测试薄膜弯曲疲劳寿命的简易实验

基于悬臂梁振动和纯弯曲理论,提出测试薄膜弯曲疲劳寿命的简易实验方法.将待检测的薄膜沉积在一定尺寸的金属片上作为试样,外力驱动试样作悬臂梁一阶弯曲受迫振动,通过光学显微镜观察其表面的薄膜是否开裂或剥落,确定薄膜的疲劳寿命,理论计算获得应力分布.以CoCrMo为基体材料研究了TiO2薄膜的疲劳特性.     

InxGa1-xN薄膜的弯曲因子及斯托克斯移动研究

采用常压金属有机化学汽相沉积(MOCVD)技术以Al2O3为衬底在GaN膜上生长了InxGa1-xN薄膜。以卢瑟福背散射／沟道技术、光透射谱、光致发光光谱对InxGa1-xN／GaN／AI2O3样品进行了测试。研究了InxGa1-xN薄膜的弯曲因子及斯托克斯移动。结果表明，采用光透射谱、光致发光光谱得到的InxGa1-xN薄膜的禁带宽度一致，InxGa1-xN薄膜并不存在斯托克斯移动。InxGa1-xN薄膜的In组分分别为0．04，0．06，0．24，0．26时，其弯曲因子分别为3．40,2．36，1．82，3．70。随In组分变化。InxGa1-xN薄膜的弯曲因子的变化并没有一定的规律，表明InxGa1-xN薄膜的禁带宽度随In组分的变化关系复杂。     

模拟电场法用于薄膜性质的研究

模拟电场法用于薄膜性质的研究王正昌（云南民族学院物理系昆明６５００３１）一、引言随着薄膜研制工作的发展，薄膜的类型越来越繁多，应用极为广泛．为搞清薄膜的各种特性．相应的各种测试手段及探测方法应运而生．物理学中的模拟电场法应当充实发展使之能用于物质性质...     

用频闪观测法验证悬臂梁基频与长度的关系──介绍一个自学物理实验

本文介绍一种新型实验方法──频闪观测法，以验证悬臂梁基频与长度的关系。     

化学水浴法和磁控溅射法制备硫化镉薄膜的性能研究

以氯化铵、氯化镉、氢氧化钾和硫脲为反应物采用化学水浴法制备了硫化镉薄膜,为了作对比研究,采用射频磁控溅射以硫化镉为靶材,氩气为溅射气体,制备了硫化镉薄膜。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和紫外-可见光光谱仪分别表征了硫化镉薄膜的结构、形貌和光学吸收特性。结果表明,采用以上两种方法制备的硫化镉均具有(002)择优取向,溅射法制备的硫化镉薄膜较致密,薄膜表面较光滑,平均晶粒尺寸在20～30nm;水浴法制备的硫化镉薄膜颗粒尺寸较小,缺陷较多。除了在短波段溅射所得硫化镉薄膜的透过率略差于水浴法所得硫化镉薄膜之外,溅射法制备的硫化镉薄膜的性能整体上优于水浴法制备的薄膜。两种方法制备的硫化镉薄膜的能隙在2.3～2.5eV。     

真空闪蒸法制备钙钛矿薄膜的光学性质研究

近年来,以有机无机杂化铅卤钙钛矿为吸光层的薄膜太阳能电池受到了广泛的关注,不到十年时间其光电转换效率已经从3.8%提高到了23%,这主要归因于有机铅卤钙钛矿材料光吸收系数高,带隙合适并易于调控,电子-空穴扩散长度长等优点。2016年Gr?tzelL等人利用低气压快速去除薄膜前驱体溶剂的方法,获得了高质量的甲脒和溴离子掺杂钙钛矿薄膜。相比于其他传统的溶液制备方法,这种方法能够很好的解决大面积均匀性的问题,为高效率、大面积钙钛矿太阳电池产业化提供了可能。钙钛矿薄膜的成份、结构及其光学性能对于太阳电池的器件性能起决定性作用,因此在该制备技术下,研究不同掺杂种类钙钛矿薄膜对光学性质的影响具有积极的意义。利用真空闪蒸溶液技术制备了3种成分的钙钛矿薄膜,利用扫描电镜、 X射线衍射,吸收光谱和荧光光谱等表征手段对薄膜的形貌、结构和光学性质进行了研究。结果表明,该技术可以用于制备均匀致密、无针孔的高质量甲脒、溴离子掺杂和氯离子掺杂的钙钛矿薄膜(成分分别为(FAPbI3)0.85(MAPbBr3)0.15,MA3PbI3和MAPb(IxCl1-x)3),薄膜中晶粒的尺寸分别为500, 100和200 nm左右;薄膜的形成过程为溶剂中的DMSO与钙钛矿配位,并在真空闪蒸过程中快速形成相对稳定中间相,经过加热后,薄膜中的DMSO被去除并形成钙钛矿晶体,结构为四方相;甲脒、溴离子和氯离子掺杂的薄膜对可见光有强烈的吸收作用,薄膜吸收边均在750 nm左右;薄膜的掺杂对带隙宽度没有明显影响, 3种成份的薄膜带隙宽度位于1.6 eV左右;甲基胺碘化铅的荧光发射峰在765 nm,甲脒和溴离子掺杂后发光峰位红移至774 nm,氯离子掺杂后薄膜峰位处于761 nm,有微弱的蓝移,且强度出现下降。这可能是晶粒尺寸和薄膜内部缺陷变化导致的。     

