Si3N4的晶体化和ZrN/Si3N4纳米多层膜的超硬效应

研究了Si₃N₄层在ZrN/Si₃N₄纳米多层膜中的晶化现象及其对多层膜微结构与力学性能的影响. 一系列不同Si₃N₄层厚度的ZrN/Si₃N₄纳米多层膜通过反应磁控溅射法制备. 利用X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜和微力学探针表征了多层膜的微结构和力学性能. 结果表明，由于受到ZrN调制层晶体结构的模板作用，溅射条件下以非晶态存在的Si₃N₄层在其厚度小于0.9 nm时被强制晶化为NaCl结构的赝晶体，ZrN/Si₃N₄纳米多层膜形成共格外延生长的柱状晶，并相应地产生硬度升高的超硬效应. Si₃N₄随层厚的进一步增加又转变为非晶态，多层膜的共格生长结构因而受到破坏，其硬度也随之降低.     

3ω法加热/测温膜中温度波解析及其在微/纳米薄膜导热系数测量中的应用

给出了3ω法测试系统中描述薄膜表面加热/测温膜中温度波动的级数形式解，并将复数温度波动的实部和虚部分开表示.利用该解分析了交流加热频率、加热膜宽度和材料热物性的组合参数对加热膜温度波动幅度的影响.并根据此解对测量原理的数学模型进行了修正，建立了相应的3ω测试系统，首先测定了厚度为500 nm SiO₂薄膜的导热系数，验证了实验系统的合理性.加大了测试频率，利用级数模型在高频段直接得到SiO₂薄膜的导热系数，结合低频段的数据同时确定了Si基体的导热系数.利用级数解分析测试了激光晶体Nd:YAG〈111〉面上多层ZrO₂/SiO₂增透膜的导热系数，测试的ZrO₂薄膜的导热系数比体材料小.进行了不确定度分析.结果表明，提出的分析方法可以有效研究微器件表面薄膜结构的导热性能. 关键词： ω法')" href="#">3ω法 微/纳米薄膜 导热系数 微尺度加热膜     

Nd-Fe-B/FeCo多层纳米复合膜的结构和磁性

制备了Nd₂₈Fe₆₆B₆/Fe₅₀Co₅₀多层纳米复合磁性薄膜，对溅射态和650℃退火处理15 min试样的相成分分析和微结构的观察显示，溅射态薄膜呈非晶态，经650℃退火处理15 min后，薄膜主要相成分为硬磁性Nd₂Fe₁₄B相和软磁性相FeCo(110)相.Nd₂Fe₁₄B相呈柱状，其易磁化c轴垂直于膜面，尺寸约10 nm.在硬磁性相和软磁性相之间存在少量富Nd相和非晶态，富Nd相大小约7 nm.磁性测量和分析表明，1)该系列薄膜退火态具有垂直于膜面的磁晶各向异性.2)对于固定厚度(10 nm)层Nd-Fe-B和不同厚度(t_FeCo=1—100 nm)层FeCo多层纳米复合膜,剩磁随软磁相FeCo 厚度的增加快速增加，而矫顽力则减小.当t_FeCo=5 nm时，最大磁能积达到200 kJ/m³. 3)硬磁相Nd-Fe-B层和软磁相FeCo层之间交换耦合导致剩磁和磁能积增强. 关键词： Nd-Fe-B/FeCo多层纳米复合膜 交换耦合 磁各向异性     

Fe39.4－xCo40Si9B9Nb2.6Cux纳米晶合金的有效磁各向异性研究

采用多晶材料趋近饱和定律研究了非晶Fe_39.4-xCo₄₀Si₉B₉Nb_2.6Cu_x(x=0.5,1,1.5) 合金在不同温度纳米晶化后的有效磁各向异性常数〈K〉.结果表明， Cu含量较低(x=0.5)时，纳米晶粒较大并且在较低的退火温度(550℃)下析出硬磁相，〈K〉随退火温度T_a升高显著增加；随着Cu含量的增加，有效地细化了晶粒，并且抑制了硼化物的析出，〈K〉明显减小.讨论了〈K〉与晶粒尺寸D及初始磁导率的关系. 关键词： 纳米晶 有效磁各向异性 磁导率 FeCo基合金     

