非晶态TeO2/36°Y-X LiTaO3 SAW基板

研究了非晶态TeO2/36°Y-X LiTaO3层状结构的延迟温度系数(TCD),并计算了该结构中声表面波(SAW)的其他重要特性,如声波模式和机电耦合系数(k2).非晶态TeO2薄膜作为一种新型具有负温度系数的材料,当将其沉积于具有正温度系数的36°Y-X LiTaO3上时,在膜厚仅为传统SiO2薄膜的1/3情况下就可实现零延迟温度系数.另外,该结构中被利用的1阶Love波模式很纯,没有和其他模式明显的耦合,而且其k2高达8.61%.故此结构是一种具有广泛应用前景的新型复合SAW应用材料.     

基于PVA/ST-90°X石英的Love波湿度传感器的实验研究

报道了覆盖聚合物敏感膜的Love波传感器的湿度检测性能。该传感器采用在ST-90°X石英基底上旋涂聚乙烯醇(PVA)膜作为波导层兼吸湿层,测量了密闭空间中相对湿度从9%增加到88%时器件的工作频率及损耗。实验表明,频率偏移和损耗增量均由吸附后质量负载所产生,其变化规律遵循第III类等温吸附曲线。     

声子晶体对ZnO/41°YX LiNbO3结构Love波器件性能的影响

利用三维有限元法(3D FEM)分析了Ni柱型声子晶体对(110)ZnO/41°YX LiNbO3结构Love波器件声学特性(包括相速度、机电耦合系数和质量灵敏度等)的影响。结果表明，Ni柱的引入对所激发Love波性能的影响较大，Love波1阶模式阈值提前(激发1阶模式Love波所需的导波层厚度减小到0.05)，机电耦合系数提高了约8%。同时，Ni 柱/(110)ZnO/41°YX LiNbO3结构Love波器件的质量灵敏度也得到改善，其Love波0阶和1阶模式的质量灵敏度较无Ni柱结构Love波器件分别提高了3倍和4倍。该研究结果为利用声子晶体结构实现高频声表面波器件的研制及其应用领域的拓宽提供了理论依据。     

LiNbO_3/SiO_2/Si薄膜的蓝光发射

采用射频磁控溅射方法制备了LiNbO3/SiO2／Si薄膜。通过X射线衍射（XRD）、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）和傅立叶变换红外吸收光谱（FT-IR）对薄膜的物相、晶体取向和成分进行了表征。采用荧光分光光度计研究了LiNbO3／SiO2／Si薄膜的光致发光。研究结果表明：在280nm激发光的激发下,LiNbO3／SiO2／Si薄膜在室温下发射470nm的蓝光,来源于LiNbO3薄膜与SiO2层界面处白捕获激子的辐射复合,发现在SiO2／Si薄膜上生长LiNbO3薄膜调制SiO2／Si薄膜的发光机制。     

液相检测的Love波传感器的制作与研究

在分析Love波传感器液相质量检测机理的基础上,设计并制作了以36°YXLiTaO3为基底,交联处理的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为波导层的Love波器件。器件的中心频率为118 MHz,插损为-16 dB。通过建立电镀实验模型,实时的检测了在液相中吸附于阴极薄膜上铜的质量,并测试到传感器的灵敏度为-0.387 cm2/g。分析了灵敏度实验值与理论值的差别,进一步提出了改进方案与措施。     

基于128°YX-LiNbO3压电材料的DMS滤波器设计

设计了一种基于128°YX-LiNbO₃压电材料的双模耦合声表面波(DMS)滤波器。采用耦合模(COM)模型进行理论分析,得到DMS滤波器的二维器件模型,再采用COMSOL进行二维器件仿真分析,得到单级DMS滤波器。为了消除该DMS滤波器在其低端近阻带附近出现的肩峰,该文提出将DMS滤波器表面覆盖一层SiO₂薄膜,形成温度补偿结构,从而解决低端近阻带附近的肩峰。结果表明,设计的DMS滤波器的中心频率为891.0 MHz,最小插入损耗为-1.29 dB,1 dB带宽为34.0 MHz,相对带宽为3.8%,矩形系数为2.94,带外抑制约为-20 dB。     

恒压应力下超薄Si_3N_4/SiO_2叠层栅介质与SiO_2栅介质寿命比较

以等效氧化层厚度(EOT)同为2.1nm的纯SiO2栅介质和Si3N4/SiO2叠层栅介质为例,给出了恒定电压应力下超薄栅介质寿命预测的一般方法,并在此基础上比较了纯SiO2栅介质和Si3N4/SiO2叠层栅介质在恒压应力下的寿命.结果表明,Si3N4/SiO2叠层栅介质比同样EOT的纯SiO2栅介质有更长的寿命,这说明Si3N4/SiO2叠层栅介质有更高的可靠性.     

