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。     

一维纳米材料的合成及显微结构 *

利用脉冲激光方法成功地制备了硅的一维纳米线(SiNW )和氮化硼纳米管(BN -NTs) .该方法合成的一维纳米材料具有产量大 ,纯度高 ,直径均匀等特点 .利用透射电子显微镜对这些一维纳米材料的微观结构进行了表征 .观察到硅纳米线中存在微孪晶、堆垛层错、小角晶界等高密度的结构缺陷 .并且发现这些结构缺陷与硅纳米线的生长和形貌有着密切的关系 .BN -NTs主要为单层管 ,管的表面光滑而没有吸附物 ,单层管的形成可归结为在催化剂的作用下管的轴向生长速度远大于横向生长所致 .     

扫描隧道显微镜下Cu-Zn-Al合金贝氏体组织的研究

在大气环境下用扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope,简称STM)对Cu-Zn-Al合金的贝氏体组织进行了研究,发现在此类置换式固溶型的贝氏体中存在亚单元结构,亚单元形状规则并呈有规律的排列,表明它们确实是贝氏体内部的精细结构,并与贝氏体形成机制密切相关,实验重复性好,图象清晰,说明STM用于研究有色合金的贝氏体组织及相变是可行的。     

外延生长YBa2Cu3O7-x超导薄膜的TEM和SEM研究

本文利用高分辨率透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对高J_c外延生长YBa₂Cu₃O_7-x超导薄膜的微观结构进行了观察分析.研究发现,薄膜外延程度的好坏与生长工艺和衬底表面的完整性有直接的关系.实验结果表明(100)SrTiO₃单晶衬底上外延生长YBa₂Cu₃O_7-x超导薄膜中影响临界电流密度J_c的因素主要有界面过渡区、缺陷和不同的外延取代等.     

C70单晶的生长形貌和结构表征

用气相控制成核密度法 ,生长出了尺寸可达 5mm的C₇₀单晶 .X射线衍射分析及电子衍射分析结果表明C₇₀单晶在室温下为六方密堆积结构 (hcp)相与少量面心立方结构 (fcc)相共存 .用扫描电子显微镜和光学显微镜观察了C₇₀单晶的生长形貌 ,分析了形成机制 ,探讨了生长条件对C₇₀ 单晶生长形态的影响     

GaAs衬底上分子束外延α-Sn薄膜及其量子阱结构考虑

利用分子束外延 (MBE)在GaAs( 001)单晶衬底上进行了α Sn薄膜的生长 ,利用反射高能电子显微镜 (RHEED) ,原位监控α Sn的生长过程和利用透射电子显微镜 (TEM )分析了界面结构 .测试结果表明 ,与以往报道相比亚稳态的α Sn膜具有高得多的温度稳定性 (由 70℃提高到100℃ )和厚度稳定性 (由 500nm提高到 700nm) ,并观察到在其他电性能方面的改进.此外 ,还提出了一种新型量子阱结构.     

利用STM对碳纳米管表面原子结构的观察和研究

利用STM对碳纳米管表面原子排列结构进行了观察研究,由原子分辨的STM图象观察到了碳纳米管表面两种主要的原子排列,即波折式构型和椅式构型,以及与石墨表面STM图象不同的碳原子六角环排列图象,这种与石墨STM图象的差异揭示出碳纳米管表面原子与第二层原子排列间的相对变化,在不同样品上还观察到了碳原子层的弯折,这种弯折导致局域的原子结构畸变及相应的STM图象变化。实验结果表明:对原子层间存在相互作用情形,由STM测量亦可给出表面层之下的原子排列结构信息.     

单壁碳纳米管及其电学特性研究

制造和提纯了单壁碳纳米管 (SWCNTs) ,用水溶胶体将其竖直地组装在Au薄膜表面 .用此组装技术制造了扫描隧道显微镜 (STM)的针尖 ,成功地观测到了Au晶粒的形貌像和高定向石墨 (HOPG)的原子像 .将单根SWCNT组装在W尖前端 ,置于场发射显微镜 (FEM)系统中 ,观察到了SWCNT开口端的碳原子电子发射像 .测量了站立在Au表面SWCNT的电学特性 .其电子态分布 ,有的呈现半导体特性 ,有的为金属特性 .这种组装技术可用于制造高亮度相干电子源、高分辨场发射显示器、高性能的扫描探针显微镜 (SPM)针尖和组装纳米电子器件等 .     

