稀土Nd掺杂FeCo纳米磁性薄膜的结构和磁性

利用射频磁控共溅射方法,通过改变Nd靶溅射功率,制备了一系列Ta/Ndx(FeCo)100-x/Ta纳米薄膜。研究了其结构和磁性随Nd含量和真空磁场退火温度(T)的变化关系。X射线衍射研究表明制备态的薄膜为非晶态,随着退火温度的升高,逐渐析出Fe-Co纳米晶,随T的进一步升高,FeCo纳米晶粒逐渐变大,而且在薄膜中生成了FeCoNd合金纳米晶。利用振动样品磁强计研究了纳米薄膜的静态磁性,结果表明,饱和磁化强度随着Nd含量的升高而降低。经真空磁场热处理的样品都表现出很好的面内磁各向异性,在Ta/Nd20(FeCo80)/Ta样品中获得了易轴矫顽力135.32A/m,难轴矫顽力为199A/m,各向异性场为8166.96A/m的优异静态磁性,表明在高频领域具有很好的潜在应用前景。     

磁控溅射制备氢掺杂氧化锌薄膜的掺杂性能研究

主要研究了氢掺杂氧化锌(ZnO∶H)薄膜的性能,发现随着H2流量比的变化,其主要表现为浅施主掺杂、钝化空位缺陷以及刻蚀等作用。当H2流量比较小时(R≤0.02),样品沿(002)择优向生长,这时H原子主要作为浅施主掺杂,钝化氧空位和取代锌离子,使晶胞体积变小,提高ZnO薄膜的结晶性,同时使得ZnO带尾变窄,带隙变宽;SEM图观察到薄膜表面粗糙,晶粒变大、且分布均匀;薄膜电阻率下降,主要是薄膜结晶质量提高增加了电子迁移率及浅施主掺杂提高了电子浓度。当H2流量比较大时(R≥0.04),样品XRD(002)衍射峰淬灭,晶胞体积变大,薄膜结晶度降低。从红外吸收谱可以看出,在3400～3900cm-1范围,出现一个较宽的吸收带,这属于典型的O—H键区域振动模式(LVM)吸收带。由于极性分子团羟基造成电荷不平衡,产生氧空位,提高电子浓度,使薄膜电阻率降低。同时,由于刻蚀作用使得缺陷浓度增加,带尾变宽,使得薄膜带隙变窄。     

掺杂氧化钛薄膜的制备与血液相容性研究

本文利用磁控溅射技术制备了Ta5+掺杂的TiO2 薄膜 ,并采用动态凝血时间、血小板粘附及血小板变形等方法进行了薄膜材料的血液相容性测试。结果表明 ,Ta5+掺杂的TiO2 薄膜具有良好的血液相容性 ,且在一定的掺杂量条件下具有最佳值。     

ZnO和Y掺杂ZnO薄膜磁性的研究

用基于密度泛函理论的全势线性缀加平面波方法和模拟缺陷结构的超原胞的方法,通过计算比较ZnO、Zn15Y1O16Zn16O15、Zn15O16和Zn14Y1O16五个体系的自旋极化电子态密度,分析了O空位和Zn空位两种点缺陷对Y掺杂ZnO薄膜磁性的贡献,计算结果表明,氧化锌和钇掺杂氧化锌薄膜的磁性都来源于Zn空位周围被极化的O原子。     

磁控溅射制备铁掺杂氮化铜薄膜的研究

采用反应磁控溅射法在氮气分压0.5Pa、基底温度100℃条件下,在玻璃基底上分别制备了氮化铜薄膜和铁掺杂氮化铜薄膜.XRD显示氮化铜薄膜择优(111)晶面生长,铁掺杂使氮化铜薄膜的结晶程度减弱.AFM显示铁掺杂使氮化铜薄膜粗糙度增加.铁掺杂不同程度地提高了氮化铜薄膜的沉积速率和电阻率.     

磁控溅射法制备NiZnCo铁氧体磁性薄膜的工艺研究

采用磁控溅射在硅晶基体上制备NiZnCo铁氧体磁性薄膜,研究了溅射功率对溅射(沉积)速率和微观形貌的影响规律:随着溅射功率由80W增大到150W,薄膜的沉积速率增大;薄膜却由整齐均匀分布的小颗粒状向片状结构变化,分布也不均匀,晶粒明显长大.由此确定最佳溅射功率为120 W,薄膜的微观形貌最理想,溅射(沉积)速率也很快.     

c-BN薄膜的生长机制

立方氮化硼(c-BN)薄膜因其优异的机械、电学特性而有着广泛的应用前景.本文在大量的实验研究基础上,阐明衬底温度和荷能粒子轰击的重要作用,并综合分析了其他研究者的结果,较全面地论述了c-BN薄膜沉积过程中非晶层和h-BN层的形成以及c-BN相的形核长大机制.     