声表面波飞机结冰传感器灵敏度及实验研究

声表面波飞机结冰传感器有望用于飞机结冰预测,其通过Love波的激发和在导波层中的传播变化,来敏感导波层表面冰的厚度及状态变化,而导波层的厚度对声表面波结冰传感器灵敏度具有重要影响.在学者Zimmermann的理论基础上,根据声表面波结冰传感器实际结构,计算得到导波层厚度对灵敏度影响的特性.通过对SiO2导波层及ST90°石英晶体压电材料进行实例计算,得其厚度在9.6 μm处灵敏度最高,并通过实验对0.004 2 m厚的冰层进行实验,得到冰层中Love波的传播速度,与理论计算吻合.     

LiNbO3/SiO2/Si薄膜的蓝光发射

采用射频磁控溅射方法制备了LiNbO3/SiO2/Si薄膜.通过X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和傅立叶变换红外吸收光谱(FT-IR)对薄膜的物相、晶体取向和成分进行了表征.采用荧光分光光度计研究了LiNbO3/SiO2/Si薄膜的光致发光.研究结果表明:在280 nm激发光的激发下,LiNbO3/SiO2/Si薄膜在室温下发射470 nm的蓝光,来源于LiNbO3薄膜与SiO2层界面处自捕获激子的辐射复合,发现在SiO2/Si薄膜上生长LiNbO3薄膜调制SiO2/Si薄膜的发光机制.     

基于36°Y-X钽酸锂的扇形声表滤波器设计与研究

该文提出了基于钽酸锂漏波材料设计的扇形声表滤波器。钽酸锂在36°Y-X切向时，其机电耦合系数(ΔV/V)为2.4%、频率温度系数(TCF)为-32×10^-6/℃。36°Y-X钽酸锂具有较强的压电耦合性和适中的温度稳定性，用它设计相对带宽5%～10%的滤波器可以实现较小的插入损耗和适中的温度稳定性，器件实测结果与仿真相符。     

基于磁控溅射的Love波器件ZnO波导层制备研究

以ZnO为靶材,采用射频磁控溅射技术,在制备有叉指换能器(IDT)的LiNbO3衬底上制备了具有ZnO波导层的Love器件。在制备过程中,溅射室真空度为4.0×10-4 Pa,溅射气压为5.4Pa,溅射时间为400min,溅射温度150℃。使用X线衍射仪对ZnO波导层的晶向和微观结构进行分析,并用网络分析仪对以ZnO为波导层的Love波器件进行响应特性分析。测试结果表明,制备的ZnO波导层具有高度(002)择优取向,平均晶粒尺寸为50.99nm,内应力较小。以该ZnO为波导层的Love器件的中心频率为101.764MHz,插入损耗为-21.2dB,具有较好的响应特性。     

γ-Fe_2O_3气体传感器稳定性的研究

在370～650℃温度下,γ-Fe_2O_3会不可逆地相变为α-Fe_2O_3。本文讨论了影响γ-Fe_2O_3稳定性的主要因素,提出了相应的解决方法。     

非晶态TeO2／36°Y-X LiTaO3 SAW基板

研究了非晶态TeO2／36°Y-X LiTaO3 层状结构的延迟温度系数（TCD）,并计算了该结构中声表面波（SAW）的其他重要特性,如声波模式和机电耦合系数（K2）。非晶态TeO2薄膜作为一种新型具有负温度系数的材料,当将其沉积于具有正温度系数的36°Y-X LiTaO3上时,在膜厚仅为传统SiO2薄膜的1／3情况下就可实现零延迟温度系数。另外,该结构中被利用的1阶Love波模式很纯,没有和其他模式明显的耦合,而且其k2高达8．61％。故此结构是一种具有广泛应用前景的新型复合SAW应用材料。     

TiO_2掺杂量对PTFE/SiO_2复合材料性能的影响

采用新型化学工艺,制备了SiO2与TiO2共同填充的PTFE复合材料,系统研究了TiO2掺杂量对所制复合材料显微结构、微波介电性能和热膨胀系数的影响。结果表明,复合材料的密度、介电常数和热膨胀系数都随着掺杂量的增大而增加,吸水率随着掺杂量的增大而减小,介电损耗随着掺杂量的增大先减小后增大。当TiO2掺杂量为质量分数7%时,PTFE很好地包覆在SiO2表面,复合材料结构致密,具有与铜箔较为匹配的线膨胀系数(17.76×10–6/℃),且介电性能优良(εr=2.94,tanδ=0.000 82)。     

