沉积温度对磁控溅射Ni3Al-Cr薄膜微观结构及性能的影响

通过磁控溅射分别在300、400、500和600℃下沉积了Ni3Al-Cr薄膜。采用X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)表征了薄膜的晶体结构和表面形貌,通过方阻法检测了薄膜的抗腐蚀性能,采用纳米压痕表征了薄膜的硬度。结果表明,沉积温度对薄膜的微观结构、抗腐蚀及力学性能有重要影响。随着沉积温度的升高,薄膜晶粒及颗粒尺寸增大,300℃时形成尺寸均匀的立方体小颗粒,400和500℃时颗粒长大且致密堆积,600℃时部分颗粒过度长大。在400℃沉积的薄膜兼具最优的抗腐蚀性和力学性能。证明了方阻法表征薄膜抗腐蚀性能的可靠性。     

双轴织构氧化铈薄膜的反射高能电子衍射分析

为了制备高温超导带材,采用直流反应磁控溅射在Ni-5%(摩尔分数)W衬底上制备双轴织构的CeO2薄膜用作缓冲层.通过反射高能电子衍射仪观察分析了双轴织构CeO2的衍射谱.选取某一衍射点,提取其衍射强度相对直入点的弧度分布,拟合半高宽得到其面外取向分布;旋转样品,对某～非对称晶面的衍射强度做摇摆分析,得到其面内取向分布,其结果均与x射线衍射分析结果较为吻合.在CeO2缓冲层上制备的YBa2Cu3O7薄膜的临界温度为88K,临界电流密度为1.2MA/cm2(77K).     

激光分子束外延SrTiO3薄膜退火过程中表面扩散的研究

用激光分子束外延研究了SrTiO3同质外延时原位退火中,反射高能电子衍射(RHEED)强度的恢复--驰豫时间,导出了高真空下表面扩散的活化能为0.31 eV,与低真空下的结果相比要小许多,这反映了粒子达到基片时的能量差.对沉积不同厚度的薄膜退火研究,表明当薄膜厚度增加时,表面恢复情况减弱,而导致随后的沉积时RHEED振荡周期的改变.     

BaTiO3铁电薄膜在硅基片上的取向生长

采用脉冲激光沉积方法,在硅基片上先沉积MgO或CeO2缓冲层后再制备BaTiO3(BTO)铁电薄膜.通过原位反射高能电子衍射来监测MgO,CeO2缓冲层在硅基片上的生长行为.用X射线衍射测定BTO薄膜的结晶取向.并利用压电响应力显微镜观察了铁电薄膜的自发极化形成的铁电畴.结果表明:BTO薄膜在不同的缓冲层硅基片上以不同的取向生长,在织构的MgO/Si(001)基片上为(001)择优,择优程度与MgO织构品质有关,其中在双轴织构MgO缓冲层上为(001)单一取向;在CeO2(111)缓冲层上为(011)单一取向.(001)取向的BTO薄膜具有更大的面外极化,而(011)取向的BTO薄膜具有更大的面内极化.     

Er~(3+)掺杂位置对Er~(3+):BaTiO_3薄膜上转换发光的影响(英文)

采用溶胶-凝胶法在LaNiO3/Si衬底上制备Er3+掺杂BaTiO3薄膜。通过XRD、AFM和PL图谱分别研究薄膜的晶体结构、形貌以及上转换发光性能。结果表明,薄膜的微观结构和发光性能与Er3+掺杂晶格的位置有关。A位掺杂薄膜较B位掺杂薄膜具有较小的晶格常数和较好的结晶。PL光谱表明:A位掺杂的薄膜和B位掺杂的薄膜都于528nm和548nm处获得较强的绿色上转换发光以及在673nm处获得较弱的红光,分别对应Er3+离子的2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2能级跃迁。相对于B位掺杂的薄膜,A位掺杂样品有较强的绿光发射积分强度以及较弱的红光发射相对强度。这种差异可以通过薄膜的结晶状况和交叉弛豫机制来进行解释。     

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.     

PZT薄膜晶化过程的相变及铁电畴监测

采用射频磁控溅射法，在室温Pt／Ti／SiO_2／Si上制备了非晶态Pb(Zr_(0.48)Ti_(0.52))O_3(PZT)薄膜，经不同温度，相同保温时间快速退火处理使其转化为多晶PZT薄膜。用XRD，AFM测定了PZT薄膜的相组分与表面结构，并利用压电响应力显微镜(piezoresponse force microsco-py，PFM)观察了初始晶化和高度晶化样品自发极化形成的铁电畴。结果表明：PZT薄膜晶化发生在550℃，PFM可观察到自发形成的圆形铁电畴。650℃处理的样品晶化最充分并呈现出(111)择优取向，用PFM观察到该样品形成具有强烈压电信号的电畴。由此分别算得铁电相占薄膜总体积的(7.8±0.2)％和(97.3±0.2)％。PFM结合XRD，AFM的运用为寻求铁电薄膜晶化机理提供了新的途径。     

交互四元体系Li+, K+//CO32-, B4O72- -H2O 298K 相关系及平衡液相物化性质的研究

针对西藏扎布耶盐湖卤水组成,用等温溶解平衡法研究了四元体系Li^ ,K^ //CO3^2-,Ba4O7^2-H2O 298K时的溶解度,测定了该体系的物化性质（密度,粘度,pH值,电导率,折光率）,该四元体系298K时的相图由5条溶解度单变量线,4个结晶区及2个共饱点组成,4个结晶区分别对应于盐Li2CO3,K2CO3.3/2H2O,Li2B4O7.3H2O及K2B4O7．4H2O,2个共饱点中,一个为Li2CO3,K2CO3.3/2H2O及K2B4O7．4H2O三盐共饱点,另一个为Li2CO3,Li2CO3,Li2B4O7.3H2O及K2BO7．4H2O的三盐不相称共饱点,体系属四元水合物相图I型,四种原始组份间未形成复盐或固溶体,应用Pitzer电解质溶液理论拟合了Li2CO3,K2CO3,Li2B4O7和K2B4O7的单盐参数及有关的混合离子作用参数,在此基础上计算了该四元体系298K时的溶解度,计算值与实验值基本吻合。     

MgO/SrTiO_3(001)生长初期的各向异性晶格畸变

通过原位的反射高能电子衍射,监测并测量了MgO/SrTiO3(001)岛状生长初期过程中的面内、面外晶格常数的演变。薄膜的面内晶格在一开始生长时就发生弛豫,且大多数应变在2 nm厚度左右被释放并几乎保持稳定,而面外的晶格应变弛豫一直持续进行。这种应变的各项异性被认为与薄膜的织构导致的应变能变化有关。     

以PVA为溶剂ZnO薄膜的液相法制备及其机理研究

以聚乙稀醇(PVA)水溶液为溶剂,采用液相法制备了高度c轴取向的ZnO薄膜。采用XRD、Raman以及AFM分析了退火温度与涂层厚度对ZnO薄膜的影响。结果表明,随着退火温度的提高,ZnO薄膜的结晶度及其均方根粗糙度有所提高;同时厚度的增加使得ZnO薄膜的单一取向性减弱。其生长机理可表述为:在每一层涂层中一致或不一致的成核同时产生,通过层内与层间晶粒的聚合、联并,最后形成具有(002)取向的柱状与颗粒状并存的ZnO连续膜。