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脉冲激光能量密度对Mo薄膜生长的影响

雷洁红 , 邢丕峰 , 唐永建 , 吴卫东 , 王锋

稀有金属材料与工程

用脉冲激光沉积(PLD)法在Si(100)基片上制备金属Mo薄膜,研究薄膜结晶性能与能量密度之间的关系,探讨薄膜生长机制和粒子能量在薄膜生长中的作用.原子力显微镜(AFM)图像显示,薄膜表面平整、光滑,均方根粗糙度小于2 nm.X射线衍射(XRD)分析表明,随着能量密度的增加,Mo薄膜衍射峰宽变窄,薄膜从非晶态逐步变为多晶态,晶粒尺寸逐步变大.

关键词: 脉冲激光沉积(PLD) , Mo薄膜 , 能量密度 , 表面粗糙度 , 晶粒尺寸

MgO缓冲层上钡铁氧体(BaFe12O19)薄膜的制备与性能研究

丁美凤 , 朱俊 , 王水力 , 张菲 , 罗文博

功能材料

采用脉冲激光沉积(PLD)技术在(0006)取向的蓝宝石基片上,通过MgO缓冲层诱导生长了BaFe12O19(BaM)薄膜,研究了沉积温度对BaM薄膜的晶体结构和磁性能的影响规律.X射线衍射(XRD)分析结果表明,在激光脉冲频率6Hz、激光能量180mJ、MgO缓冲层的厚度50nm和沉积温度为750℃的条件下,制得的BaM薄膜c轴取向最好,其(0008)面的ω摇摆曲线半高宽(FWHM)仅为0.289°.扫描电子显微镜(SEM)结果显示此时薄膜的晶粒已有部分呈六角片状.振动样品磁强计(VSM)测试表明,在750℃时沉积的BaM薄膜面外饱和磁化强度为190A/m,剩磁比0.82,薄膜磁性能良好.

关键词: 脉冲激光沉积(PLD) , BaM薄膜 , MgO缓冲层 , 面外磁性能

不同环境气压下激光沉积制备锗纳米薄膜的研究

程成 , 薛催岭 , 宋仁国

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.10.068

采用脉冲激光沉积(PLD)技术,在不同环境压强下于室温Si衬底上沉积制备出了Ge纳米薄膜.用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了环境压强对薄膜的微观结构、形貌以及膜厚的影响规律.结果表明:所制备的纳米薄膜中Ge均为晶态;随着环境压强的增大,薄膜表面由常规的量子点镶嵌结构演变为类网状结构;膜厚随着环境压强的增大而减小.

关键词: 脉冲激光沉积(PLD) , , 纳米薄膜 , 环境压强

脉冲激光沉积法制备Pt薄膜的研究

李理 , 朱俊 , 李扬权 , 经晶 , 周文 , 罗文博 , 李言荣

功能材料

采用脉冲激光沉积技术在(0001)取向的蓝宝石基片上外延生长了Pt单晶薄膜,研究了沉积温度和激光能量对Pt薄膜的晶体结构,表面形貌及电学性能的影响规律.X射线衍射(XRD)分析结果表明,在沉积温度650℃、激光脉冲频率1Hz和激光能量280mJ的条件下,制备得到的Pt(111)单晶薄膜,其(111)面ω摇摆曲线半高宽(FWHM)仅为0.068°.原子力显微镜(AFM)分析表明外延的Pt薄膜表面具有原子级平整度,其表面均方根粗糙度(RMS)约为1.776nm.四探针电阻测试结果显示薄膜方阻为1/962Ω/□,满足铁电薄膜的制备工艺对Pt底电极的要求.

