiN和立方AlN细晶和无定型的非晶TiN、AlN组成,薄膜的调制周期尺寸均在λ=（50-200）nm范围内,多层结构界面清晰;当多层薄膜调制周期在100nm以下时,薄膜的显微硬度明显高于TiN和AlN的混合硬度值。     

56J灯抽运高能脉冲Nd:YAG固体激光器

为了研制一台灯抽运单级输出高能高重频脉冲Nd:YAG固体激光器,采用理论分析影响激光器高能输出的主要参数,理论模拟输出功率与输入功率及反射率的关系,以及通过实验细节提高激光器效率等有效措施,研制出一台脉宽0.1ms~10ms可调,频率1Hz~1kHz可调的灯抽运脉冲Nd:YAG激光器。该激光器在总注入电功率12kW时,输出最大单脉冲能量56J,最大平均功率500W;光束参数乘积为16.5mm·mrad;总体电光转换效率4.2%;输出功率稳定性±2%。实验结果表明,采用的理论分析及实验模拟与实验结果基本吻合,获得了高能激光输出。     

喷射CVD法制备金刚石厚膜及其内应力分析

采用直流电弧等离子体喷射CVD法制备出金刚石薄膜,利用扫描电子显微镜(SEM)、Raman光谱及X射线衍射(XRD)等研究基底温度对金刚石厚膜生长特性及内应力的影响。结果表明:950℃基底温度生长的金刚石厚膜结晶性能较好,纯度较高;而850℃和1050℃生长的金刚石厚膜表面呈现大量的孪晶缺陷,结晶度较低,同时出现较多的非金刚石碳,纯度较低。随着基底温度的增加,(111)晶面和(311)晶面的衍射峰强度逐渐增强,(220)晶面的衍射峰强度逐渐降低。850℃和950℃基底温度生长的金刚石厚膜的宏观应力和微观应力都呈现出拉应力,1050℃基底温度生长的金刚石厚膜的宏观应力和微观应力都呈现出压应力。     

Abnormal grain growth in copper films during magnetically enhanced plasma processing

The kinetics of grain growth in thin copper films during magnetically enhanced (ME) plasma processing is monitored. Transmission electron microscopy (TEM) results suggest microstructural evolution characteristic of abnormal grain growth in these films. The kinetics of abnormal grain growth appears to depend on gas pressure in the reactor.