不同nCu2+:nCit3-的Cu(Ⅱ)-Cit3--SiO2溶胶中电沉积制备CuxO-SiO2复合薄膜

以醋酸铜(Cu(Ac)2)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,柠檬酸钠(Na_3Cit)为配合剂,在室温下制备出物质的量之比n_(Cu~(2+))∶n_(Cit~(3-)) 为1∶1和1∶2的2种透明稳定的Cu(Ⅱ)-Cit~(3-)-SiO_2复合溶胶。以此为电解液,采用恒电位方法,在ITO阴极上直接制备出了Cu_xO-SiO_2复合薄膜。CV(循环伏安)和XRD(X射线衍射)结果表明,在低过电位和高过电位分别得到Cu2_O-SiO_2和Cu/Cu_2O-SiO_2薄膜。XRD和EDX(X射线散射能谱)结果表明,相同沉积条件下,n_(Cu~(2+))∶n_(Cit~(3-)) 为1∶1溶胶中得到的薄膜中Cu含量较1∶2溶胶中的高。薄膜在2种溶胶中的电化学形成机理不同,其原因在于溶胶中Cu(Ⅱ)存在的形式不同。CA(计时安培)和SEM(扫描电镜)结果一致表明,Cu和Cu_2O在2种溶胶中的成核机理与电位有关,随着过电位增大,成核机理从三维连续成核逐渐转向瞬时成核。     

面心立方晶体外延膜沉积生长中失配位错的结构与形成过程

用分子动力学方法对5%负失配条件下面心立方晶体铝薄膜的原子沉积外延生长进行了三维模拟.铝原子间的相互作用采用嵌入原子法(EAM)多体势计算.模拟结果再现了失配位错的形成现象.分析表明，失配位错在形成之初即呈现为Shockley扩展位错，即由两个伯格斯矢量为〈211〉/6的部分位错和其间的堆垛层错组成，两个部分位错的间距、即层错宽度为1.8 nm,与理论计算结果一致；外延晶体薄膜沉积生长中，位错对会发生滑移，但其间距保持稳定.进一步观察发现，该扩展位错产生于一种类似于“局部熔融-重结晶”的表层局部无序紊乱- 关键词： 失配位错 外延生长 薄膜 分子动力学 铝     

生长温度对磁控溅射ZnO薄膜的结晶特性和光学性能的影响

采用反应射频磁控溅射方法，在Si (100) 基片上制备了具有高c轴择优取向的ZnO薄膜.利用 原子力显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射分析、拉曼光谱等表征技术，研究了沉积温度 对ZnO薄膜的表面形貌、晶粒尺度、应力状态等结晶性能的影响；通过沉积温度对透射光谱 和光致荧光光谱的影响，探讨了ZnO薄膜的结晶特性与光学性能之间的关系.研究结果显示， 在室温至500℃的范围内，ZnO薄膜的晶粒尺寸随沉积温度的增加而增加，在沉积温度为500 ℃时达到最大；当沉积温度为750℃时，ZnO薄膜的晶粒尺度有所减小；在室温至750℃的范 围内，薄膜中ZnO晶粒与Si基体之间均存在着相对固定的外延关系；在沉积温度低于500℃时 ，制备的ZnO薄膜处于压应变状态，而750℃时沉积的薄膜表现为张应变状态.沉积温度的不 同导致ZnO薄膜的折射率、消光系数、光学禁带宽度以及光致荧光特性的变化，沉积温度对 紫外光致荧光特性起着决定性的作用.此外，探讨了影响薄膜近紫外光致荧光发射的可能因 素. 关键词： ZnO薄膜 表面形貌 微观结构 光学常数     

磁控溅射ZnO薄膜的成核机制及表面形貌演化动力学研究

利用原子力显微镜分析了ZnO薄膜在具有本征氧化层的Si(100)和Si(111)基片上的表面形貌 随沉积时间的演化. 通过对薄膜生长形貌的动力学标度表征，研究了射频反应磁控溅射条件 下，ZnO薄膜的成核过程及生长动力学行为. 研究发现，ZnO在基片表面的成核过程可分为初 期成核阶段、低速率成核阶段和二次成核阶段. 对于Si(100)基片，三个成核阶段的生长指 数分别为β₁=1.04，β₂=0.25±0.01，β₃=0.74；对 于Si(11 关键词： ZnO薄膜 磁控溅射 生长动力学 成核机制     