关键词: 脉冲激光沉积(PLD) , Pt薄膜 , 电学性能 , 表面形貌 , 蓝宝石衬底

脉冲激光沉积La1/3(Ca2/3Sr1/3)2/3MnO3薄膜结构及输运特性的研究

王永仓 , 陈长乐 , 高国棉 , 陈钊 , 李润玲 , 宋宙模

稀有金属材料与工程

采用PLD法在LaAlO3(012)单晶衬底上外延生长了高、双掺杂La1/3(Ca2/3Sr1/3)2/3MnO3(LCSMO)薄膜.薄膜的X射线衍射谱表明,薄膜具有钙钛矿赝立方结构,且具有(012)方向的择优取向;用原子力显微镜对薄膜的表面形貌进行了分析,发现薄膜表面相对比较平坦;在密封的液氮杜瓦瓶里用四探针法对薄膜的输运特性进行了测试,电阻-温度试验曲线表明,在温度77 K~400K的范围内薄膜呈现类半导体特性,没有金属-绝缘体转变温度(TMI)出现;薄膜的红外透射谱在606 cm-1处有一个很强的吸收峰,由红外透射谱计算出光学能隙Eopt大约为0.7 eV,薄膜的光学折射率为1.373.分析认为LCSMO薄膜的类半导体特性是由于A离子半径变化引起晶格畸变造成的.

关键词: 脉冲激光沉积(PLD) , LCSMO薄膜 , 钙钛矿结构

脉冲激光制备硅基超薄PtSi薄膜

李美成 , 杨建平 , 王菁 , 陈学康 , 赵连城

功能材料

用脉冲激光沉积制备了纳米级Pt/Si异质层,对脉冲激光退火形成超薄PtSi薄膜进行了研究.对于Pt、Si互扩散反应形成Pt2Si和PtSi的过程利用XPS进行了测试分析,通过XPS和AFM等分析测试手段对不同参数激光退火形成的PtSi薄膜的结构特性进行观测.我们获得了均匀的、超薄连续的PtSi层且具有平滑的PtSi/Si界面.

关键词: 脉冲激光沉积(PLD) , 激光退火 , 纳米薄膜

Si(100)衬底上CeO2薄膜的脉冲激光制备及性能研究

陈勇 , 杨志民 , 张心强

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2011.05.015

用CeO2陶瓷靶材,使用脉冲激光沉积(PLD)技术在Si(100)衬底上制备了CeO2薄膜.研究了衬底温度、沉积氧压对薄膜性能的影响,实验制备出了高度(111)取向的CeO2薄膜.使用X射线衍射(XRD)、反射式高能电子衍射(RHEED)对薄膜进行晶体结构的表征.结果表明:随着衬底温度的增加,薄膜中的残余宏观应力(拉应力)及微观应力逐渐减小,薄膜结晶质量不断提高,而沉积氧压对此影响较小.RHEED图像显示使用PLD方法在Si衬底上沉积的薄膜具备较高的结晶性及原子级平整的表面.使用原子力显微镜(AFM)对样品进行表面粗糙度分析,发现不同温度下生长的薄膜均具有光滑的表面,方均根粗糙度(RMS)均在0.4 nm以下.使用Keithley 4200半导体测试仪、椭偏仪对薄膜进行电性能及光学性能分析,发现衬底温度对薄膜的电学性能有显著影响,并且CeO2薄膜结晶状态与电学性能有直接的联系.

关键词: CeO2 , 薄膜 , 脉冲激光沉积(PLD)

脉冲激光沉积制备的HT-LiCoO2薄膜中Li离子表观扩散的研究

张耀 , 钟志源 , 朱敏

金属学报

采用脉冲激光沉积(PLD)方法在镀Pt的Si衬底上制备了LiCoO2薄膜, 运用XRD、Raman光谱、SEM和循环伏安等方法对其结构与电化学性能进行表征, 在此基础上着重采用电位间歇滴定技术(PITT)对其Li离子表观扩散进行了分析. 结果表明,600℃制备的LiCoO2薄膜为HT-LiCoO2相, 呈柱状晶结构, 平均晶粒尺寸在100 nm以下, 结晶度高, 并且具有明显的[001]择优取向, 但少量缺Li. 伏安循环曲线表明, 该LiCoO2薄膜具有良好的电化学可逆性, 但只在3.9 V(vs Li)附近出现一对氧化还原峰. PITT测试表明, PLD方法制备的HT-LiCoO2薄膜的Li离子扩散系数在10-8—10-9 cm2/s, 与其它方法(如射频磁控溅射)制备的HT-LiCoO2薄膜相比, 扩散系数高1—2个数量级; 并且PLD方法制备的HT-LiCoO2薄膜中Li离子扩散系数与相变有关, 在两相共存区, 由于相界钉扎的作用, Li离子扩散系数比其它区域小1—2个数量级.

关键词: LiCoO2 , pulsed laser deposition , thin film battery

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