双层SiO2薄膜对ZnO/Si结构瑞利波器件性能的改善

利用3D有限元法分析了SiO2薄膜对ZnO/IDT/Si结构中瑞利波特性的影响,包括相速度(vp)、机电耦合系数(k2)和频率温度系数(τf)。结果表明,当hZ/λ=0.44时,ZnO/IDT/Si结构激发的瑞利波的机电耦合系数最大值k2max=2.38%,且vp=3 016 m/s,τf= -32.94×10-6 ℃-1。引入底层SiO2薄膜,即ZnO/IDT/SiO2/Si结构,瑞利波的机电耦合系数大幅提高,当hZ/λ=0.44,hsb/λ=0.25时,k2max=3.41%,且vp=2 801 m/s,τf=-11.43×10-6 ℃-1。继续引入顶层SiO2薄膜,即SiO2/ZnO/IDT/SiO2/Si结构,瑞利波相速度得到提高,但机电耦合系数随着SiO2厚度的增加而减小。当hZ/λ=0.44,hsb/λ=0.25,hst/λ=0.25时,k2=2.61%,vp=3 036 m/s,τf=18.44×10-6 ℃-1。双层SiO2薄膜的引入提高了ZnO/IDT/Si结构瑞利波器件的相速度、机电耦合系数,实现了温度补偿,因此,该结构可用于高机电耦合系数、高温度稳定性及低成本SAW器件的研制。     

石英SiO_2改性Al_2O_3陶瓷性能研究

以高纯石英SiO2、氧化铝粉末为原料,采用传统固相反应法在1 580℃空气中烧结得到了致密的Al2O3封装陶瓷。研究了不同石英SiO2/Al2O3配比对Al2O3陶瓷的热学性能、力学性能及介电性能的影响。研究结果表明,当石英SiO2的质量分数为3.5%时,在1 580℃烧结温度下保温3h所得样品综合性能最佳。陶瓷试样密度为3.85g/cm3,抗弯强度达到517 MPa,热膨胀系数为6.6×10-6(300℃),介电常数为9.4。     

CdSe/SiO_2异质复杂纳米结构的可控制备

复杂纳米结构至今依然是材料领域研究的前沿。采用简单的气相合成法,通过反应温度选择和初始反应物配方设计,实现了复杂形貌CdSe/SiO2异质纳米结构的可控制备,在直径为100nm左右的一维纳米棒端部成功嫁接了直径约400nm的碗状SiO2纳米空心球。通过XRD,FESEM,HRTEM,EDS和SAED等手段分析试样的形貌、成分和晶体学特征。XRD测试表明,生成产物是CdSe和SiO2的复合材料;EDS分析进一步确认一维纳米棒和碗状空心球的化学成分分别为CdSe和SiO2;HRTEM和SAED测试表明,CdSe纳米棒是沿[0002]方向生长的单晶结构,SiO2纳米空心球为非晶结构。这种新奇的异质纳米结构可以作为未来纳米靶向药物的载体材料。     

射频磁控共溅射高温NH_3退火制备CuO/SiO_2复合薄膜的微观结构

采用射频磁控共溅射法在硅衬底上沉积Cu/SiO2复合薄膜,然后在NH3保护下高温退火,再于空气中自然冷却氧化,形成XuO结构,对其微观结构进行分析.随着退火温度的升高,CuO由单斜晶相逐渐转变为立方晶相,CuO薄膜结晶质量提高.样品于900℃和1100℃退火后,形成有序散落的微米级颗粒,前者由粒状团簇组成,颗粒表面比较粗糙,后者由片融状小颗粒融合而成,颗粒表面比较光滑.     

Au/SiO_2纳米复合薄膜的结构表征及光致发光特性

采用磁控溅射和退火技术制备出Au/SiO2纳米复合薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)对上述纳米复合薄膜进行了结构表征。实验结果表明,纳米复合薄膜的表面上均匀分布着直径在100～300nm的金纳米颗粒。金纳米颗粒的大小随着退火时间的增加而增大。用荧光光谱仪(PL)对薄膜的光致发光特性进行了研究。结果表明,在激发波长为325nm时,分别在525nm和560nm处出现两个发光峰;在激发波长为250nm时,在325nm处出现发光峰,这一发光峰可能与非晶SiO2的结构缺陷有关。