La0.3Sr0.7TiO3模板层对Pb(Zr0.5Ti0.5)O3薄膜的铁电性能增强效应的研究

通过sol-gel法在si(111)基片上分别制备了LaNiO3(LNO)底电极和LaNiO3/Sr0.7TiO3(LNO/LSTO)底电极.然后采用sol-gel方法,在两种衬底上分别制备了Pb(Zr0.5Ti0.5)O3(PZT)铁电薄膜.XRD分析表明,两种PZT薄膜均具有钙钛矿结构,且在LNO底电极上的PZT薄膜呈(100)择优取向,而在LNO/LSTO底电极上的PZT薄膜呈随机取向.铁电性能测试表明,相对LNO衬底上制备的PZT薄膜,在LNO/LSTO底电极上制备的PZT薄膜的剩余极化强度得到了有效的增强,同时矫顽场也增大.介电常数和漏电流的测试表明,LNO/LSTO底电极上制备的PZT薄膜具有大的介电常数和漏电流.     

由Pb过量引起的镧钛酸铅铁电薄膜性能异常的研究

采用金属有机物热分解法制备了不同La含量和不同Pb过量的镧钛酸铅铁电薄膜．在研究铁电性时发现：薄膜样品在极化达到饱和之前，电滞回线会出现束腰现象，束腰现象只与薄膜中的Pb过量有关．随Pb过量的增加和La含量的减少，镧钛酸铅薄膜电滞回线的束腰程度加剧．在C-V特性测试中发现：在Pb过量的样品中，C-V曲线会出现异常的四峰现象，随偏压升高或频率增大，异常程度逐渐减弱甚至会转变成正常的双峰．进一步研究表明：这两种实验现象是统一的，可以用铁电薄膜电畴的钉扎效应解释．由于Pb过量使正常的钙钛矿薄膜中出现了多余的Pb 关键词：     

La0.3Sr0.7TiO3模板层对Pb(Zr0.5Ti0.5)O3薄膜的铁电性能增强效应的研究

通过sol-gel法在Si (111) 基片上分别制备了LaNiO₃(LNO)底电极和LaNiO₃/La_0.3Sr_0.7TiO₃ (LNO/LSTO)底电极.然后采用sol-gel 方法，在两种衬底上分别制备了Pb (Zr_0.5Ti_0.5)O₃ (PZT)铁电薄膜.XRD分析表明，两种PZT薄膜均具有钙钛矿结构，且在LNO底电极上的PZT薄膜呈(100) 择优取向，而在LNO/LSTO底电极上的PZT薄膜呈随机取向.铁电性能测试表明，相对LNO衬底上制备的PZT薄膜，在LNO/LSTO底电极上制备的PZT薄膜的剩余极化强度得到了有效的增强，同时矫顽场也增大.介电常数和漏电流的测试表明，LNO/LSTO底电极上制备的PZT薄膜具有大的介电常数和漏电流. 关键词： PZT薄膜 铁电性 漏电流 0.3Sr_0.7TiO₃')" href="#">La_0.3Sr_0.7TiO₃     

低温Si(111)-7×7表面Pb纳米薄膜的生长模式与沉积速率的依赖关系

本文利用超高真空腔室中的分子束外延手段在低温Si(111)衬底上外延生长Pb纳米薄膜.分析了不同沉积速率下Pb纳米薄膜的尺寸、台阶高度等参数变化情况,研究了不同条件下薄膜的形貌特性,并据此提出Pb纳米薄膜在不同沉积速率下的生长模式差异.     

