BaxSr1-xTiO3前驱多层膜制备及后热处理条件的优化

用Ar^~+离子束多靶溅射沉积技术在单晶硅Si(100)上顺序沉积了TiO₂、BaCO₃、SrCO₃叠层,并经后期低温扩散和高温晶化两步热处理过程制备了Ba_xSr_1-xTiO₃薄膜。用俄歇扫描电子能谱(AES)对其低温扩散效应(温度、时效、沉积顺序)进行了研究。实验结果表明:在低温段长时间保温或在中温段短时间保温都有利于各沉积组元充分扩散,扩散均匀的混合膜层经高温晶化(900℃)能形成多晶Ba_xSr_1-xTiO₃薄膜。     

紫外激光脉冲沉积法制备高温超导（Bi,Pb）2Sr2CaCu2O8薄膜的研究

用紫外脉冲激光沉积技术在单晶衬底上制备高温超导(Bi,Pb)2Sr2CaCu2O8薄膜,系统研究了不同镀膜参数对薄膜结晶质量的影响,获得了优化的镀膜工艺。并在较低温沉积、高温退火,以及高温沉积两种工艺下均获得了具有c轴取向、无杂相及无挥发(分解)的(Bi,Pb)2Sr2CaCu2O8薄膜。相比于高温沉积,低温沉积、高温退火制备的薄膜结晶质量更好。     

射频磁控溅射 Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜表层的XPS研究

用射频磁控溅射在Pt／Ti／SiO2／Si基体上沉积Ba0．6Sr0．4TiO3（BST）薄膜，用X射线光电子能谱（XPS）研究BST薄膜表层在常规晶化和快速晶化条件下的结构特征．结果表明，常规晶化时，BST薄膜表层约3-5nm厚度内含有非钙钛矿结构的BST，随着温度的升高该厚度增加；快速晶化时，该厚度减薄至1nm内，随着温度的升高没有明显增加．元素的化学态分析结果表明，非钙钛矿结构的BST并非来自薄膜表面吸附的CO和CO2等污染物，而与表面吸附的其他元素（如吸附氧）对表层结构的影响有关．GXRD和AFM表明，致密的表面结构能有效的阻止表面吸附元素在BST膜体中的扩散，从而减薄含非钙钛矿结构层的厚度．     

W-Cu薄膜沉积初期亚稳态固溶体形成机制

采用直流双靶磁控溅射共沉积的方法制备了W含量为75%(原子分数)的W-Cu薄膜,并通过EDS、XRD、SEM、TEM等对W-Cu薄膜沉积初期的微观形貌及组织结构进行了表征和分析。结果表明,沉积初期,随着沉积时间延长,W-Cu薄膜有逐渐晶化的趋势,并形成了W(Cu)基亚稳态固溶体,且Cu在W中的固溶度逐渐增加。沉积10s时薄膜呈长程无序、短程有序的非晶态,局部有由于靶材粒子扩散不充分而形成的小于5nm的W、Cu纳米晶;20s时局部纳米晶消失但晶化程度升高;30s时晶化显著。沉积初期W-Cu薄膜随沉积时间延长逐渐晶化的原因是沉积过程中高能量的原子或原子团与已沉积的原子碰撞,传递能量,促进原子进一步扩散,克服了薄膜的晶化形成能,从而形成了亚稳态的W(Cu)固溶体。     

SiCl4/H2为气源低温沉积多晶硅薄膜低温电学特性的研究

对用SiCl4/H2为源气体、采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术制备的多晶硅薄膜进行了低温电学特性的研究.实验结果表明,多晶硅薄膜的暗电导强烈依赖于温度,在300～90K的温度范围内呈现不同的导电特性.对多晶硅薄膜,其导电特性还与晶化率有关,晶化率越大电导率越大.测量数据表明,低晶化率薄膜电输运主要由电子热发射跃过势垒所贡献,但对于高晶化率的薄膜要同时考虑电子隧穿对电导的影响.     

