薄膜系列实验的教学研究

从薄膜制备、生长过程动态分析以及形貌表征3方面设计了薄膜系列实验.用离子束溅射制备金属薄膜,研究了制备条件对溅射速率的影响,测量了薄膜生长过程中电阻的变化,用扫描隧道显微镜或原子力显微镜观测薄膜的表面形貌,并分析不同制备条件得到的薄膜的表面形貌特征.     

低真空条件下制备的银薄膜的电阻率特性及结构

研究了在2.2 Pa低真空条件下用直流溅射法制备的银薄膜的电阻率特性和薄膜结构.实验表明,薄膜厚度对薄膜电阻率有显著影响,随膜厚的增加薄膜电阻率降低,在膜厚大于200 nm时趋于稳定,电阻率为2.54×10-8Ω.m.薄膜表面和晶粒间界对传导电子的散射导致了银薄膜电阻率的尺寸效应.研究结果表明,可以在2.2 Pa的低真空条件下制备金属银薄膜,将银靶用于目前大学物理实验课中金属薄膜制备及金属薄膜电阻率测量实验是可行的.     

激励表面等离子共振的金属薄膜最佳厚度分析

根据电磁场在金属薄膜中的能量分布规律和金属薄膜具有复介电常数的特点,对激励表面等离子共振的金属薄膜的最佳厚度进行了探讨. 指出金属薄膜的最佳厚度与激励光波长和金属薄膜的折射率有关,建立了描述它们之间关系的数学表达式,并用实验方法进行验证. 将理论结果与他人的测量结果进行对比后发现,两者符合较好. 研究结果表明：在角度调制下的表面等离子共振传感器,为了获得更高的灵敏度,可根据激励光波长和金属薄膜折射率的虚部确定所要制备金属薄膜的最佳厚度;在波长调制下,则由中心波长和折射率的虚部确定金属薄膜的最适宜使用厚度. 关键词： 折射率 金属薄膜 全内反射 表面等离子共振     

把"四探针测量金属薄膜电阻率"引入普通物理实验

四探针测量金属薄膜电阻率是当今微电子技术领域中常用的方法．本文介绍了如何把“四探针测量金属薄膜电阻率”的实验引人到普通物理实验教学中,以及在实验内容的编排上如何培养学生发现问题和解决问题的能力等方面的具体做法．     

直流磁控溅射Cr-Cr2O3复合金属陶瓷薄膜光学特性研究

采用直流反应磁控溅射技术在不同靶电流条件下制备了Cr-Cr2O3金属陶瓷薄膜,并利用椭偏仪测量了薄膜的光学常数.采用修正的M-G(Maxwell-Gannett)理论对不同靶电流条件下沉积的Cr-Cr2O3金属陶瓷薄膜的光学常数进行了理论计算,并将理论计算结果与实验数据进行了比较.结果表明:随着靶电流的增加,膜层中金属微粒体积百分比增加,金属微粒的平均半径随之增加,且金属微粒逐渐趋于扁圆形,理论计算结果与实验结果吻合较好.     

非晶硅薄膜金属诱导晶化的实时监测系统与晶化效果测量

设计了用于测量非晶硅薄膜诱导晶化的电阻值的实验装置,通过实时电阻测量方法实现了金属诱导晶化制备多晶硅薄膜的实时监控.结果表明薄膜的电阻值在高温下随晶化时间呈指数衰减,且具有很强的温度依赖关系.采用品粒边界势垒模型解释了阻值衰减行为,分析计算了样品的阻值衰减规律.应用拉曼光谱分析检测实时电阻测量的可靠性,结果表明实时电阻测量方法可以用于金属诱导晶化动力学的研究.     

聚酰亚胺柔性基底上磁控溅射金属铜膜的电学性能研究

为了制备用于挠性电路板中的挠性覆铜板,在聚酰亚胺上使用中频磁控溅射方法制备金属Cu膜.实验中,通过改变制备温度、衬底偏压、制备时间等工艺参数,制备出导电性符合要求的Cu薄膜.用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)研究薄膜的成分、结构以及表面形貌,用触针式台阶仪、四探针电阻测量仪测量薄膜的膜厚以及电阻,并计算薄膜的电阻率.最终得到制备导电性符合工业应用标准的Cu膜的最佳工艺条件:制备温度100℃,直流偏压50 V,无脉冲偏压.     

基于微波透射法的金属薄膜方块电阻测量理论及其应用

依据矩形波导基模的场分布表达式和电磁边界条件,解析推导了插入金属薄膜后的矩形波导透射系数,建立了考虑介质衬底影响的金属纳米薄膜微波透射系数仿真计算方法及其方块电阻的微波测量方法.运用全波电磁仿真方法对金属纳米薄膜方块电阻的微波测量装置进行了仿真验证,结果表明透射系数幅度与方块电阻的对数之间呈线性关系.采用磁控溅射工艺分别在高阻硅和玻璃两种介质衬底表面制备了不同方块电阻值的银薄膜,并测量其微波透射系数.实测结果表明,提出的方法适用于方块电阻阻值为0.05—0.5?/square的金属薄膜.研究结果对于微纳制造领域的导电薄膜方块电阻表征具有参考价值.     