小面积Pb合金隧道结中的准粒子射频感应台阶

我们用8mm波段的电磁波辐照小面积Pb合金超导隧道结,在能隙电压附近观察到了光子辅助的准粒子隧道效应所引起的感应台阶。本文报道了有关的测试方法、实验结果和主要结论,并简要地叙述了一种波导-悬置带线-隧道结的新的微波耦合结构。     

铟Josephson结的制作及其氧化方法的研究

本文介绍了一种制作Josephson薄膜隧道结的氧化方法,用它可以制作出用普通方法难以制作的In薄膜隧道结。这种方法通过控制氧气的湿度、温度和氧化时间等因素来得到所需要的结的特性。用它制出的In-In_xO_Y-Pb隧道结质量高、重复性和一致性都很好。这种方法还可以用来制作sn和Pb隧道结。     

Pb-In-Au合金薄膜隧道结的制作

本文报导了用国产普通真空镀膜机制作Pb—In—Au合金薄膜隧道结的三种比较简单的工艺.这种Pb合金隧道结能经受4—5次室温和4.2K之间的热循环,在室温下贮放40—100天,结的直流I-V特性没有明显变化,有的样品可以经受15次热循环.文中还分析和讨论了制作Pb-In-Au合金隧道结需要注意的几个问题.     

(111)择优取向的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3铁电薄膜的制备及研究

选用不同浓度的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3溶胶,用Sol-gel法在Pt/Ti/SiO2/Si基片上沉积一层厚度不同的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT52)过渡层,经400℃烘烤、550℃退火等程序后,再用Sol-gel法在PZT52过渡层上沉积Pb(Zr0.52Ti0.48)O3薄膜.XRD分析表明,有PZT52过渡层的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3薄膜具有(111)择优取向的钙钛矿结构,且随着过渡层厚度的增加,Pb(Zr0.52Ti0.48)O3薄膜的(111)择优取向程度越高.SEM分析表明,当PZT52过渡层的厚度达到14nm以上,Pb(Zr0.52Ti0.48)O3薄膜结晶程度得到明显改善,平均晶粒尺寸大大增加.介电、铁电性能测试表明,与没有过渡层的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3薄膜相比,有PZT52过渡层的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3薄膜具有较大的介电常数和剩余极化强度,而介电损耗则较小.     

二维铁电材料α-In2Se3 表面分子束外延生长Pb 纳米岛的STM 研究

铁电材料拥有自发电极化, 不同的极化方向会对异质结的电子结构产生可逆的和非易失性的影响. 本工作采用分子束外延技术在二维铁电材料α-In2Se3 衬底上成功制备了 Pb 纳米岛构建 Pb/α-In2Se3 超导铁电异质结,并通过扫描隧道显微镜表征了其表面原子结构与电子结构. 进一步的扫描隧道谱测量显示不同层厚 Pb 岛的量子阱态消失, 并且我们在4.5 K 的温度下没有观察到超导能隙, 表明铁电衬底会影响 Pb 岛的电子结构, 甚至其超导特性. 这些发现为理解铁电衬底对超导性的影响提供了参考, 并为调控低维量子材料中的电子结构及超导性提供了新的思路.     

Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O(F)超导薄膜

本文介绍用电阻加热、单源混合分层蒸镀的方法制备掺 Pb 的 Bi-Sr-Ca-Cu-O(F)薄膜.我们用钼舟作加热源,用称量法控制膜的组份,采用金属 Bi、Pb、Cu 以及晶体 SrF_2和CaF_2 作原材料,把它们混合放入钼舟内加热蒸发.衬底为单晶 MgO(100).在热处理过程中通入湿氧和干氧,烧结温度850℃,获得了起始转变温度116K,零电阻温度103K 的超导薄膜.     

溶胶-凝胶法制备Pb(Zr1?xTix)O3复合梯度薄摸以及介电与热释电特性

"在Pt/Ti/SiO2/Si基片上用溶胶-凝胶法生长制备了PZT(Pb(Zr1-xTix)O3)复合梯度铁电薄膜． 薄膜最终结构由6层组成,"向上"梯度薄膜在Pt底电极上的第一层从PbZrO3开始,顶层是PZT(50/50),即第一层是PbZrO3,第二层PZT90/10 (10%Ti),第三层是PZT80/20,第四层PZT70/30,第五层PZT60/40,第六层PZT50/50．每一层与此相反的是"向下"梯度PZT薄膜．用X射线衍射、俄歇电子能谱和阻抗分析来研究梯度薄膜的结构与介电特性．600     

