STO铁电薄膜晶化动力学研究

从经典的成核长大理论出发,建立了STO铁电薄膜的晶化动力学模型,根据模型模拟了热处理温度以及升温速率对STO铁电薄膜微结构的影响.模拟计算结果表明,在热处理温度较低的情况下,薄膜的晶粒较大,晶粒尺寸分布也较宽.随着晶化温度的升高,晶粒生长受到抑制,晶粒较小.当升温速率较小时,晶粒生长充分、晶粒较大,但晶粒大小分布不均匀.当升温速率较大时,薄膜晶粒大小分布均匀,晶粒较小.模拟计算结果与实际情况一致.     

微图形氧化钛薄膜表面内皮细胞生长行为研究

采用非平衡磁控溅射沉积技术制备微图形化的Ti-O薄膜,通过在微图形化的薄膜表面培养内皮细胞的方法,研究了微图形及表面物理化学性能对细胞生长行为的影响.结果表明,微图形尺寸减小到某一尺度范围之内会对内皮细胞在材料表面的生长起到接触引导作用,促进细胞在其表面生长;同时,表面成分、结构和表面能参数γsp/γsd也在一定程度上影响内皮细胞的生长行为.采用溅射技术使材料表面具有一定特征的表面微观形貌,能够引导和促进细胞在材料表面的生长,溅射技术制备微图形化表面可能成为等离子体生物材料表面改性的一个新的技术手段.     

非理想配比二氧化钒薄膜喇曼光谱研究

采用射频(RF)磁控溅射在各种条件下制备的VO2薄膜的喇曼光谱曲线.研究发现,和理想配比VO2薄膜的主要喇曼峰相比较,无论是富钒的VO2薄膜还是富氧的VO2薄膜它们主要的喇曼峰都向高频方向移动.我们提供了实验证据并且讨论了非理想配比导致VO2薄膜喇曼光谱变化的原因.     

溶胶-凝胶法制备钛酸锶铅薄膜和多层膜及其介电性质

采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了多种不同组分的(Pb1-xSrx)TiO3(PST)(x=0.45、0.50、0.55、0.60、0.65)均匀薄膜和多层膜,并研究了它们的介电性质.发现均匀薄膜在x=0.55(PST55)时有最大的介电常数,10kHz下为879,损耗为0.029.在与均匀薄膜相同的条件下分别制备了PST45/PST55,PST50/PST60,PST55/PST65 3种多层膜.发现PST50/PST60多层膜的介电常数得到了明显的增强,在频率为10kHz时相对于同厚度的PST55均匀薄膜从879增加到1008,而损耗依然保持较低(0.027).研究同时表明,PST多层膜在电容-电压可调谐性和介电击穿等性质方面也较均匀薄膜有不同程度提高.与其它两种多层膜比较后发现,在PST50/PST60多层膜中处于PST55左右组分的界面层对介电性质有比较大的影响.     

微带法测试薄膜0.5～5G磁导率

提出了可以在0.5～5GHz频带扫频测量磁性薄膜复磁导率μr的微带线法,推导出了由倒置短路微带线单端口网络的反射系数R(S11)表示μr的理论公式.对微带线夹具进行了设计,并结合虚拟仪器技术,以LabVIEW为软件平台建立了一套测量薄膜微波复磁导率的自动测量系统.给出了FeCo基磁性纳米颗粒膜的磁导率测试曲线,表明微带法具有准确性较高、既适宜于面内各向异性薄膜又适合于各向同性薄膜的测量和容易操作等优点.     

脉冲激光沉积方法生长硅基ZnO薄膜的特性

用脉冲激光沉积法(PLD)在n型硅(111)平面上生长ZnO薄膜.X射线衍射(XRD)在2θ=34°处出现了唯一的衍射峰,半高宽为0.75°;傅里叶红外吸收(FTIR)在414.92cm-1附近出现了对应Zn-O键的红外光谱的特征吸收峰;光致发光(PL)测量发现了位于370和460nm处的室温光致发光峰;扫描电子显微镜(SEM)和选区电子衍射(SAED)显示了薄膜的表面形貌以及晶格结构.利用PLD法制备了具有c轴取向高度一致的六方纤锌矿结构ZnO薄膜.     

