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偏压对ITO薄膜生长模式和光电性能的影响

马瑞新 , 李士娜 , 锁国权 , 任磊

材料科学与工艺

为明确溅射偏压对ITO薄膜性质的影响,用射频磁控溅射法于室温在玻璃衬底制备出ITO透明导电薄膜,研究了不同偏压下ITO薄膜的生长模式、光学和电学性能.结果表明:随着偏压的增加,薄膜沉积模式经历了沉积、沉积和扩散、表面脱附3种方式;AFM和SEM显示,偏压为100 V时,膜层表面光洁、均匀,粗糙度最小,均方根粗糙度为1.61 nm;XRD分析表明偏压会影响与薄膜的择优取向,偏压为100 V时,薄膜晶粒取向为(222)面;薄膜偏压为120 V时,薄膜的光电性能最佳,电阻率最低为2.59×10-4Ω.cm,可见光区的平均透过率在85%以上;偏压的大小使薄膜的吸收边发生了"蓝移"或"红移".

关键词: ITO薄膜 , 偏压 , 生长模式 , 微观结构 , 光电性能

半导体Si(111)上电沉积NiFe缓冲层薄膜

姜莹 , 姚素薇 , 张卫国 , 王宏智

功能材料

采用电化学沉积法,在半导体硅片上制备了具有纳米晶粒尺寸的NiFe缓冲层薄膜,并确定了获得Ni80Fe20合金的工艺条件.由SEM形貌观测分析,当薄膜名义厚度>25 nm时,可形成连续性镀层.I-t暂态曲线及STM结果表明,NiFe薄膜在低过电位下以三维岛状模式生长,在高过电位下以二维层状模式生长,其RMS表面粗糙度最小值仅为0.5 nm.XRD结果表明,薄膜为面心立方Ni基固溶体结构,并具有明显的(111)晶面择优取向.当薄膜组成为Ni80Fe20时,各向异性磁电阻效应(AMR)最大,AMR值为1.8%.

关键词: 电沉积 , NiFe缓冲层 , 纳米晶 , 生长模式 , AMR

超高碳钢中束状贝氏体的形成模式

王玮 , 刘庆锁 , 王晓薇 , 吴晓红

机械工程材料

对Fe-44%C超高碳钢奥氏体化后分别进行直接淬火、中温(150,175,200,225,250℃)等温淬火不同时间及退火处理,主要研究了中温等温淬火后的显微组织以及中温等温时贝氏体束的形成模式.结果表明:试验钢在低于200℃的中温等温时形成了独立分散的棒状贝氏体,高于200℃时形成了贝氏体束,其由新生贝氏体棒在已生成的贝氏体棒侧部平行长成演变而来;贝氏体棒中的碳固溶度高于珠光体铁素体中的,且随着中温等温温度的降低,贝氏体棒中的碳固溶度增大.

关键词: 超高碳钢 , 显微组织 , 生长模式 , 贝氏体棒束

p-Si基PTCDA生长模式的AFM和XPS研究

宋珍 , 刘凤敏 , 欧谷平 , 甘润今 , 张福甲

功能材料

对有机/无机光电探测器PTCDA/p-Si样品的表面进行得AFM扫描看出,PTCDA呈岛状生长,各岛成圆丘状,岛的分布不均匀,PTCDA层中存在大量缺陷.原因是p-Si(100)衬底的表面原子悬挂键的作用,使硅原子横向移动满足键合需要形成台阶和其它缺陷引起的.将样品表面的XPS全谱及精细谱与表面的AFM扫描图进行对比分析,得出PTCDA在p-Si基底上的生长模式,即:PTCDA首先在缺陷处聚集,形成许多三维岛状的PTCDA晶核,然后在PTCDA离域大π键的作用下,相邻的两层PTCDA分子存在一定程度的交叠,最终形成岛状结构.与硅衬底原子结合的过程为:苝环与缺陷处的Si原子结合,而酸酐基团与表面完整处的Si结合.结合时,苝环结构保持不变,而酸酐基团与Si发生化学反应,使酸酐中的CO键断开,形成SiCO和硅氧化物.对PTCDA/p-Si样品的界面的XPS全扫描谱和精细图谱进行分析后,进一步验证了PTCDA在p-Si基底上的生长模式.

关键词: PTCDA , 生长模式 , AFM , XPS

9,9'-联蒽薄膜的AFM和XRD研究

李建丰 , 常文利 , 张春林 , 张福甲

功能材料

利用常规的真空蒸发技术,在热氧化硅片的衬底上制备了不同的衬底温度、蒸发温度和蒸发时间条件下的9,9′-联蒽有机薄膜.用原子力显微镜对制备的9,9′-联蒽薄膜形貌进行了观察,研究了9,9′-联蒽的生长模式,并讨论了其表面形貌及岛状晶核分布与生长条件之间的机理.同时,借助X射线衍射仪分析了薄膜的晶体结构.结果表明,在衬底温度为50℃、蒸发温度为180℃、蒸发时间为60s时能够获得具有良好晶体特性的均匀致密的多晶薄膜,其适合作有机场效应晶体管的有源层.