电泳法制备TiO2超微粒薄膜的研究

在实验的基础上建立了电泳法成膜的模型，并阐明了电泳法的机理，实验结果表明，胶体浓度，胶粒粒径，直流偏压和时间是影响电泳成膜的主要因素。通过分析，建立了成膜电流的理论表达式，得到与实验一致的结果。利用电泳法制备出大范围内均匀度好的ＴｉＯ２超微粒薄膜，春粗糙度因子达５００以上，厚度可通过成膜电流以及成膜时间来控制。     

热丝法制备纳米晶硅薄膜结构及沉积机制的研究

用热丝法制备了纳米晶硅薄膜．通过Raman散射谱及X射线谱，系统地研究了沉积气压P_g、高H₂稀释及衬底与钨丝之间距离对沉积速率、纳米硅薄膜的形成和结构等的影响．计算了沉积过程中的温度场分布．讨论了沉积过程中反应基元的输运和相关的气相反应，以及H在薄膜生长中的作用，由此分析了沉积参量对薄膜结构的影响，得到了与实验相一致的结果． 关键词：     

立方氮化硼薄膜的生长特性与粘附性研究

用X射线衍射技术、红外吸收光谱、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱对热丝辅助射频等离子体化学汽相沉积法制备的立方氮化硼(c-BN)薄膜的生长特性和粘附性进行了研究.改变生长条件，在Si、不锈钢和Ni衬底上沉积c-BN薄膜，进而研究了c-BN薄膜的质量和生长条件与衬底之间的关系.实验发现，Ni衬底上生长的薄膜c-BN含量较高，且粘附性好.当Si衬底上溅射一层Ni过渡层，再生长c-BN薄膜，薄膜中c-BN含量提高，与Si衬底的粘附性也显著增强. 关键词：     

添加Y改善离子镀氮化钛膜的结构与性能

评价了离子镀氮化钛(TiN)和Y改性氮化钛(Ti(Y)N)膜的结合强度和在酸性介质中的耐蚀性能;用X射线衍射,离子探针质谱分析(IMA),透射电子显微镜(TEM)研究它们的显微结构特征;结果表明,添加Y元素富集在Ti(Y)N与A₃钢基材界面区域,并形成厚度约为20nm的亚层,Y的界面改性导致Ti(Y)N膜的X射线衍射线形略有宽化和明显的TiN相(111)面的择优生长取向;这些显微结构特征的改善导致Ti(Y)N膜比TiN膜具有更高的界面结合强度和更好的耐蚀性能。 关键词：     

氮对类金刚石薄膜的微观结构内应力与附着力的影响

采用原子力显微镜(AFM)、俄歇电子能谱(AES)和显微压痕分析等手段对射频等离子体增强化学气相沉积法制备的掺氮类金刚石(DLC：N)薄膜的微观结构和力学性能进行了研究.结果表明,随着含氮量的增加,DLC薄膜的AFM表面形貌中出现了几十纳米的颗粒,原子侧向力显微镜和AES分析表明这种纳米颗粒是x大于0.126的非晶氮化碳CN_x结构.这种非晶DLC/CN_x的纳米复合结构,减小了薄膜的内应力,从而提高了薄膜与衬底的附着力. 关键词： 类金刚石碳膜 微观结构 附着特性     

