Fe-Ti多层调制膜固态反应扩散的动态原位法X射线衍射研究

本文用动态原位法X射线衍射研究了Fe-Ti多层调制膜的固态反应扩散,比较准确地测量了组份调制衍射峰强度的变化,并同时观测了峰位的移动,计算出不同温度下Fe-Ti多层调制膜的扩散系数,并给出其随时间变化的曲线。根据扩散系数随时间变化率,计算出与粘滞弛豫相关的激活能Q_y=8.3±0.2kcal/mol。 关键词：     

热处理Co/C软X射线多层膜的掠入射反射率增强

研究了低温退火Co/C软X射线多层膜中掠入射反射率的增强现象．通过测量一级调制峰强度随退火温度和时间的变化，测得了低至-10^-25m²s^－1的有效扩散系数．由于所研究的Co/C多层膜的调制波长远大于Co-C系统的扩散临界波长，有效扩散系数近似等于真实宏观扩散系数．负的宏观扩散系数表明，在Co-C系统中有相分离的趋势．这一结果可解释为由Miedema宏观原子模型计算得到的正的Co-C系统的混合焓．高退火温度下反射率的降低是界面锐化与界面粗糙化 关键词：     

非晶调制多层膜Nb/Si中的互扩散研究

利用原位Ｘ射线衍射技术得到非晶调制多层膜Ｎｂ／Ｓｉ中的互扩散系数与退火温度的关系，调制周期Ｌ＝３.２ｎｍ的非晶调制多层膜是用粒子溅射方法制备的．温度范围为４２３—５２３Ｋ的有效互扩散系数通过原位测量多层膜的一级调制峰强度与退火温度之间的关系而得到．利用缺陷陷阱延迟扩散机制解释了所得到的扩散系数与退火温度的关系．建立了可以解释较小前置系数的模型 关键词：     

Pd2Si的生成对Pd/Si多层膜衍射性能的影响

本文研究了Pd₂Si的生成对周期性Pd/Si多层膜X射线衍射性能的影响。X射线衍射强度的测量数据表明Pd₂Si的生成对长周期多层膜的衍射强度影响不大,但对短周期多层膜衍射强度的影响较大。在引入折射率修正后,我们不仅用单个峰的位置计算了多层膜的周期,而且还用了以两个峰的位置联立消去折射率修正的方法计算了多层膜的周期,前者的误差大于后者。模拟计算的结果说明:均匀Pd₂Si层的生成不足以解释Pd/Si多层膜衍射强度随退火温度的变化,界面的平整化或粗糙化是影响衍射强度的另一个要素。 关键词：     

纳米多层膜“软"相结构参量对硬度的Hall-Petch表征

采用直流磁控溅射方法制备了不同调制比的Ni/Al纳米多层膜,利用X射线衍射技术和纳米压入连续刚度法分析了薄膜微结构及塑性变形的尺度依赖性.实验结果表明,尽管调制比有所不同,多层膜的硬度与“软"相的微结构特征参量随调制波长减小具有相似变化规律,说明多层膜的变形机制对“软"相的微结构约束存在敏感性.随着薄膜特征尺度的减小,为统一多层膜中晶界和膜界两种强化机制,提出一个与“软”相相关的表征参量r(r＝L_sub/d,L关键词： 纳米多层膜 塑性变形 调制波长 Hall-Petch关系     

Pd_2Si的生成对Pd/Si多层膜衍射性能的影响

本文研究了Pd_2Si的生成对周期性Pd/Si多层膜X射线衍射性能的影响。X射线衍射强度的测量数据表明Pd_2Si的生成对长周期多层膜的衍射强度影响不大,但对短周期多层膜衍射强度的影响较大。在引入折射率修正后,我们不仅用单个峰的位置计算了多层膜的周期,而且还用了以两个峰的位置联立消去折射率修正的方法计算了多层膜的周期,前者的误差大于后者。模拟计算的结果说明:均匀Pd_2Si层的生成不足以解释Pd/Si多层膜衍射强度随退火温度的变化,界面的平整化或粗糙化是影响衍射强度的另一个要素。     

界面和择优取向对TiN/ZrN纳米多层膜硬度变化的影响

利用射频反应磁控溅射方法，制备了调制比约为4，调制周期不同的一系列TiN/ZrN纳米多层膜. 利用X射线衍射仪(XRD)、高分辨电子显微镜(HRTEM)和纳米压痕仪(Nanoindentation)对多层膜的调制结构、界面状态和力学性能进行了表征. 研究结果表明TiN/ZrN多层膜具有很好的调制结构，但是在TiN层和ZrN层之间存在一定厚度的界面混合层. 力学性能分析表明：当调制周期小于15 nm时，TiN/ZrN多层膜的硬度介于单一TiN和ZrN薄膜的硬度之间；当调制周期为15.24 nm时，硬度达到最大，但随着调制周期增加，多层膜的硬度基本上保持为常数. 分析了TiN/ZrN多层膜硬度变化的机制，认为界面厚度和择优取向是导致硬度变化的主要原因. 关键词： TiN/ZrN多层膜 界面宽度 择优取向 硬度变化     