SiO2层上沉积的纳米多晶硅薄膜及其特性

采用低压化学气相沉积(LPCVD)系统以高纯SiH4为气源,在p型10.16 cm<100>晶向单晶硅衬底SiO2层上制备纳米多晶硅薄膜,薄膜沉积温度为620℃,沉积薄膜厚度分别为30 nm、63 nm和98 nm.对不同薄膜厚度的纳米多晶硅薄膜分别在700℃、800℃和900℃下进行高温真空退火.通过X射线衍射(XRD)、Raman光谱、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对SiO2层上沉积的纳米多晶硅薄膜进行特性测试和表征,随着薄膜厚度的增加,沉积态薄膜结晶显著增强,择优取向为<111>晶向.通过HP4145B型半导体参数分析仪对沉积态掺硼纳米多晶硅薄膜电阻I-V特性测试发现,随着薄膜厚度的增加,薄膜电阻率减小,载流子迁移率增大.     

电沉积制备CIS太阳能电池吸收层材料

在Cu衬底上用电沉积的方法沉积金属In,再通过硒蒸气硒化处理成功制备了CuInSe2薄膜.用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)对制备的薄膜进行相组成、微观结构、表面形貌等分析,研究了制备工艺条件对薄膜性能的影响.结果表明:电沉积的In在低温热处理阶段与衬底Cu扩散形成Cu-In合金预制层,预制层在硒化阶段生成CuInSe2,合金中过量Cu生成CuSe表面层,未反应的In转变为Cu16In9,形成Cu衬底/Cu16In9/ CuInse2/CuSe结构.     

a-Si∶H/Al/a-Si∶H三层复合膜的低温晶化研究

采用真空热蒸发与PECVD方法 ,在特殊设计的“单反应室双沉积法”薄膜沉积设备中沉积a Si∶H/Al/a Si∶H三层复合薄膜 ,并利用XRD ,XPS及SEM等方法对薄膜在不同温度退火后的晶化行为进行了研究。结果表明 ,随着热处理过程的进行 ,金属Al逐步向表面扩散 ,在金属Al锈导下a Si∶H层出现晶化的温度不高于 2 5 0℃。在Al层厚度低于 2 2nm时 ,a Si∶H向晶态硅转变的量随着Al层厚度的增加而增加 ,而当Al层厚度大于 2 2nm后 ,a Si∶H向晶态硅转变的量与Al层厚度无关     

TiO2/SiO2薄膜中的相界扩散及晶化行为研究

本文研究了溶胶一凝胶法制备TiO2／SiO2复合薄膜的晶化行为以及复合薄膜与过渡层的相界扩散采用X-ray衍射分析了50TiO2／50SiO2薄膜中TiO2的析晶特征，研究表明，随热处理温度的升高，薄膜的结构由非晶转变为在SiO2玻璃网络中析出的锐钛矿相，再到锐钛矿和金红石二相共存，最后转变为金红石相，并伴随有磷石英和方石英的析出，且其晶粒尺寸也在逐渐增大．AES分析给出了过渡层的气孔率对复合膜中Ti的扩散能力的影响以及复合膜与过渡层之间碳的分布．SEM及EDS进一步揭示了薄膜表面存在亚微米不均匀区域，在此区域中碳的含量较高．在氧气中，提高热处理温度，可以降低碳的含量.     

透明BaO·B_2O_3玻璃陶瓷的表面形貌、结构特征及光学性能

以BaCO3、H3BO3为原料，经高温熔触及控制热处理，获得了BaO·B2O3透明玻璃陶瓷.利用XRD、SEM等手段研究了该材料的结构特征及表面形貌．结果表明，在玻璃表面得到了含有单一β-BaB2O4（BBO）晶相结构的析晶薄膜层，薄膜表面均匀，单股厚度约2μm，晶粒平均尺寸约0．2μm，且微晶粒沿a轴方向优先生长；析晶优先从玻璃表面开始向内部进行，形成晶化层—玻璃—晶化层的三元“夹心”结构．该玻璃陶瓷具有良好的光学性能，在1．064μm调QNd:YAG强激光作用下观察到了样品倍频信号的产生（SHG）．     