溅射SmCo基永磁薄膜的结构和磁性能研究

以Sm(Co0.62Fe0.25Cu0.1Zr0.03)7.5合金为靶材,采用磁控溅射工艺在单晶Si基片上沉积了SmCo基永磁薄膜。研究了溅射工艺参数对薄膜的晶体结构、微观结构和磁性能的影响。结果表明:溅射气压和溅射功率的改变引起了永磁相变,这主要依赖于溅射工艺条件对薄膜Sm含量的影响。高的溅射压强和溅射功率都会引起薄膜晶粒的粗大化和薄膜表面的粗糙化。薄膜的晶体结构和微观结构随溅射参数的变化决定了薄膜的面内磁学行为。当溅射压强为0.3 Pa和溅射功率为5.1 W/cm2时,制备的退火态SmCo基薄膜为TbCu7单相晶体结构,其面内永磁性能良好。     

反应溅射法制备铝掺杂氧化锆薄膜及其热稳定性的研究

采用反应射频磁控溅射在Si（100）基片上制备了不同微结构的铝掺杂氧化锆薄膜．利用高分辨透射电子显微镜、X射线衍射仪和原子力显微镜研究了退火温度对铝掺杂氧化锆薄膜热学稳定性、界面稳定性和表面粗糙度的影响，探讨了铝掺杂氧化锆薄膜的，I-V特性与薄膜的微观状态之间的关系．研究结果显示：在铝掺杂氧化锆薄膜中掺入不同量的Al对薄膜的微结构有较大影响，随着薄膜中Al／Zr原子含量比的增大，薄膜微结构经历从α—ZrO2（未掺杂）到t-（Zr，Al）O2相和c-（Zr，Al）O2相（Al／Zr=1／4）再到a-（Zr，Al）O2（Al／Zr=4／5）的变化；与纯ZrO2薄膜相比，Al掺杂氧化锆（Al／Zr=4／5）薄膜的结晶化温度明显提高，薄膜热学稳定性得到改善．     

氧掺杂对磁控溅射ZAO薄膜性能的影响

通过磁控溅射氧化铝锌陶瓷靶材的方法在玻璃基片上制备ZAO薄膜,研究了不同氧掺杂量对于ZAO膜电学及光学性能的影响,使用X射线衍射仪衍射分析了薄膜相结构,使用四探针方阻仪测试薄膜的方阻,采用紫外可见分光光度计测试薄膜透过率。结果表明:在通入较低氧分量时对ZAO薄膜结晶性能及光电性能没有太大的影响,但随着氧分量的增加ZAO薄膜性能急剧下降。     

沉积温度对Gd掺杂CeO2电解质薄膜生长及电学特性的影响

采用反应射频磁控溅射技术,在非晶石英衬底上不同温度下制备了纳米多晶Gd掺杂CeO2(简称GDC)氧离子导体电解质薄膜,采用X射线衍射仪、原子力显微镜对薄膜物相、晶粒大小、生长形貌进行了表征,利用交流阻抗谱仪测试了GDC薄膜的电学性能.结果表明,GDC薄膜生长取向随沉积温度而变化:300-400℃时为强(111)织构生长,而500-600℃时薄膜趋于无规则生长;随着沉积温度的升高,薄膜的牛长形貌由同一取向的大棱形生长岛转变为密集球形小生长岛;GDC多晶薄膜的电导活化能约为1.3eV,接近于晶界电导活化能值,说明GDC交流阻抗主要源于晶界的贡献;晶界空间电荷效应导致GDC薄膜电导率随晶粒尺寸而变化,晶粒尺寸越小,电导率越大.     

射频溅射氧化锌薄膜晶体结构和电学性质

利用射频磁控溅射ZnO:Al(3wt%)陶瓷靶材制备ZAO薄膜,利用X射线衍射仪和霍尔测试仪分析了不同衬底温度和工作压强对薄膜结构和电学性能的影响.结果表明,随工作压强的降低,薄膜(002)优先取向增强,迁移率逐渐增大,当工作压强为0.2 Pa、衬底温度为200℃时,薄膜的电阻率为1.4×10-3Ω·cm.     

Cr掺杂ZnO薄膜晶体结构及光学性能的研究

采用磁控溅射法在载玻片上制备了不同Cr掺杂浓度的ZnO薄膜,并对其紫外发光性能做了初步研究.XRD结果表明,所制备的样品具有纤锌矿结构,呈c轴择优取向生长;透射谱表明,改变Cr掺杂浓度可以使ZnO薄膜的吸收边向短波方向移动,并且薄膜的禁带宽度连续可调;光致发光(PL)谱表明,所有样品的PL谱由发光中心位于370nm的紫外发光峰组成,且该峰的峰位蓝移,与吸收边缘移动的结果吻合.2.0%(原子分数,下同)的Cr掺杂可以提高ZnO的紫外发光强度,而过量的Cr掺杂反而会降低其紫外发光强度.     

沉积膜厚度对NdFeB薄膜形貌和磁性能的影响

采用直流磁控溅射法,以P型单晶硅为基体材料,通过调整溅射时间制备出不同厚度的NdFeB薄膜.然后对不同厚度的薄膜运用相关仪器进行表征,结果表明,NdFeB薄膜厚度随着溅射时间的延长呈现近似线性增加,不同溅射时间段的沉积速率近似相同.矫顽力随着薄膜的厚度和Nd含量的增加而增加,薄膜中F的含量由84.01％降至81.65％,Nd含量由10.73％升至13.10％,B含量在5.25％～5.38％范围内浮动.     