界面对ZrN/TaN纳米多层膜固氦性能的影响

采用射频磁控溅射方法, 在混合气氛下制备了ZrN/TaN多层膜. 利用X射线衍射、慢正电子束分析、增强质子背散射、扫描电子显微镜, 分别对ZrN/TaN多层膜中相结构、氦相关缺陷、氦含量、截面形貌等进行了分析. 结果表明, 调制周期为30 nm的ZrN/TaN多层膜在600℃退火后, 氦的保持率仍能达到45.6%. 在适当的调制周期下, ZrN/TaN多层膜能够耐氦损伤并且其界面具有一定的固氦性能. 关键词： ZrN/TaN 纳米多层膜 界面 固氦     

反应溅射VN/SiO2纳米多层膜的微结构与力学性能

采用 V 和 SiO2 靶通过反应溅射方法制备了一系列具有不同 SiO2 和 VN 调制层厚的 VN/SiO2 纳米多层膜.利用X射线衍射、X射线能量色散谱、高分辨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:在Ar,N2混和气体中,射频反应溅射的SiO2薄膜不会渗氮.单层膜时以非晶态存在的SiO2,当其厚度小于1 nm时,在多层膜中因VN晶体层的模板效应被强制晶化,并与VN层形成共格外延生长.相应地,多层膜的硬度得到明显提高,最高硬度达34 GPa.随SiO2层厚度的进一步增加,SiO2层逐渐转变为非晶态,破坏了与VN层的共格外延生长结构,多层膜硬度也随之降低.VN调制层的改变对多层膜的生长结构和力学性能也有影响,但并不明显.     

反应溅射VN/SiO2纳米多层膜的微结构与力学性能

采用V和SiO₂靶通过反应溅射方法制备了一系列具有不同SiO₂和VN调制层厚的VN/SiO₂纳米多层膜. 利用X射线衍射、X射线能量色散谱、高分辨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：在Ar，N₂混和气体中，射频反应溅射的SiO₂薄膜不会渗氮. 单层膜时以非晶态存在的SiO₂，当其厚度小于1nm时，在多层膜中因VN晶体层的模板效应被强制晶化，并与VN层形成共格外延生长. 相应地，多层膜的硬度得到明显提高，最高硬度达34GPa. 随SiO₂层厚度的进一步增加，SiO₂层逐渐转变为非晶态，破坏了与VN层的共格外延生长结构，多层膜硬度也随之降低. VN调制层的改变对多层膜的生长结构和力学性能也有影响，但并不明显. 关键词： 2纳米多层膜')" href="#">VN/SiO₂纳米多层膜 共格外延生长 非晶晶化 超硬效应     

TiN/Al2O3纳米多层膜的共格外延生长及超硬效应

采用多靶磁控溅射法制备了一系列具有不同Al2O3调制层厚度的TiN/Al2O3纳米多层膜.利用X射线能量色散谱、X射线衍射、扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜和微力学探针表征了多层膜的成分、微结构和力学性能.研究结果表明,在TiN/Al2O3纳米多层膜中,单层膜时以非晶态存在的Al2O3层在厚度小于1.5 nm时因TiN晶体层的模板效应而晶化,并与TiN层形成共格外延生长,相应地,多层膜产生硬度明显升高的超硬效应,最高硬度可达37.9 GPa.进一步增加多层膜中Al2O3调制层的层厚度,Al2O3层逐渐形成非晶结构并破坏了多层膜的共格外延生长,使得多层膜的硬度逐步降低.     

氦对铜钨纳米多层膜界面稳定性的影响

采用射频磁控溅射方法,分别在纯Ar和Ar, He混合气氛下制备了多个不同调制周期的Cu/W纳米多层膜. 利用增强质子背散射(EPBS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分别对Cu/W多层膜中He含量、 截面形貌和相结构进行了分析.结果表明:多层膜的界面稳定性是耐氦损伤的前提和保证. 在适当的调制周期下,纳米多层膜能有抑制氦泡成核及长大的能力.     

非晶态多层膜和单层膜的低角X射线衍射研究

本文对a-Si:H/(a-SiN_x:H)非晶态周期多层膜和单层膜进行了低角X射线衍射研究。在周期数较少的多层膜衍射的布喇格衍射峰的低角侧发现了一系列次级衍射峰;在单层膜样品的低角衍射中也发现了一系列小峰。对此,我们提出了一个用于计算非晶多层膜和单层膜衍射强度的简单公式,使实验结果得到解释,并提出了一种测量膜厚的方法。 关键词：     