用电弧放电法大面积地制备离散的碳纳米管

用电弧放电法直接得到了无烧结、离散分布、大面积及高密度的碳纳米管 ,提高了碳纳米管的质量和产量 .SEM研究表明样品中离散的碳纳米管相互缠绕 ,同时在空间取向无序 .讨论了放电过程中碳纳米管的生长机理和实验中得到的形貌的形成机制.     

重离子轰击过的MoS2表面的扫描隧道显微镜观测

本文使用SSX-1A型扫描隧道显微镜(STM),观察了由13.4MeV/N的Au轰击过的MoS₂样品表面.为有更多机会得到损伤象,使用了较高离子注量(1×10¹³cm^-2),得到了多幅不同面积的原子分辨清晰的STM象.在同一幅图象中既有规则的原子排列,又存在着离子轰击造成的损伤径迹.经Fourier变换掩模处理后的图象,发现高出的表面和坑底都有局部小范围有规则的原子排列.入射离子数与坑数大体上有一对一的关系.     

ZnAl2O4/α-Al2O3复合衬底的制备和GaN薄膜的生长

利用脉冲激光淀积法(PLD)在α-Al₂O₃衬底上淀积了ZnO薄膜, 通过ZnO和α-Al₂O₃固相反应制备了具有ZnAl₂O₄覆盖层的α-Al₂O₃衬底. X射线衍射谱(XRD)表明ZnAl₂O₄薄膜随反应时间由单一(111)取向转变为多晶取向, 然后变为不完全的(111)择优取向. 同时扫描电子显微镜(SEM)照片表明ZnAl₂O₄表面形貌随反应时间由均匀的岛状结构先变为棒状结构, 然后再变为突起的线状结构. 另外, XRD谱显示低温制备的ZnAl₂O₄在高温下不稳定. 在ZnAl₂O₄覆盖的α-Al₂O₃衬底上利用光加热低压MOCVD法直接生长了GaN薄膜. XRD测量表明随ZnAl₂O₄厚度增加GaN由c轴单晶变为多晶, 单晶GaN的摇摆曲线半高宽为0.4°. 结果表明薄ZnAl₂O₄覆盖层的岛状结构有利于GaN生长初期的成核, 从而提高了GaN的晶体质量.     

退火Co/C软X射线多层膜中碳的TEM和Raman散射研究

用透射电子显微镜(TEM)和Raman散射(RS)研究了对向靶溅射法制备的Co/C软X射线多层膜在退火条件下碳的结构变化.结果表明,碳层的结构变化可大致分为三个阶段,即有序化,结晶以及晶粒生长阶段。在退火温度低于400℃时的有序化阶段,非晶碳层中键角无序的三配位键和四配位键转变为理想的三配位键。在结晶阶段,非晶碳层在500～600℃的退火温度下结晶成为石墨微晶。在晶粒生长阶段,样品在700℃以上温度退火,石墨微晶尺寸增大,与TEM分析结果相一致。     

复合超疏水表面制备及其上液滴运动特性研究

采用光刻法制备出微米尺度的硅微方柱结构,并利用化学气相沉积的方法在其上可控地生长定向碳纳米管,由此制备出具有可控比例微纳二级结构的超疏水表面.通过扫描电子显微镜(SEM)测量和接触角、滚动角测试的方法对具有不同微纳结构比例及尺寸的表面形貌和性能进行探查和测试,对制备过程中参数的选择做出了优化处理.得到了表面性质均匀、稳定的二级结构超疏水表面.通过粒子图像测速(PIV)的方法测量在结构表面滚动液滴的内部流动形态,并与一级结构表面进行对比.分析并总结了该文中表面的疏水机理及表面微纳结构比例、形态、尺寸等因素对疏水性能的影响.     