关键词: 9 , 9′-联蒽 , 表面形貌 , 生长模式 , 原子力显微镜

TiAl合金薄膜在MEMS领域中的应用研究和进展

水露雨 , 严彪

金属功能材料

MEMS技术作为一种新兴的高端制造技术受到全球的重视,成为研究热点.随着TiAl合金薄膜的研究和应用发展,其优异的高温力学性能和抗腐蚀性能提高了MEMS系统的应用范围.阐述了TiAl合金薄膜的制备技术,生长模式和微观结构,并介绍了TiAl合金薄膜在MEMS上的应用研究进展.

关键词: MEMS , TiAl合金薄膜 , 磁控溅射 , 生长模式 , 制备方法

YBa2Cu3O7-δ薄膜厚度在多层异质结构(Ag/Ba0.1Sr0.9TiO3/YBa2Cu3O7-δ/LaAlO3)中对Ba0.1Sr0.9TiO3介电性能的影响研究

雍俐培 , 朱小红 , 王奉波 , 彭炜 , 黎松林 , 李洁 , 陈莺飞 , 田海燕 , 孙小松 , 郑东宁

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2005.z1.050

铁电/超导(Ba, Sr)TiO3/YBa2Cu3O7-δ异质结在可调谐微波器件方面具有非常好的应用前景.我们采用1.2°斜切LaAlO3基片,以脉冲激光沉积法(PLD)制备出性能较好的Ba0.1Sr0.9TiO3/YBa2Cu3O7-δ (BST/YBCO)异质薄膜.并进一步研究了YBCO薄膜厚度对BST性能的影响.研究发现当YBCO薄膜厚度增加到180nm附近时,其生长模式由二维step-flow转变为三维岛状模式,严重损害了在YBCO上面生长的BST薄膜的介电性能.具体表现在:BST薄膜的介电常数和可调谐率明显降低,介电损耗和漏电流却大幅度上升.通过测量电容与温度的关系,以应力效应模型对这一实验现象作出解释,认为YBCO薄膜厚度超过临界值,生长模式的转变促使晶格失配应力在YBCO和BST薄膜中得到释放,这导致BST/YBCO界面粗糙,以及BST薄膜中产生了大量的位错和缺陷,BST薄膜的性能因而大为降低.此外,通过对完全相同条件生长的单层YBCO薄膜的表面形貌进行了AFM研究,测试结果进一步验证了YBCO薄膜厚度增加到180nm时,其表面变得异常粗糙,均方根粗糙度(RMS)从120nm厚度时的3nm增加到180nm厚度时的9nm.因此,我们提出:通过严格控制底层YBCO薄膜的厚度,进而控制它的生长模式,能够非常有效地提高BST薄膜的介电性能.

关键词: 铁电/超导异质结 , 生长模式 , 介电性能 , 可调谐微波器件

SiO2溶胶-凝胶转变过程的动力学研究及应用

高朋召 , 王红洁 , 金志浩

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2003.04.024

以硅酸乙酯为前驱体,通过水解法制备SiO2溶胶,系统研究了SiO2胶体的溶胶-凝胶转变过程.讨论了不同参数(如pH值、温度、硅酸乙酯的浓度等)对溶胶体系胶凝时间的影响,并对该过程的活化能进行了计算.结果表明:在酸性条件下,溶胶分子的生长模式为线性;随pH值增加,体系胶凝时间先增加后减少,拐点在pH等于2处;活化能与体系的pH有关.同时对上述结果从化学键、电荷密度、反应机理等方面进行了合理的解释.

关键词: 溶胶-凝胶转变过程 , 生长模式 , 活化能 , 反应机理 , SiO2涂层

用射频磁控溅射法在c-BN晶体基底上生长c-BN薄膜

杨大鹏 , 赵永年 , 李英爱 , 苏作鹏 , 杜勇慧 , 吉晓瑞 , 杨旭昕 , 宫希亮 , 张铁臣

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.05.011

本文用射频磁控溅射方法在片状c-BN晶体基底上生长了c-BN薄膜,显微拉曼光谱(μ-RS)和扫描电子显微镜(SEM)测试结果表明:沉积的薄膜是大约10μm厚、高结晶性、电子透明的高纯c-BN薄膜.岛状和层状生长模式在试验中清晰的展示出来.同时在生长的c-BN薄膜内部和被遮盖的基底部分上发现了籽晶.

关键词: 高结晶度 , 生长速率 , 生长模式

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