Te掺杂对SryCo4Sb12-xTex化合物热电性能的影响

采用熔融法结合SPS烧结技术合成了Sr_yCo₄Sb_12-xTe_x化合物, 并探讨了Te掺杂对化合物热电性能的影响. 采用XRD及EPMA确定了相组成及化学成分, 并测试了材料的高温热电性能. 实验结果表明, 虽然Te掺杂降低了Sr在CoSb₃中的填充量, 但是与具有相近Sr填充量的基体相比, Te掺杂提高了材料的载流子浓度和电导率, 同时也提高了塞贝克系数; Te掺杂由于引入了电子-声子散射, 进一步降低了材料的晶格热导率, 并且随着Te掺杂量的增加, 晶格热导率的降低幅度提高; 对x=0.05的样品Sr_0.18Co₄Sb_11.95Te_0.05, 在850K时, 材料的最大ZT值接近1.0, 与具有相近填充量的基体材料相比, ZT值提高了35％.     

V5+取代对 Mg4(SbNb1-xVx)O9陶瓷介电性能的影响

研究了不同V⁵⁺含量Mg₄(SbNb_1-xV_x)O₉[MSNV, 0.05≤ x≤0.3]系陶瓷的烧结特性、微观结构和微波介电性能. 结果表明: 一定量V⁵⁺取代能够明显降低该陶瓷的烧结温度. 在所有组成范围内, XRD显示了单一刚玉型结构. 随V⁵⁺含量的增加, 样品的介电常数ε和品质因数Q·f先增大后减小, 样品的谐振频率温度系数τ_f逐渐减小, 这是由于V⁵⁺的取代使得B位键价增强所致. 在x=0.15, 1250℃烧结, 可获得ε_r=9.98, Q·f=20248GHz (8GHz), τ_f=-23.3×10-6·K^-1的新型微波介质陶瓷.     

CoxR1-xAl2O4(R=Zn,Mg)钴蓝颜料反射性能的研究

采用化学共沉淀法成功地制备出适用于彩电显象管内荧光体着色的ＣｏｘＲ１－ｘＡＩ２Ｏ４）Ｒ＝Ｚｎ,Ｍｇ,ｘ＝０．８～１．０）钴蓝颜料,４５０ｎｍ波长处反射率最大提高１８．２％,６００ｎｍ处反射率最大了和低５％,通过对该颜料反射率的影响因素,如掺杂离子类型、掺杂浓度和Ｃｏ＾２＋浓度的探讨,结论如下,Ｚｎ＾２、Ｍｇ＾２＋改变钴蓝颜料反射性能的作用机理为晶格畸变引起Ｃｏ＾２＋３ｄ轨道是 级分裂程度的变化,对     

Nd:Y3Sc1.5Al3.5O12透明陶瓷的光谱性能以及激光输出

采用燃烧法制备了Nd:YSAG粉体, 经过成型、素烧, 最终在氢气气氛中烧结制备了Nd:YSAG透明陶瓷. 测试结果表明, Nd:YSAG透明陶瓷具有荧光谱线较宽, 荧光寿命较长的特点. 激光实验得到的激光输出, 斜率效率为23.6%, 输出功率为0.36W, 输出激光的谱线分布较宽.     

水热合成Zn1-xCrxO稀磁半导体晶体

采用水热法, 以3mol/L NaOH作为矿化剂, 在260℃下, 保温28h进行Cr合金化(x=0.10, 0.15, 0.20, 0.25), 合成Zn_1-xCr_xO稀磁半导体晶体. 研究了Cr合金化对水热合成Zn_1-xCr_xO稀磁半导体粉体结构和性能的影响. XRD测试表明, Cr元素进入到ZnO的晶格内, 实现了Cr的合金化, 晶粒尺寸分别为46.5、46.1、50.6和48.9nm. 从FE-SEM可以观察到, x>0.2时, 晶体的形貌从短柱状转变为长柱状. 通过UV/Vis测试可以观察到Cr离子的吸收, ZnO的禁带宽度依次降低为3.17、3.18、3.19和3.23eV. VSM测试表明, 所制备的Zn_1-xCr_xO纳米晶体在室温下均表现出弱顺磁性.     

