用对向靶溅射法外延生长La-Ca-Mn-O巨磁阻单晶薄膜 *

用对向靶溅射法(FTS)在(110)NdGaO₃基板上外延生长出La-Ca-Mn-O(LCMO)单晶薄膜,其三维晶体结构用高分辨率双晶X射线衍射技术(DCD)和掠面衍射技术(GID)分析,薄膜表面形貌用原子力显微镜(AFM)测量.结果表明,薄膜有c轴位于薄膜平面的类钙钛矿结构,所有已测量X射线衍射峰的摇摆曲线的半高宽度均约为0.01°,这是迄今报道过的陶瓷薄膜的最小结构参数.AFM图象清楚表明薄膜为单原子层状生长,表面原子层台阶高度为0.195nm.台阶宽度为360～400nm.台阶边缘沿(001)方向.原位生长的薄膜已具有较大的巨磁阻效应.     

气相外延生长单晶金刚石薄膜

本文用氢气、丙酮做为气体源,通过微波增强的化学气相沉积方法,在人造金刚石的<100>,<111>及<110>晶面上实现了气相外延生长。通过扫描电子显微分析,观察到了外延生长台及螺旋线,并用显微激光Raman光谱法分析证明,生长层中不合非金刚石成分。反射电子衍射分析结果表明,在金刚石<100>,<110>面上的生长层为单晶生长层。从实验结果中还发现,外延生长温度与晶面原子密度密切相关。     

激光分子束外延氧化物薄膜机理研究

实验结果表明外延结构复杂的氧化物薄膜,基片温度在600～650℃条件下,其表面原胞层的扩散时间是几十秒到上百秒.根据此特点,采用单原胞间歇式外延,用激光分子束外延制备原子尺度控制的高质量氧化物薄膜和超晶格材料.     

纳米单晶与多晶铜薄膜力学行为的数值模拟研究

通过对不同温度下单晶薄膜的拉伸性能的分子动力学模拟，从微观角度揭示了温度效应对材料性能的影响. 结果表明温度效应对材料的变形机理影响很大.0K温度下由于缺乏热激活软化的影响, 粒子运动所受到的阻碍较大, 薄膜的强度较高, 塑性变形主要来自于粒子的短程滑移.温度升高，粒子的热运动加剧，屈服强度降低, 塑性变形将主要来自于大范围的位错长程扩展.多晶薄膜的模拟结果表明, 虽然其晶粒形状较为特殊, 但是它仍然遵循反Hall-Petch关系.在模拟过程中，侧向应力最大值比拉伸方向应力的最大值滞后出现.位错只会从晶界产生并向晶粒内部传播，晶粒间界滑移是多晶薄膜塑性变形的主要来源.     

P型多晶金刚石薄膜压阻效应的研究 *

结合Mayadas-Shatzkes多晶模型 ,对硼掺杂多晶金刚石薄膜的压阻效应进行了分析和讨论 .结果认为 ,价带分裂和晶界散射的联合作用是导致P型多晶金刚石薄膜具有显著压阻效应的主要原因 .推导出考虑晶界散射时压阻因子的近似计算公式 ,计算结果与实际情况相符 .     

BaTiO3铁电薄膜的原子层水平外延生长

利用激光分子束外延镀膜设备,实现了原子层水平BaTiO₃(BTO)薄膜的外延生长.高能电子衍射(RHEED)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜和透射电子显微镜(TEM)等研究结果表明,薄膜的结构为c-取向单相BTO铁电薄膜,表面非常平整。在此基础上制备了铁电/超导多层异质结构.研究了BTO薄膜的铁电性质。结果表明用激光分子束外延方法有利于改进BTO薄膜的质量,提高薄膜器件的性能。     

La0.5Sr0.5CoO3薄膜的外延生长及其电性能的研究

系统研究了在LaAlO3,SrTiO3和MgO衬底上、在不同的温度条件下利用脉冲激光法制备的La0.5Sr0.5CoO3薄膜的外延生长和电输运特性,测定了薄膜的电阻-温度关系.研究表明薄膜的电输运性质对其外延结构具有密切的依赖性,外延生长的薄膜具有低的电阻率和金属性导电特征;在LaAlO3衬底上在700℃左右外延生长的薄膜具有最佳的性能;探讨了这一薄膜的外延生长与其电输运性能的关系及其机理.     