柔性Pb(Zr_(0.53)Ti_(0.47))O_3薄膜的高温铁电特性

随着柔性电子产品的迅速发展,具有优异铁电和压电性的Pb(Zr_(0.53)Ti_(0.47))O_3 (PZT)薄膜在柔性的非易失性存储器、传感器和制动器等器件中有广泛的应用前景.同时,由于外部环境越来越复杂,具有高温稳定特性的材料和器件受到越来越多的关注.本文在耐高温的二维层状氟晶云母衬底上,用脉冲激光沉积技术制备出外延的PZT薄膜,并通过机械剥离的方法,得到柔性的外延PZT薄膜.研究了Pt/PZT/SRO异质结的铁电和压电性及其高温特性,发现样品表现出优越的铁电性,剩余极化强度(P_r)高达65μC/cm~2,在弯曲104次后其铁电性基本保持不变,且样品在275℃高温时仍然保持良好的铁电性.本文为柔性PZT薄膜在航空航天器件中的应用提供了实验基础.     

Al原子在Pb基底上的沉积过程研究

利用分子动力学方法模拟了Al原子在Pb基底上的沉积过程. 对Al原子在Pb基底(001)面上沉积的形态与Pb原子在Al(001)基底上沉积的形态做了比较. 由于界面间势垒的不同, 两个体系界面间的形态有明显的差异. 分析了基底温度、基底晶面指向、沉积原子的入射动能对界面间原子混合的影响. 模拟结果显示: 随着基底温度升高, 基底原子的可移动性大大增加, 与沉积原子发生较大程度的混合; 入射能的改变对界面间原子的混合影响很小; 基底表面取不同的晶格指向时, 基底与沉积原子间的混合行为也有明显的不同. 利用径向分布函数分析了沉积原子的入射能对薄膜中原子排列有序性的影响. 较高入射能对应更有序的薄膜结构; 由径向分布函数的结构可以推测Al原子在Pb(001)基底表面沉积时界面间可能有金属间化合物生成. 关键词： Pb/Al体系 沉积过程 分子动力学 入射能     

新型电极材料Sb掺杂BaSnO_3薄膜的外延生长及其在铁电薄膜电容器中的应用

本文利用脉冲激光沉积技术在SrTiO_3单晶衬底上生长了Sb掺杂BaSnO_3(BSSO)外延薄膜.结构和输运性质测量结果显示BSSO薄膜是一种具有立方钙钛矿结构导电性很好的薄膜材料,80K时呈现金属绝缘体转变,室温下薄膜的电阻率、载流子浓度和迁移率分别为ρ=2.43 mΩcm,n=1.65×1021 cm~(-3)和μ=1.75 cm~2/Vs.以BSSO薄膜为底电极制备了具有比较好电滞回线的Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3和Bi(Mn_(0.05)Fe_(0.95))O_3铁电电容器,表明BSSO薄膜是一种具有应用前景的新型电极材料.     

超导Josephson隧道结性能和超导量子比特电路的设计方案

超导Josephson隧道结是实现超导量子比特的基本元件。利用悬空掩膜和电子束斜蒸发相结合的工艺方法制备Al/Al2O3/Al超导Josephson隧道结,并且系统研究了底电极、上电极薄膜的厚度及氧化参数等工艺条件与隧道结超导电流密度Jc和面积归一化电阻Rc的关系。设计测量了三种方案的超导量子比特电路,通过对参数和结构的优化测出了较理想的量子比特(qubit)信号。     

