Bi4Ti3O12层状铁电薄膜的结构与性能研究

采用脉冲激光沉积法(pulsed laser deposition,PLD),通过改变气氛氧压、衬底温度等工艺参数,在商业化的Pt/TiO2/SiO2/Si衬底上制备了Bi4Ti3O12(BIT)系列薄膜.利用X射线衍射(XRD)表征了薄膜的结构特征;并采用RT2000进行铁电性能参数的测量,以此研究了工艺参数对薄膜结构和铁电性能的影响规律.分析结果表明,调整工艺参数能有效改善BIT薄膜的a轴取向度:气氛氧压越大、衬底温度越高,则薄膜的a轴取向度越高,剩余极化值也就越大.通过上述试验结果得到,在Pt/TiO2/SiO2/Si衬底上制备BIT薄膜的优化条件为氧分压35Pa、衬底温度700℃.在此优化条件下制备的BIT薄膜为a轴择优取向,剩余极化值达到7μC/cm2.     

GaN基底上集成介电薄膜材料的生长方法研究

将以极化为特征、具有丰富功能特性的介电氧化物材料通过外延薄膜的方式,在半导体GaN上制备介电氧化物/GaN集成薄膜,其多功能一体化与界面耦合效应可推动电子系统单片集成化的进一步发展。然而,由于2类材料物理、化学性质的巨大差异,在GaN上生长介电薄膜会出现严重的相容性生长问题。采用激光分子束外延技术(LMBE),通过弹性应变的TiO2的缓冲层来减小晶格失配度,降低介电薄膜生长温度,控制界面应变释放而产生的失配位错,提高了介电薄膜外延质量;通过低温外延生长MgO阻挡层,形成稳定的氧化物/GaN界面,阻挡后续高温生长产生的扩散反应;最终采用TiO2/MgO组合缓冲层控制介电/GaN集成薄膜生长取向、界面扩散,降低集成薄膜的界面态密度,保护GaN半导体材料的性能。所建立的界面可控的相容性生长方法,为相关集成器件的研发提供了一条可行的新途径。     

集成电子薄膜材料研究进展

首先分析了当前我国电子信息产业的现状,特别是电子材料与元器件行业的状况,结合国际上电子信息技术的发展趋势,阐述了研究集成电子材料的重要意义.文章结合作者的工作主要介绍了介电/GaN集成电子薄膜生长控制与性能研究情况,采用TiO2(诱导层)/MgO(阻挡层)组合缓冲层的方法控制介电/GaN集成薄膜生长取向、界面扩散,保护GaN基半导体材料的性能,降低介电/GaN集成薄膜界面态密度,建立界面可控的相容性生长方法.通过集成结构的设计与加工,研制出介电增强型GaN HEMT器件、高耐压GaN功率器件原型以及一体化集成的微波电容、变容管、压控振荡器、混频器等新型元器件.     

双面高温超导带材研究进展

介绍了采用反应溅射法制备双面Y<,2>O<,3>双面种子层长带材,通过引入水汽使Y原子在RABiTS基带上氧化成膜,同时有效的避免了基带的氧化.通过对工艺参数的优化,成功制备了高质量的Y<,2>O<,3>种子层,其面内面外半高宽仅为3.8°和1.4°,大大改善了金属基带的双轴织构特性,同时薄膜表面粗糙度仅为2.8nm.在制备的高质量种子层上采用溅射方法外延生长YSZ阻挡层和CeO<,2>模板层,薄膜表面光滑,并具有良好的均匀性和双面一致性.用双倒简靶溅射法制备YBCO超导层,采用旋转结合轴向自动进退,改善了薄膜受热不均的现象,获得了高质量的双面高温超导带材.其中短样双面临界电流Ⅰ<,c>之和超过了400 A/cm-w,同时成功制备了长度超过1米,Ⅰ<,c>>210 A/cm-W的双面高温超导带材.     