激光分子束外延制备高质量的YBCO超导薄膜

利用活化气体做氧源,使生长气压比普通脉冲激光沉积方法(PLD)低2～3个数量级,用激光分子束外延在SrTiO₃(100)衬底上制备出临界转变温度T_c0=85～87K,临界电流密度J_c≥1×10⁶A/cm²的高质量YBCO超导薄膜.原子力显微镜(AFM)测得表面无明显颗粒,均方根粗糙度约为7.8nm.在这种薄膜基础上制备的Josephson量子干涉器件(DC-SQUID)具有良好的温度循环稳定性.     

非超导的Bi2Sr2CuOy单晶的磁阻研究

铜氧化合物高温超导体正常态的电子输运一直是人们关注的焦点问题之一,根据最近研究的Bi₂Sr₂CuO_y单晶a-b平面内电阻率随温度的变化关系,发现许多直接生长的晶体在高温呈金属性而低温下出现电子局域化现象,对低温呈强局域化行为的样品进行了磁阻测量,发现在较低温区的低场,样品具有正磁阻效应,而高场下,样品具有负磁阻效应,最大正磁阻对应的磁场则随着温度的升高向低场漂移,在高温区,无论是低场和高场,样品不再具有正磁阻效应而只存在负磁阻效应,同时还发现样品的磁阻效应随着温度的增加而变得不明显,通过对横向磁阻与纵向磁阻的比较,发现这种磁阻主要是轨道效应的贡献。把实验结果与强局域化区域轨道磁阻的理论工作进行了比较,对正、负磁阻的起源进行了讨论。     

K3C60单晶膜的同步辐射光电子谱研究

在C60单晶(111)解理面上制备出厚度约30 nm的K3C60单晶膜.利用同步辐射光源,在低温下(约150 K)测量了样品法向发射的角分辨光电子谱.观察到K3C60导带和价带明显的色散.导带的光电子谱峰可清晰分辨出4个子峰,这些子峰的最大色散超过0.5 eV,并且色散曲线与K3C60的一维无序晶体结构模型下的能带理论基本吻合,只是子带间隔差异较大.     

Fe-N软磁薄膜的结构和性能

用RF溅射制备厚度为200 nm的Fe-N薄膜在250℃, 12000 A/m磁场下真空热处理后，当N含量在5%～7%(原子百分数)范围内形成α′+α″相时，4πM_S可达2.4 T, H_c＜80 A/m, 2～10 MHz下高频相对导磁率μ_r=1500，可满足针对10 Gb/in2存储密度的GMR/感应式复合读写磁头中写入磁头的需要. Fe-N系薄膜中α′相的形成机理和点阵常数与块状试样按Bain机理形成的α′相有明显的差别，得到了薄膜中α′相的a,c与Cα′_N之间的线性关系式.     

La0.5Sr0.5CoO3薄膜的外延生长及其电性能的研究 *

系统研究了在LaAlO₃ ,SrTiO₃ 和MgO衬底上、在不同的温度条件下利用脉冲激光法制备的La_0.5Sr_0.5CoO₃薄膜的外延生长和电输运特性 ,测定了薄膜的电阻 温度关系 .研究表明薄膜的电输运性质对其外延结构具有密切的依赖性 ,外延生长的薄膜具有低的电阻率和金属性导电特征 ;在LaAlO3 衬底上在700℃左右外延生长的薄膜具有最佳的性能 ;探讨了这一薄膜的外延生长与其电输运性能的关系及其机理 .     