CuNiAl形状记忆合金相变和裂纹形核及扩展的原位研究

采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电镜(TEM)原位拉伸技术研究了形状记忆合金CuNiAl应力诱发马氏体相变以及它与裂纹形核、扩展的交互作用.结果表明,裂尖应力集中能诱发层错及不同形态的马氏体.在TEM中加载时,裂纹前方的马氏体能从一种形态转变为另一种形态,甚至逆变成母相.微裂纹可以在马氏体/母相界面以及两个马氏体的交汇处形核.当裂纹扩展一段距离,裂尖应力集中足够大时,可产生滑移带,这时微裂纹更容易沿滑移带形核.     

用STM研究金属间化合物脆断表面的纳米尺度特征与分形维数

用扫描隧道显微镜(STM)在纳米尺度研究了Ti₃Al,Ti-24Al-11Nb合金脆断表面特征,确定了STM在纳米尺度测量材料断裂表面分形维数的方法及原理,并用来测量了上面两种合金脆断表面的分形维数D_F。结果表明:在纳米尺度的断口特征与用SEM在微米尺度观察到的断口形貌非常相似,具有典型的解理脆断特征,观察到了纳米数量级解理台阶,断裂表面在纳米尺度上存在分形结构,但不同断裂方向的分形维数D_F不相同,Ti-24Al-11Nb合金的分形维数高于Ti₃Al合金的分形维数。研究表明使用STM并采用连续拓扑结构分形方法研究固体断裂中的原子过程以及用分形维数来描述材料的微观结构是很有可能的.     

立方相GaN外延层的表面起伏和高密度孪晶与六角相

利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)技术研究了低压金属有机化学气相淀积(LP-MOCVD)的立方相GaN/GaAs(001)外延层的表面起伏特征,及其与外延层极性和内部六角相、立方相微孪晶之间的联系.结果表明外延表面存在有大量沿方向延伸的条带状台阶,而表面起伏处对应着高密度的六角相或立方相微孪晶,在表面平整的区域内其密度则较低.{111}_Ga和{111}_N面上形成六角相和微孪晶概率的明显差异是导致外延层表面台阶状起伏特征的根本原因.     

在立方织构的Ni基带上沉积掺Ag的YBCO超导薄膜

用脉冲激光沉积法在立方织构的Ni基片上成功地外延了YBCO超导薄膜 ,其临界电流密度高达 1 .1 5MA cm² .X射线衍射分析结果表明Ni CeO₂ YSZ YBCO多层结构都是c轴取向 ,CeO₂ 和YSZ缓冲层能有效地改进薄膜织构 ;扫描电子显微镜结果表明Ni CeO₂ YSZ YBCO结构所有生长层面存在类似层状的形貌 ,而薄的一层Ag膜能有效地填充各个生长阶段由于高温下热膨胀系数不匹配形成的微裂缝 ,其结果是改进了薄膜微观结构 ,提高了临界电流密度 .     

带服务优先级车辆路径问题的扫描禁忌搜索算法

提出了一种带服务优先级车辆路径问题的模型(Vehicle Routing Problem with Precedence Constraints,VRPPC),和一种扫描—禁忌搜索算法(sweep-Taboo Search Algorithm,S-TSA).然后,运用S-TSA对郑煤物资供销有限公司的带有服务优先级的危险物资配送进行优化求解,并与扫描遗传算法(sweep-Genetic Algorithm,SGA),禁忌搜索算法(Taboo Search Algorithm,TSA),人工鱼群算法(Artificial Fish Algorithm,AFA)进行比较研究,研究结果显示:扫描禁忌搜索算法能在满足服务优先级的前提下,使配送费用最少.     

双光子共焦电子显微镜的三维成像理论及其分辨率的改善

研究了双光子共焦电子显微镜中双光子或多光子跃迁等非线性过程对成像特性的影响，导出了双光子共焦电子显微镜的荧光功率传输函数、三维脉冲响应函数和三维光学传递函数，进而导出了双光子荧光点像空间分布的理论表达式，并利用测不准原理阐明了双光子共焦电子显微镜如何突破经典衍射极限实现超分辨率三维成像.     

陶瓷刀具材料增强增韧机制的研究

用透射电子显微镜和扫描电子显微镜研究了金属陶瓷增强增韧机制,并用高压电子显微镜动态拉伸研究了第二相粒子对裂纹扩展的影响.