乙炔气体流量对纳米TiC类金刚石复合膜的化学结构及力学性能影响

采用离子注入与反应磁控溅射相结合的方法在钛合金及硅片基体表面上制备了纳米TiC类金刚石(DLC)复合膜.通过纳米压痕技术检测了薄膜的纳米硬度，显微划痕试验评估了薄膜的结合力.通过X射线光电子能谱及X射线衍射表征了薄膜的化学结构.结果表明，通过改变C₂H₂气体流量，可以达到控制薄膜中钛原子含量的目的，合适的C₂H₂气体流量可以在DLC膜中形成较多的纳米TiC晶粒，形成DLC包覆TiC晶粒的复合结构，使DLC膜力学性能得到明显提高.另外，划痕试验表明掺钛、先注入后沉积工艺都使薄膜的结合力得到了较大提高. 关键词： 纳米TiC类金刚石复合膜 类金刚石膜 力学性能     

InSb纳米晶体的生长和吸收光谱的研究

采用在惰性气体中蒸发的方法获得了沉积在ZnS基片上的InSb纳米晶体,其平均尺寸随惰性气体的压强增加而增大.从实验测量的室温吸收谱上看到,当纳米晶体的平均直径从27.9 nm减小到24.2nm再到21.4 nm时,其吸收边分别向高能方向移动了0.0151 eV和0.0145 eV.用有效质量近似模型计算了半导体纳米晶体的吸收边相对其体材料的移动,将理论计算与实验结果进行了比较.     

温度对CdS纳米颗粒形状和光致发光特性的影响

采用反胶束法,在常温和低温下(接近零度)合成了硅土包裹的CdS纳米颗粒.高分辨电镜表明常温下合成的颗粒呈现直径小于5 nm的球形,而在低温下出现了短棒形和长达微米量级的线形.通过对实验过程的分析表明:不仅合成CdS纳米颗粒溶液的浓度,而且温度对CdS纳米颗粒的形状产生了重要的影响.进一步研究了CdS纳米颗粒的光致发光特性.     

产生纳米级暗中空光束的方法研究

用时域有限差分法，给出光纤头近场区电场强度模的空间分布.讨论了当光纤纤芯分别取不同尺寸时，对此空间光场强度的影响.要想得到较大范围的暗中空光束，必须增加光纤纤芯尺寸.并且，对光纤纤芯尺寸取一较大值和光纤中空区域尺寸取一较小值时的情况进行讨论，可得在光纤头附近可以出现与光纤中空区域尺寸大小相当的暗斑(10¹ nm量级).但是，暗中空光束中背景光较强.为此，将光纤的空心设计为金属. 发现此时中心暗斑的背景光明显减弱，在近场区域可获得较为理想的暗中空光束.如进一步缩小光纤中空区域尺寸，可以在光纤头附近获得暗斑更小甚至纳米量级的暗中空光束.为获得一种纳米量级的暗中空光束提供一种方法.     

纳米晶ZrO2∶Er^3＋的制备及发光性质

制备了纳米晶ZrO2∶Er3 发光粉体,所制备的粉体室温下具有Er3 离子特征荧光发射,主发射有蓝光和绿光两部分,其中位于406,474nm的蓝光较强。对不同煅烧温度下所制备的样品研究表明:因不同温度下所制得样品的晶相不同,绿光区的发光中心也不同。当四方相和单斜相达到一定的比例时,发光最强。同时观测到Er3 离子的上转换发射(包括绿光和红光两部分)。讨论了上转换发射的跃迁机制,976nm激发下的上转换过程是双光子过程。荧光强度与Er3 的掺杂浓度关系研究表明,Er3 在ZrO2中有浓度猝灭现象,最适宜掺杂浓度的原子数分数为0.9%(Er3 /Zr4 )。     

Gd2O3:Eu3+纳米晶的燃烧合成及光致发光性质

采用柠檬酸作燃烧剂用燃烧合成法制备了Gd2O3:Eu3+纳米晶.用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和荧光分光光度计等对Gd2O3:Eu3+纳米晶的结构、形貌和发光性能进行了分析.结果表明:不同柠檬酸与稀土离子配比(C/M)制备的样品经800℃退火1 h后,均得到了纯立方相的Gd2O3:Eu3+纳米晶,晶粒尺寸约为30 nm,尺寸分布较窄,其中以C/M=1.0时制备的纳米晶结晶性最好,发光强度最大.Gd2O3:Eu3+纳米晶主发射峰位置均在612 nm处(5D0→7F2跃迁),激发光谱中电荷迁移态发生红移,观察到Gd3+向Eu3+的有效能量传递.对柠檬酸与稀土离子配比(C/M)对结晶度、发光性质等的影响也进行了分析和讨论.