溶致液晶偏振薄膜的研究

对N, N'-二氢化蒽醌吖嗪(还原蓝RSN)和N, N'-二苯并咪唑-1,4:5,8-萘酰亚胺(还原猩红GG)改性处理引入磺酸基,使其成为双亲性化合物,红外光谱结果表明磺酸基改变了分子的极性.双亲性染料分子在极性溶剂中溶解、浓缩、自组装成有序聚集体,在正交偏振光下,织构呈带状和棒状.将溶液用线棒涂布器在玻璃衬底上展开,同时剪切诱导分子取向分布,溶剂自然蒸发后形成0.5～0.7μm厚固态偏振薄膜.溶致液晶的粘度显著影响涂布薄膜的表面平整度和取向度,在可见光部分波段,薄膜具有良好的光学偏振效率,最佳偏振效率达到95%以上,实用前景看好.     

化学气相渗透法制备三维针刺C/SiC复合材料的烧蚀性能

用化学气相渗透法制备了三维针刺碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料,复合材料的平均密度为2.15 g/cm3,气孔率为16.0%.用氧乙炔焰研究了复合材料的烧蚀性能,用扫描电镜分析了烧蚀表面的形貌,用表面能谱分析了烧蚀产物的成分.复合材料的线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.03mm/s和0.004 7 g/s.在烧蚀中心区,烧蚀最严重,表层只有C纤维骨架,且C纤维呈针状,复合材料的烧蚀以升华和冲刷为主.在烧蚀过渡区,垂直于烧蚀面的C纤维表现出端部锐化、根部细化的特性,平行于烧蚀面的C纤维呈针状,复合材料的烧蚀以氧化和机械剥蚀为主.烧蚀边缘烧蚀不明显,烧蚀产物和SiC基体熔融后覆盖在烧蚀表面,阻碍了复合材料的进一步烧蚀,复合材料的烧蚀以氧化为主.     

燃烧合成制备Si3N4-TiN-SiC陶瓷的显微结构

以TiSi2为反应原料,SiC作稀释剂,燃烧合成制备Si3N4-TiN-SiC陶瓷.利用燃烧波"淬熄"法使反应各个阶段的物相得以保留,通过X射线衍射及扫描电镜分析TiSi2在燃烧合成中的反应过程及显微组织转化.结果表明:完全反应后产物的主相为Si3N4,其余为TiN和SiC.在燃烧过程中,TiSi2首先受热熔化,包覆于SiC颗粒表面,随后与N2反应生成TiN和Si.Si在高热作用下发生熔化、汽化,液态Si与未反应的TiSi2互溶.生成的Si与氮气发生反应,形成Si3N4晶核,并不断长大.燃烧合成反应过程中,Si3N4晶须的生长十分复杂,由气-液-固机制、气-固机制及蒸发凝聚的气相生长机制共同作用.     

电弧放电制备碳化硅纳米棒

用电弧放电法制备了碳化硅(SiC)纳米棒.将摩尔分数为50%C,25% SiO2和25% Si粉末充分混合,填入已在中心钻孔的石墨棒中,作电弧放电阳极,水冷铜块作阴极,腔内充66.5kPa氩气,放电电流为80A.分析放电后沉积在腔内壁的粉末,高分辨率透射电镜照片表明:粉末中有结晶良好的SiC纳米棒,直径约10～20 nm,长径比为10以上,并且纳米棒头部缀有金属纳米粒子.X射线衍射分析表明:粉体中主相为β-SiC,有少量Cu,Raman光谱中775 cm-1有1个尖锐峰.分析认为,少量阴极材料Cu被电弧蒸发作为催化剂并由气液固过程生成了SiC纳米棒.