Nd:GdxY1-xCa4O(BO3)3晶体的生长及其光谱性能研究

利用熔体提拉法生长了大尺寸,高质量的新型激光自倍频晶体Nd:GdxY1-x(Ca4O(BO3)3(简称Nd:GdYCOB),对Nd:GdYCOB晶体的XRD衍射图进行指标化,得到它的晶胞参数为a=8.080A;b=16.016A;c=3.538A,β＝101．18,μ＝491．1A3,对取自不同部位的晶体粉末进行ICP原子发射光 分析表明晶体整体组份均匀一致,根据熔体和晶体粉末的ICP数据计算,Nd:GdYCOB晶体中Nd3 的分凝系数为0．63,首次报道了Nd:GdYCOB晶体200－3000nm室温透过光谱和室温荧光光谱及荧光寿命,室温透过光谱表明Nd:GdYCOB晶体的紫外吸收边在－220nm,具有很宽的透光波段（－220－2700nm);Nd:GdYCOB晶体在800nm附近存在很强的吸收,适合于LD泵汪,为光光谱表明Nd:GdYCOB晶体是一种很有潜力的RGB（red,green,blue)激光自倍频晶体,掺杂4％,5％ Nd:GdYCOB晶体的荧光寿命分别为105us和100us。     

工艺参数对a-CNx膜沉积的影响

研究了基本工艺参数对磁控溅射制备无定形氮化碳薄膜沉积的影响。实验结果表明,Ｎ２流量的增加提高了膜的沉积速率,同时提高了膜中氮含量,溅射功率的提高增加了沉积速率。偏压对硬质膜的制备是一关键的工艺参数,它不仅使薄膜致密、表面光滑、而且还可以提高膜中的Ｎ含量。     

Na1/2Bi1/2TiO3-BaTiO3系陶瓷压电性及弛豫相变研究

系统研究了（１－ｘ）Ｎａ１／２Ｂｉ１／２ＴｉＯ３－ｘＢａＴｉＯ３（ｘ＝０．０２、０．０４、０．０６、０．０８、０．１０）无铅压电陶瓷系统的相界、材料压电性能、驰豫特性及相变。这个系统的陶瓷材料具有Ｋｔ／Ｋｐ较大,频率常数比较高等特点,Ｘ－ｒａｙ衍射结构分析发现此系统的相界在０．０４〈ｘ〈０．０６之间;材料的一些主要性能在相界附近达到极值。利用介电系数－温度曲线,并结合热激电流曲线对此系统的驰豫性进     

锂离子电池阴极材料LiMxMn2-xO4的合成方法研究

尖晶石LiMxMn2-xO4是最有希望替代LiCoO2的新一代锂离子电池阴极材料。本文对其晶体结构进行了详细的描述;综合评述了近年来各种制备LiMxMn2-xO4的方法,包括高温固相反应、微波烧结法、固相配位反应等“固相合成法”以及Pechini法、溶胶-凝胶法、微乳化等“软化学合成法”。并对各方法的优缺点进行了分析对比。其中“固相配位反应法”是本文作者的创新方法,既保持了高温固相反应法操作简便、易于工业化生产的的优点,同时也具有煅烧温度低、煅烧时间短、产品形貌较好、粒度相对较小、而且化学计量可控等优点。因此,该法具有十分巨大的潜在应用价值。     

RuO2·xH2O/AC复合电极及混合型超级电容器的性能研究

用Sol-Gel法制备RuO2·xH2O,并进一步制备了RuO2·xH2O/活性碳复合电极.针对超级电容器单元工作电压低的问题,研制了一种混合型超级电容器.该电容器是由金属钽阳极、Ta2O5阳极电介质、38wt%的硫酸电解质溶液和RuO2·xH2O/AC阴极组成.组装的超级电容器样品的参数为50V、2.1mF,储能密度为1.48J/cm3.实验结果表明,该电容器具有较高的储能密度和良好的阻抗特性,可以满足脉冲功率技术的要求.