利用电子束蒸发制备铝隧道结工艺研究

采用电子束蒸发的方法在Si片上制备超导铝(Al)薄膜。利用X射线衍射和直流四电极电阻法分别测试了厚度从100埃到5000埃的Al薄膜物向组成,超导转变温度(Tc)和临界电流密度(Jc)。当Al薄膜厚度大于500埃时,超导转变温度Tc=1.2K。电子束蒸发制备的Al薄膜性能良好,具有较高的结晶质量,为制备Al超导隧道结奠定了良好基础。对小面积的Al超导隧道结工艺进行了研究,该超导隧道结两层的超导体材料为Al薄膜,中间势垒层材料为Al2O3。其中Al薄膜利用电子束蒸发制备,势垒层通过直接氧化Al薄膜表面实现,该工艺和采用直接蒸发氧化物薄膜工艺相比不仅简单而且能有效防止势垒层不连续造成的弱连接。     

纳米TiO_2∶Zn薄膜电极紫外光电特性研究

采用sol-gel法制备了Zn2 掺杂的锐钛矿相纳米TiO2薄膜电极.通过光电流作用谱和电流-电位(I-U)曲线研究了掺杂不同浓度Zn2 的TiO2薄膜电极的光电特性.由光电流作用谱可知,Zn2 的掺杂可显著影响薄膜电极的光电流大小,且掺杂的最佳浓度与薄膜晶粒尺度有关.在320nm单色光照射下,掺杂浓度(摩尔浓度)为0.1%的薄膜电极光电流最大,与未掺杂的本征薄膜电极相比增幅达40%.I-U曲线表明,光照下,随电极电位由正到负逐渐降低,不同掺杂浓度的TiO2薄膜电极中均出现了阳极电流向阴极电流转换的现象,且Zn2 掺杂浓度可影响电极阳极电流的初始电位.另外,无光照的暗态下,各薄膜在负电位区域观察到了相似的随电位降低而迅速增大的阴极暗电流.     

(Pb,La)Ti03铁电薄膜的太赫兹时域光谱实验研究

利用THz时域光谱技术(THz-TDS)探测了制作在SiO2/Si衬底上的(Pb,La)TiO3铁电薄膜的频谱响应,获得了三种不同烧结温度的掺镧钛酸铅(PLT)薄膜的THz频谱.根据实验数据计算得到了PLT薄膜在0.2～3 THz频段内的吸收系数、折射率和复介电常数,并对比了三种不同烧结温度的PLT薄膜的实验计算结果.实验结果表明,三种PLT薄膜在所测频段内均有较强吸收,且都在1.5 THz处有一个明显的吸收峰,在2.25 THz处有一个相对较弱的吸收峰.     

MgO(111)上NbN和AlN薄膜的生长研究

在制备NbN/AlN/NbN隧道结的工艺过程中,为了获得具有优质单晶结构的NbN薄膜,我们在MgO(111)基片上探索了直流溅射法制备NbN薄膜的生长工艺条件,XRD研究分析表明,我们获得了单晶结构良好的NbN薄膜;为了支持作为上电极的NbN薄膜的生长,也需要良好的AlN薄膜用作势垒层,我们采用射频磁控溅射设备和纯净的Al靶对AlN薄膜进行了制备研究.实验结果表明,所获得的AlN薄膜具有六方c-轴取向,并讨论了衬底和薄膜界面处可能的结构情况.     

硅基异质结太阳电池新进展

非晶硅/晶体硅异质结太阳电池(SHJ)是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜,它综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势,具有结构简单、工艺温度低、钝化效果好、开路电压高、温度特性好、双面发电等优点,是高转换效率硅基太阳电池的热点方向之一。本文首先综述了近几年SHJ电池制造工艺技术的进步,包括臭氧清洗硅片、热丝化学气相沉积技术沉积非晶硅薄膜、透明导电薄膜沉积方法和材料的改进,以及新型金属化电极技术在SHJ电池中的应用所取得的进展。然后介绍了结合背面结技术、载流子选择性钝化接触技术的硅异质结电池以及薄型硅异质结太阳电池最新研究情况。进一步分析了与叉指式背接触技术相结合的硅异质结电池、与钙钛矿太阳电池技术相结合的钙钛矿/硅异质结两端叠层太阳电池的研究现状,指出硅基异质结太阳电池是迈向更高效率太阳电池的基石。