Sb_2Te_3热电薄膜的离子束溅射制备与表征

采用离子束溅射技术交替沉积Sb-Te-Sb多层薄膜后进行高真空热处理,直接制备Sb2Te3薄膜.利用X射线衍射(XRD)仪、霍尔系数测试仪、薄膜Seebeck系数测量系统对所制备的薄膜特性进行表征.XRD测量结果显示,薄膜的主要衍射峰与Sb2Te3标准衍射峰相同,在[101]/[012]晶向取向明显,存在较多的Te杂质峰;霍尔系数测试结果表明,薄膜为p型半导体薄膜,薄膜电阻率较低,其电导率接近于金属电导率,载流子浓度量级为1023cm-3,具有良好的电学性能;Seebeck系数测量结果显示,薄膜具有良好的热电性能,在不同条件下制备的薄膜的Seebeck系数在7.8—62μV/K范围;在所制备的薄膜中,退火时间为6h、退火温度为200℃的薄膜其Seebeck系数达到最大,约为62μV/K,且电阻率最小.     

薄膜材料电容率的测量

利用阻抗分析仪测量了金属-介质薄膜-半导体结构的C-V特性曲线. 由积累区电容得到所制备HfO2薄膜的电容为1.24 nF,计算得其相对电容率为12.49.     

“现代物理实验”课程研究型教学探索与实践

对面向物理系高年级本科生开设的“现代物理实验”课程进行了大力度的建设与创新,建立了薄膜样品制备平台、薄膜物性测量平台、表面形貌表征平台、软物质（颗粒物质）实验平台等4个通用开放实验设备平台,探索了以课题型实验串通整个课程教学内容的研究型教学模式,提炼出一些反映学科发展和热点的研究型实验课题,有效促进了学生的自主性、创造性学习活动,强化了学生科学思维、团队协作和成果展示能力的培养．     

技术应用型院校《物理实验》教学改革与探索

实验教学是大学本科教育极其重要的组成部分,是培养学生创新精神和创新能力的重要环节.分析了"大学物理实验"课程的特点,根据应用型人才培养目标的要求,提出新的教学理念,对教学内容、教学方法进行改革,从而使物理实验教学为专业基础实验课及专业实验课教学服务,为培养合格的人才打好基础.     

对工科物理实验教学的几点思考

本文从工科物理实验教学的目的出发，针对当前教学中存在的一些问题，从对教学的基本要求、教材编写的方法与内容、物理实验与其它实验的区别与联系和教师的作用几方面探讨了如何提高物理实验课的教学质量，并在实际工作中进行试点，取得了较好的效果。     

面向学生能力培养的大学物理实验教学探索与实践

利用现有教学资源,面向全体大学物理实验选课学生进行了以学生为主体的实验教学探索。提出了学生能力培养的实验教学原则。从引导学生提出问题,改进实验处理和研究方法,开展课题研究性实验和学生参与科技制作四个方面介绍了大学物理实验教学的探索及实践。     

原子力显微镜的研究型教学实验设计探讨

介绍了原子力显微镜的基本工作原理及其应用,阐述了在大学物理实验课程中开设原子力显微镜有关实验的必要性和重要意义,结合在教学和科研方面的经验,指出了在大学物理实验课中开设原子力显微镜有关实验的设计。最后,以分析半导体薄膜的形貌特性为例,探讨了原子力显微镜在大学物理实验课中的具体应用。     

工科物理实验分层教学及系列课程建设的探索

分层教学是给基础不同的学生分别开设进度和项目不同的实验课,在工科物理实验中,适当引入现代测量技术,使物理实验教学与当前科技发展相适应     

网络环境下的物理实验教学模式

目前网络环境下的物理实验教学新模式主要有物理实验专题网站、实验教学网络管理、实验类网络课程及远程控制物理实验.本文简要介绍了各个模式的特点及实施方法.     

探寻物理实验教学改革增强学生的实践与创新能力

为提高物理实验教学质量,调动学生的学习自主性,提高学生的动手与实践能力,培养学生的创新精神和创新能力,从实验教学方式的多元化、强化实验和科研紧密结合及网络教学平台等多个层面上进行改革和创新,构建面向创新型人才培养的物理实验教学体系。改革物理实验教学评价体系,强化学生动手能力和创新能力的培养。     

皮秒激光在激光状态方程靶制备中的应用

介绍了激光状态方程靶中金属薄膜台阶的切割方法。采用皮秒激光加工技术切割了宽度百μm量级的金属薄膜台阶,研究了金属薄膜台阶宽度控制的方法,讨论了切割过程中产生热效应的因素,优化了激光加工参数。实验加工中,采用加工的参数:功率为0.5W,脉宽10ps,波长355nm,扫描速率为100mm/s,获得了宽度400μm和120μm的金属薄膜。测量结果表明,金属薄膜的宽度能精确控制,切割后金属薄膜表面质量能保持切割前的质量。     

关于怎样加强大学物理实验课的系统性的探讨

如何加强大学物理实验的系统性，是当前物理实验教学中的一个急待解决的问题。为了引导学生对大学物理实验形成系统认识，我们结合循序渐进的实验开设讲座，取得了比较明显的效果。