用铝丝掺杂溅射ZnO薄膜的光电性能研究

本文采用射频磁控反应溅射法于常温下在硅片和玻璃基片上制备ZnO和掺铝ZnO薄膜,将铝丝置于ZnO靶材上共同溅射来达到掺杂的效果,利用不同长度的铝丝以获得不同的掺杂量。通过X射线衍射法对薄膜进行结构分析,利用紫外-可见分光光度计获得薄膜的透过率光谱,霍尔效应仪测量薄膜的电学性能。发现所制备的样品在可见光区域透过率达到80%以上,达到了透明膜的要求;掺Al后的ZnO膜电阻率最低达到了4.25×10-4Ω·cm;结构表征发现样品的(002)晶面有明显衍射峰。基于包络线方法通过透射谱拟合计算了薄膜样品的折射率和厚度。     

MgO二次电子发射功能薄膜的制备方法

综述了具有二次电子发射功能的MgO薄膜的主要制备方法,包括电子束蒸发、磁控溅射、溶胶一凝胶、分子柬外延和脉冲激光沉积法。阐述了各种方法在制备MgO薄膜方面的优点和不足,讨论了不同的制备方法对MgO薄膜结晶取向、表面形貌等性质的影响。分析表明,利用磁控溅射法制备MgO薄膜可获得较高的二次电子发射率。     

In掺杂和退火对磁控溅射制备ZnO薄膜的结构和光电性质的影响

用射频磁控溅射技术在石英玻璃衬底上制备出ZnO和In掺杂的ZnO(ZnO∶In)薄膜,研究了In的掺杂和退火对薄膜的结构和光电性质的影响。所制备的薄膜为纤锌矿结构的ZnO相,In的掺杂有利于ZnO薄膜的c轴择优生长,并且使其表面更加致密平整,退火提高了薄膜的结晶行为,但使得薄膜的表面有部分团聚形成。由于In3+替代了Zn2+,提供了一个多余的电子,ZnO薄膜的电阻率从28.9Ω.cm降低到4.3×10-3Ω.cm。由于载流子浓度的增加和晶格尺寸的拉长,In的掺杂使得ZnO薄膜的禁带宽度增加;空气中退火后薄膜的载流子浓度降低和晶格尺寸的减小,使得禁带宽度降低。ZnO薄膜在可见光范围的透光率在90%以上,受In的掺杂和退火的影响不大。室温下用325 nm的激发光源测试了样品的光致发光(PL)谱,发现In的掺杂对薄膜的PL谱影响不大,而退火后的ZnO薄膜在446 nm处的蓝光发射明显增强,更适合于作为蓝色发光器件。     

Mn、Co掺杂SiC薄膜结构与光致发光性能研究

采用射频磁控溅射技术和复合靶材方法制备了掺Mn,掺Co和Co、Mn共掺的SiC薄膜,经高温退火后进行了光致发光(PL)谱的测量,还用X射线衍射(XRD),傅立叶变换红外光谱(FTIR),扫描电镜(SEM)等表征手段分析了薄膜的相结构和表面形貌,并与光致发光的结果进行了对比研究.结果表明,掺Mn、Co使SiC晶格发生畸变,X射线衍射峰强度下降,Si-C吸收谱变宽,Si-C键振动减弱,Si-O基团的振动增强.样品在室温条件下均呈现出强的紫光发射特性,发光峰均位于414nm(3.0eV),认为414nm处的光致发光峰对应于光激发产生的电子从导带底到Si空位浅受主能级之间的辐射跃迁,其强度取决于Si空位的浓度.     

Gd磁控溅射不锈钢薄膜生长形貌及附着性能研究

为探讨磁致冷材料Gd表面溅射保护膜后的附着性能,利用直流磁控溅射技术在Gd基体上镀不锈钢(1Cr18Ni9Ti)薄膜。采用扫描电镜(SEM)?能谱仪?扫描探针显微镜对薄膜进行了表征,并用引拉法测定了薄膜的附着强度。结果表明,不锈钢薄膜溅射初期呈岛状分布;溅射一定时间后薄膜呈层状生长,表面质量好,膜/基界面结合好,附着强度高,在功率密度为966W/cm2、溅射时间为8min时附着强度达到最大值24.7MPa。     

退火温度对氢掺杂AZO薄膜热稳定性的影响

利用直流磁控溅射方法低温沉积了氢掺杂AZO (H-AZO) 薄膜, 研究了不同退火温度下H-AZO薄膜的电学、结构和光学性能的变化。结果表明, 300℃退火时, H-AZO薄膜的电阻率和光学带隙不变。而400℃退火时, 薄膜电阻由4.7×10^-4升高到1.43×10^-3Ω·cm, 并且光学带隙减小。由于300℃退火时H-AZO薄膜的热稳定性好, 将其用作低温制备薄膜太阳电池的透明导电膜具有很好的发展潜力。