TiN/Al2O3纳米多层膜的共格外延生长及超硬效应

采用多靶磁控溅射法制备了一系列具有不同Al₂O₃调制层厚度的TiN/Al₂O₃纳米多层膜. 利用X射线能量色散谱、X射线衍射、扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜和微力学探针表征了多层膜的成分、微结构和力学性能. 研究结果表明，在TiN/Al₂O₃纳米多层膜中，单层膜时以非晶态存在的Al₂O₃层在厚度小于1.5 nm时因TiN晶体层的模板效应而晶化，并与TiN层形成共格外延生长，相应地，多层膜产生硬度明显升高的超硬效应，最高硬度可达37.9 GPa. 进一步增加多层膜中Al₂O₃调制层的层厚度，Al₂O₃层逐渐形成非晶结构并破坏了多层膜的共格外延生长，使得多层膜的硬度逐步降低. 关键词： 2O₃纳米多层膜')" href="#">TiN/Al₂O₃纳米多层膜 外延生长 非晶晶化 超硬效应     

真空退火对Ni80Fe20/Cu多层膜微结构的影响

用直流磁控溅射法在Si(001)衬底上制备了以Ta为缓冲层、含有15周期的Ni₈₀Fe₂₀（4nm)/Cu(6nm)多层膜.样品分别在150,250,350℃进行了真空退火处理.用低角和高角X射线衍射法研究了多层膜的微结构.结果表明,所有样品均有较好的[111] 取向,而且随退火温度或时间的增加,[111]取向程度变得更高.超晶格周期、平均面间距在退火后略有减小,表明多层膜结构在退火后变得更为致密.多层膜界面粗糙度随退火温度或时间的增加而增大,平均相关长度随退火温度或时间的增加而减小,分析认为这是由于Ni₈₀Fe₂₀/Cu界面存在严重的互扩散所导致的.模拟Ni₈₀Fe₂₀/Cu多层膜高角X射线衍射谱,发现在Ni₈₀Fe₂₀/Cu蜀面有非常厚的混合层存在,而且混合层厚度随退火温度或时间的增加而增大.模拟结果还表明,随退火温度或时间的增加,Ni₈₀Fe₂₀层面间距几乎保持不变,Cu层面间距则随退火温度的增加而略有减小. 关键词：     

PdMn/Co多层膜的磁性和磁光特性研究

用磁控溅射法制备了不同Mn含量的PdMn/Co磁性多层膜，通过x射线衍射对该多层膜系列进行结构分析；测定了不同Mn含量系列样品的磁滞回线、垂直各向异性及磁力显微镜图，分析了饱和磁化强度、磁畴和垂直各向异性变化的原因；通过测定该多层膜体系的克尔谱，简要分析了一定波长下克尔角随Mn含量增加而变化的物理机制. 关键词： 多层膜 磁性 磁光     

Pt974Mn26/Co多层膜的磁性与磁光性质研究

用磁控溅射法制备了Mn含量一定、不同PtMn层厚度的Pt974Mn26/Co磁性多层膜系列，通过x射线衍射对该多层膜系列进行结构分析；测定了不同PtMn层厚度系列样品的磁滞回线、有效垂直各向异性，分析了饱和磁化强度和有效垂直各向异性变化的原因；通过测定该多层膜体系的克尔谱，分析了一定波长下克尔角随PtMn层厚度变化的规律.认为克尔角的变化是由于界面的合金化以及原子的极化减小所致. 关键词： 多层膜 磁性 磁光     

溅射气压对X射线多层膜反射率的影响

本文在不同的溅射气压的情况下制备了具有相同结构参量的Mo/Si多层膜,测出了其对应的小角度X衍射曲线,在北京同步辐射实验室测量了多层膜的软X射线反射率.小角X射线衍射谱表明:随着溅射气压升高,多层膜的小角X射线衍射曲线的高次峰的峰高急剧变小,半峰宽变大.反射率测量结果也表明:多层膜的X射线反射率随溅射气压的升高而急剧降低.     

Pt97.4Mn2.6/Co多层膜的磁性与磁光性质研究

用磁控溅射法制备了Mn含量一定、不同PtMn层厚度的Pt97.4Mn2.6/Co磁性多层膜系列,通过x射线衍射对该多层膜系列进行结构分析;测定了不同PtMn层厚度系列样品的磁滞回线、有效垂直各向异性,分析了饱和磁化强度和有效垂直各向异性变化的原因;通过测定该多层膜体系的克尔谱,分析了一定波长下克尔角随PtMn层厚度变化的规律.认为克尔角的变化是由于界面的合金化以及原子的极化减小所致.     

基于严格耦合波理论的多层介质膜光栅衍射特性分析

基于严格耦合波理论建立了多层介质膜光栅的衍射机理模型,给出了TE波自准直条件下多层介质膜光栅衍射效率的表达式.以－1级衍射效率为评价函数,分析了表面浮雕结构分别为HfO₂和SiO₂材料的介质膜光栅获得衍射效率优于96%的结构参数.数值计算表明,顶层材料为HfO₂的介质膜光栅具有更宽的结构选择范围.最后分析了介质膜光栅的制备容差和允许的入射角度范围. 关键词： 衍射效率 多层介质膜光栅 严格耦合波理论