ZnO:Er3+纳米晶的制备及发光性质研究

为了探讨稀土Er3 与纳米ZnO基质之间的能量传递,利用化学方法制备了ZnO:Er3 纳米晶,测量了样品的X射线衍射谱(XRD)、光致发光谱(PL)和激发谱(PLE).X射线衍射结果表明,ZnO:Er3 具有六角纤锌矿晶体结构.室温下,在365 nm激发下,在ZnO宽的可见发射背景上,观测到了Er3 的激发态4S3/2(550 nm),2H11/2(521 nm)和4F5/2(456 nn)的特征发射.分析了ZnO:Er3 纳米晶的带边发射和稀土Er3 的特征发射的峰值强度随掺Er3 浓度的变化关系,比较了ZnO:Er3 与未掺杂的ZnO的光致发射峰值强度的变化,给出了稀土Er3 的激发态4S3/2→4I15/2,2H11/2→4I15/2和4F5/2→4I15/2的发射机制,证实了纳米ZnO基质与稀土Er3 离子之间存在能量传递.     

金属薄膜制备及物性测量系列实验

介绍了由模拟真空实验和“金属薄膜的制备”、“金属薄膜厚度的测量”、“金属薄膜电阻率的测量”,以及“金属薄膜生长过程的动态监测”等4个实验组成的金属薄膜制备与物性测量系列实验.这组实验与现代科学技术发展联系紧密,仪器设备可靠,操作简单,适合于普通物理实验阶段的研究性教学.     

应力对铋系铁电薄膜性能影响的研究进展

应力普遍存在于铁电薄膜中,是影响薄膜性能和薄膜电子器件可靠性的一个重要参数.本文系统介绍了本小组近年来所进行的应力对铋系铁电薄膜(Bi3.25La0.75Ti3O12,Bi3.15Nd0.85Ti3O12 和SrBi2Ta2O9)的铁电性能及与铁电存储有关的开关、疲劳性能等影响的研究.结果表明:张应力有利于增大薄膜的剩余极化和开关电荷量,而压应力却使得两者都降低.还发现:应力对薄膜的开关时间、矫顽场、疲劳性能等都有影响.其结果都与“应力作用下薄膜内铁电畴的重新取向“有关.     

稀土永磁薄膜材料

简要地介绍在纳米复合稀土永磁薄膜材料、各向异性稀土永磁薄膜材料方面的进展。在纳米复合稀土永磁薄膜材料中实现磁性交换耦合和剩磁增强效应，系统地研究了其结构与磁性的关系。制备成功高磁能积的各向异性稀土永磁薄膜材料，比较了Ti或Mo缓冲层对Nd-Fe-B薄膜的表面形貌、磁畴结构和磁性能的影响。发现薄膜的表面形貌强烈地依赖于缓冲层的厚度。由于它极大地影响薄膜的成分，溅射速率被证明是控制薄膜的显微结构、表面形貌和磁性能的一个重要因素。在微磁学模型的基础上，通过分析从5到300K的矫顽力温度依赖关系。研究了各向异性Pr-Fe-B薄膜的矫顽力机制。在晶粒表面，由于磁各向异性的降低和局域退磁场的提高导致的反转畴的形核被确定为控制各向异性Pr-Fe—B薄膜的磁化反转过程的首要机制。     

纳米复合超硬薄膜中与界面有关的弛豫现象

利用内耗技术研究了TiSiN系列纳米复合超硬薄膜的结构弛豫和硬化机理.当共振频率大约在100 Hz时在230～280 ℃范围内观察到一个弛豫型的内耗峰.计算出激活能为0.7～1.0 eV,弛豫时间指数前因子为10-10～10-12秒.对比一系列样品,发现硬度越高内耗峰越低,在硬度高于50 GPa的薄膜中没有内耗峰.内耗峰随退火温度升高而不断降低,直至600～750 ℃退火时消失, 并且杨氏模量开始增加,这跟样品退火后硬度增长是一致的.结果表明内耗峰来源于样品中界面的弛豫过程.     

微加工薄膜变形镜特性分析

 借助测量微加工薄膜变形镜驱动器的面形影响函数，分析了驱动器的电压-位移函数和驱动器之间的线性叠加性;通过对连续面形变形镜拟合像差的理论分析和实验研究，建立了微加工薄膜变形镜电压解耦模型。分析了对前36阶Zernike模式的拟合残差和拟合能力，指出微加工薄膜变形镜仅可用来拟合低级像差并且有较大的拟合能力和较小的拟合残差，而不能拟合高级像差。