孙现科
,
周小东
,
周思华
,
王少辉
,
蒋卫华
,
孙春梅
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.07.009
目的：从原子水平探究Mn掺杂SiC薄膜的磁性起源。方法采用射频磁控溅射技术制备不同掺杂浓度的Mn掺杂SiC薄膜,并采用X射线衍射技术、X光电子能谱、同步辐射X射线近边吸收精细结构技术、物理性质测试系统对薄膜的结构、组分和磁性能进行研究。结果晶体结构和成分分析表明,1200℃退火后的薄膜形成了3 C-SiC晶体结构,且随着Mn掺杂浓度的增加,3 C-SiC晶体的特征峰向低角度移动。在Mn掺杂浓度(以原子数分数计)为3%,5%,7%的薄膜中,掺杂的Mn原子以Mn2+的形式存在；而在9%Mn掺杂的SiC薄膜中,则有第二相化合物Mn4 Si7形成。局域结构分析表明,薄膜中均不存在Mn金属团簇和氧化物,在3%,5%和7%Mn掺杂的薄膜中,掺杂的Mn原子主要以代替C位的形式进入3C-SiC晶格中,而在9%Mn掺杂的薄膜中,掺杂的Mn原子以C替位形式和Mn4 Si7共存。磁性测试表明,制备的Mn掺杂SiC薄膜具有室温铁磁性,且饱和磁化强度随着Mn掺杂浓度的提高而增加。结论薄膜的室温铁磁性是本征的,磁性来源与掺杂的Mn原子以Mn2+取代SiC晶格中C位后导致的缺陷有关,符合缺陷导致的束缚磁极子机制。
关键词:
磁控溅射
,
SiC
,
Mn掺杂
,
铁磁性
,
缺陷
田灿鑫
,
周小东
,
周思华
,
杨兵
,
付德君
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.08.003
目的：在SiH4气氛下制备Si掺杂的TiSiN纳米复合涂层,为SiH4用于工业化TiSiN涂层生产提供依据。方法采用电弧离子镀技术,在SiH4气氛下,于单晶硅和硬质合金衬底上制备Si掺杂的TiSiN纳米复合涂层,研究SiH4流量对TiSiN涂层化学组分、微观结构、硬度和耐磨性能的影响。结果 SiH4流量对TiSiN纳米复合涂层的微观结构、硬度及摩擦系数的影响明显。随着SiH4流量的增加,TiSiN涂层由柱状晶生长的晶体结构逐渐转变为纳米晶镶嵌于非晶基体的复合结构。 Si在涂层中以Si3 N4非晶相存在,随着涂层中Si含量逐渐增加,TiN晶粒尺寸逐渐减小,Si3 N4起到细化晶粒的作用。在42 mL/min的SiH4流量下,涂层硬度高达4100HV0.025。在对磨材料为硬质合金的条件下,TiSiN涂层摩擦系数小于0.6。结论 SiH4气氛下可以制备出TiN纳米晶镶嵌于Si3N4非晶相结构的TiSiN纳米复合涂层,涂层的显微硬度较高。 SiH4可以作为Si源用于TiSiN纳米复合涂层的工业化生产。
关键词:
电弧离子镀
,
TiSiN纳米复合涂层
,
SiH4 流量
,
力学性能
,
硬度
,
摩擦系数
周小东
原子核物理评论
doi:10.11804/NuclPhysRev.32.02.242
利用金属蒸发真空多弧离子源(MEVVA源)注入机将Ti+离子注入到高纯石英玻璃衬底中，离子注入的加速电压为20 kV，注入剂量为1.5×1017和3×1017 ions/cm2，将注入样品在氧气气氛下进行热退火处理，制备了TiO2纳米薄膜。采用光吸收谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对注入样品进行了测试和表征，分析了TiO2薄膜的形成机理。在热退火过程中衬底中离子注入的Ti原子向外扩散到衬底表面被氧化形成了TiO2。TiO2的形成、晶粒尺寸和晶体结构依赖于热退火温度，而形成TiO2薄膜的厚度主要受离子注入剂量和热退火时间的影响。实验结果表明，该方法制备的TiO2纳米薄膜将有望应用于制备具有光催化、自清洁等特殊性能的自清洁玻璃。
关键词:
离子注入
,
热退火
,
TiO2
周小东
,
周思华
,
孙现科
材料热处理学报
利用金属蒸发真空多弧离子源(MEVVA源)注入机,将Au离子注入到高纯石英玻璃衬底中来制备Au纳米颗粒,Au离子注入的加速电压分别为20、40和60 kV,注入剂量为1×1017 ions/cm2,随后将注入样品在普通管式退火炉中700 ～ 1000℃退火处理.研究了注入条件和热退火参数对Au纳米颗粒的形成、生长、分布以及光学性能的影响.采用光学吸收谱、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对注人样品的光学性能、表面形貌和微观结构进行了测试和表征.实验结果表明,采用该低压离子注入结合热退火工艺的方法,所制备的Au纳米颗粒具有很强的局域表面等离子体共振特性,同时该方法也为制备尺寸和分布可控的Au纳米颗粒提供了一些新的参考途径.
关键词:
热退火
,
离子注入
,
Au纳米颗粒
,
生长
,
光学性能