基于光纤的磁光克尔回线测试仪研究

快速准确地测量磁光材料的磁光克尔特性是磁光型记录材料研究的关键之一。提出了一种基于保偏光纤传输偏振光并进行小角度磁光克尔旋转角测量的方法 ,通过信号处理过程中的实时除法运算 ,有效地解决了光源光强不稳定性对测量结果的影响 ,具有光路调节快速方便 ,测试稳定可靠 ,可以在线自动测试的特点。     

生长温度对激光分子束外延A1N薄膜的影响

采用激光分子束外延法在Al2O3基片上制备AlN薄膜。用反射高能电子衍射、X射线衍射和原子力显微镜研究沉积温度对薄膜微结构的影响,通过光致发光谱和透射光谱对六方AlN薄膜的光学性能进行研究。结果表明：沉积温度为450℃时,沉积的AlN薄膜为非晶态;沉积温度为650℃时,在Al2O3基片上得到c轴单一取向的的六方AlN薄膜,且AlN和Al2O3之间的外延匹配关系为AlN[1210]//Al2O3[1100],AlN[1100]//Al2O3[1210]和AlN（0001）//Al2O3（0001）,这种面内相对旋转30°,可以减小AlN薄膜与Al2O3基片之间的晶格失配度和界面能。此外,650℃沉积的AlN的透射率达到85%,禁带宽度为5.6 eV。沉积温度升高到750℃时,AlN薄膜的透射率和光学能隙变小     

大面积双面外延YBCO超导薄膜研制

本文通过倒筒式直流对靶溅射(ICP)方法,在3英寸范围内LaAlO₃和蓝宝石(Al₂O₃)单晶基片上成功实现了两面同时沉积YBCO(YBa₂Cu₃Oy)高温超导外延薄膜,其T_C0=88~91K,J_C=1~5×10⁶A/cm²,R_S(77K,145GHz)=20~40mΩ,双面薄膜的两面一致性和面内均匀性都非常良好,可以满足微波器件研制的要求.     

脉冲激光沉积制备立方AlN薄膜的研究

采用脉冲激光沉积(PLD)方法,在SrTiO3(100)衬底上在650℃、10Pa N2条件下成功制备了立方结构的AlN薄膜.高能电子衍射(RHEED)及X射线衍射(XRD)分析表明立方AlN和SrTiO3的外延关系为AlN[100]∥SrTiO3[100]和AlN(200)∥SrTiO3(100).其AlN(200)衍射峰的摇摆曲线半高宽(FWHM)为0.44°,说明薄膜结晶性能良好.原子力显微镜(AFM)表明外延的立方AlN薄膜表面具有原子级平整度,其表面均方根粗糙度(RMS)为0.674nm.通过X光电子能谱(XPS)分析AlN薄膜表面成分,结果表明AlN薄膜表面没有被氧化.     

超高真空气相氢渗透系统的研制

报道了超高真空气相氢渗透实验装置的设计及研制。用溅射离子泵获得超高真空，监测室本底真空度为6×10~(－7)Pa。用圆弧刀口银垫片活密封方式对试样进行密封，实验的极限温度可达650℃。采用B－A规对渗透氢流所引起的压强变化进行动态监测，再通过标准漏孔对系统进行标定，从而定量监测氢渗透动力学过程。采用本实验装置，准确地测量了HR－1型奥氏体不锈钢的氢渗透热力学参数。     

交流测试信号振幅对SrTiO_3薄膜介电性能的影响

研究了交流测试信号振幅对SrTiO3薄膜介电性质的影响,并比较研究了不同氧空位浓度的SrTiO3薄膜介电性质随测试信号振幅的变化规律。经研究发现,测试信号振幅对高氧空位浓度钛酸锶薄膜的相对介电常数有明显影响,而对低氧空位浓度钛酸锶薄膜的相对介电常数影响较小。运用薄膜极化响应机理对这一实验现象进行了解释。