MONTE CARLO SIMULATION OF THE ION BEAM ENHANCED DEPOSITION OF SILICON NITRIDE FILMS

In this paper, the growth process of silicon nitride films by ion beam enhanced depo-sition (IBED) is investigated by using the dynamic Monte Carlo simulation, which is based on the binary collision approximation. The effects of the incident angles, energies of the bombarded ions and the interaction potentials on the composition of the films are discussed. The successive and alternate deposition process of silicon and implantation of nitrogen ions have been applied to simulate the actual continuous and synchronous process of IBED. The relationship between the calculated composition of the films and the ion/atom arrival ratio of implanted nitrogen ions to deposited silicon atoms has been established. The composition profile obtained by computer simulation is in good agreement with the experimental results.     

超导双面膜Tc与Jc的无损测量系统

利用高温超导体磁屏蔽原理研制了一种双面超导薄膜的临界参数无损测量系统。该系统有29个传感器，可以无损地测出双面薄膜中的任一面的临界参数（Tc、Jc）值。该系统用液氮冷却。可测量最大薄膜直径为75mm。全系统由计算机实现自动控制。     

强耦合超导薄膜的临界场

关键词：     

多层PbBi-SiO膜的超导临界电流特性

用真空热蒸镀法制备了超导多层PbBi-SiO膜。测量了这些样品的超导临界参量。观测到同一样品上的临界电流在不同磁场和温度下有不同的特征。 关键词：     

GROWTH OF PREFERENTIALLY ORIENTED CUBIC BORON NITRIDE FILMS BY CHEMICAL VAPOR DEPOSITION

Preferentially oriented cubic boron nitride films on nickel substrates have been grown using hot-filament-assisted rf plasma chemical vapor deposition method. X-ray photoelectron spectroscopy shows that the cubic boron nitride films are stoichiometric. Scanning electron microscopy and X-ray diffraction show that the films are of high quality with well-faceted and (220) preferentially oriented grains, without X-ray diffraction detectable hexagonal boron nitride phase. The nucleation and growth process has been investigated. After 40min deposition, well aligned, well faceted cubic boron nitride nuclei can be seen on the substrnies, and after 2 h deposition, the rectangular grains can be seen on the substrate with their corresponding edges parallel to each other in scanning electron microscopic images. The ratio of the diffraction peak height of (220) face to that of (111) face is about 5.2 in the X-ray diffraction pattern, but the corresponding value of the random cubic boron nitride crystallites is only 0.06.     

大面积高温超导薄膜临界温度无损伤测试

我们设计并制作了高温超导薄膜无损伤超导转变温度Tc测试系统, 可以在直径2英寸范围内同时测量13个位置上的Tc.测试过程中可以用图形或数字监视薄膜的超导转变,方便可靠.系统采用液氮制冷,测试速度快,测量误差约±0.2K.对于直径2英寸或小于2英寸薄膜的Tc,本系统是一套实用可靠的测量设备.     

FLUX CREEP, FLUX PINNING AND CRITICAL CURRENT DENSITY OF Y-, Gd-, AND Tl-BASED SUPERCONDUCTIVE THIN FILMS

Magnetic hysteresis loops have been measured for YBa₂Cu₃O_6+x, GdBa₂Cu₃O_6+x and Tl₂Ba₂Ca₂Cu₃O_10-y films at different temperatures with a vibrating sample magnetometer. Based on Bean model, magnetic critical current density J_cm has been derived approximately. The field and temperature dependence of J_cm for all samples can be written as: J_cm= J_c0(T)×f(B,T), Where f(B,T) = 1 - Aln(B/B₀(T)), which is similar to the transport critical density strongly affected by flux creep: J_ct = J_c0(B,t)(1 - (k_BT/U₀)ln(BΩd/E_c)). The extraordinary similarity suggests that J_cm is determined not only by flux pinning but also by flux creep. In the first formula, f(B,T) may be correlated with the effect of flux creep on J_cm, and J_c0(T) is determined by flux pinning. J_c0(T) is independent of magnetic field and is proportional to (T_c - T). Similar results have also been found for other samples. It may be the common characteristic of high-T_c superconductors. Magnetic relaxation of YBa₂Cu₃O_6+x and GdBa₂Cu₃O_6+x films has been measured at LN₂ temperature. Using the equation of Hagen et al., effective activation energy U₀ has been deduced, which is about 0.3eV, one order bigger than the value obtained by A = k_BT/U₀. U₀ is almost independent of the field in the field range selected.