圆薄膜受中心集中力的大变形

给出了Fppl-Hencky圆薄膜在固定夹紧边的条件下,受中心集中力的变形的解析解．并讨论了非线性圆薄膜的稳定条件．     

圆薄膜在集中力作用下的大变形

利用圆薄膜在中心集中力作用下大变形的基本方程、边界条件和Hercky变换,求解了非线性边值问题,推广了Hencky变换,得到了集中力作用下圆薄膜大变形问题的精确解.     

TI基高温超导单晶的生长与研究 *

在计算机控制的封闭式单晶生长炉内,采用自助熔剂法生长出最大尺寸2.0mm×2.0mm×O.3mm,典型尺寸1.0mm×1.0mm×O.1mm的TI-2223,TI-2212单晶,T_c分别达到119 K和110 K.TI的含量对晶体生长的大小、相的形成及T_c均有重要影响.TI-2212单晶的交流磁化率的虚部峰值温度 T_p和外场 H_D 的关系为(1-T_p/T_c)∝H_D^0.71(H_D//C轴)TI-2223单晶可见光区的光反射谱存在强烈的各向异性.     

低温分子束外延生长GaAs单晶的材料特性

对低温分子束外延生长的GaAs单晶进行了理论分析和实验研究,结果表明,低温分子束外延生长的GaAs单晶中含有密度大约为10²⁰cm^-3的过量As原子,这些As原子主要以间隙原子对As_2i的形式位于正常的As格点位置,使LTMBEGaAs单晶的晶格常数相对于SI-GaAs单晶衬底增加约为0.1％.高于300℃的退火即可使间隙原子对As_2i离解,使过量的As原子形成沉淀.随着退火温度的增加,As沉淀向外延层界面处集中.在外延层界面处As沉淀团与GaAs单晶形成的载流子耗尽区相互重叠,呈现出高阻特性,有效地抑制了FET的背栅和侧栅效应.     

La2/3Ca1/3MnOz薄膜的巨磁电阻效应及其温度关系的研究 *

在室温至液氦温区内,对良好(100)择优取向的La_2/3Ca_1/3MnO_z薄膜的磁电阻作了实验研究.发现零场下未退火样品的电阻约在T_p=72K处出现一峰值,当外加磁场后,其电阻降低,而峰值所对应的温度T_p要往高温方向移动,然而其磁电阻变化值MR=δR/R_H=(R₀-R_H)R_H的极大值却发生在25K附近,而且该值基本上不随外磁场的大小而改变.当样品在700℃t氧气中退火30min后,零场下电阻峰值往高温方向移动到230K附近,表明薄膜的Curie温度升高了.     

薄膜润滑特性和机理研究

采用纳米级润滑膜厚度测量仪,研究了纳米级润滑膜厚度与各种工况条件因子之间的关系及其润滑机理;探讨了各因子对弹流润滑与薄膜润滑之间转化点的影响;给出了转化临界膜厚值与润滑剂粘度的关系.     

铁磁Pr1-xSrxMnO3外延薄膜的输运性质与负磁电阻行为

利用脉冲激光淀积法生长了外延Pr_1-xSr_xMnO₃薄膜(其中x=0.1,0.2,0.3,和0.4).测量了薄膜样品在零场中与外加磁场下电阻率随温度的变化.对X≥0.2的样品在磁场下观察到负磁电阻效应.在logρ-l/T的坐标中,零磁场下的数据在很宽的温区显现很好的线性关系,具有热激活载流于输运特征.由实验数据线性拟合得到在样品成分0.1≤ X≤0.3范围的热激活能约为0.1eV.从对掺杂锰氧化物的电子结构分析出发,对这一材料的绝缘-金属相变,输运性质和负磁电阻行为进行了讨论.     

圆薄膜在集中力作用下大变形基本方程的精确解

利用一种新型的简易方法,获得圆薄膜在中心集中力作用下的基本方程与边界条件下非线性边值问题的精确解;并利用现代不动点定理讨论了该问题解的存在唯一性．虽然求解的是圆薄膜在中心集中力作用下的非线性问题,但此原理亦可应用在其它类似的非线性问题．