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.     

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。     

薄膜隧道结的漏洞分析和金相筛选法

本文用典型隧道结与超导微桥叠加的模型讨论了漏洞对薄膜隧道结I-V曲线的影响,分析了漏洞产生的原因及其防止措施,提出了可以显著提高低温实验时隧道结成品率的简便方法——金相筛选法.     

发光隧道结表面粗糙度的隧道显微镜研究

本文报道用扫描隧道显微镜(STM)在空气中观测淀积在100nm厚的CaF_2薄膜上的Al-Al_2O_3-Au发光隧道结表面的研究成果.在观测中首次发现结表面呈现出横向相关长度分别为30～70nm和3～5nm的两种粗糙度;横向相关长度小的粗糙度被横向相关长度大的所调制.这种横向相关长度为3～5nm的表面粗糙度的存在与Laks和Mills预期的表面随机粗糙隧道结发光理论值一致.     

用电子束蒸发制作Nb超导薄膜和Nb隧道结

本文报道了在10~(-5)—10~(-6)托的高真空下用电子束蒸发制作高质量的Nb超导薄膜的实验结果,Nb膜的临界温度T_c可以达到9.2K,接近大块纯Nb的T_c值(～9.3K)。研究了薄膜厚度、蒸发速率、衬底温度和真空度等淀积条件对Nb膜T_c的影响。用X射线衍射、电子显微和表面分析等方法分析了Nb膜的成分和结构。 用热氧化、直流辉光放电氧化和射频氧化等方法制成了Nb-NbO_x-Pb隧道结,通过表面分析研究了氧化位垒层的成分。对Nb隧道结的稳定性作了初步考察,40个串联结经过61次室温-4.2K之间的热循环和在室温下保存200天以上,结的I-V特性没有显著变化。     

硅油基底表面铁薄膜的生长机理及表面有序结构

利用直流溅射方法在液体基底(硅油)表面成功制备出金属铁薄膜系统，研究了其生长机理及特征的表面有序结构.实验发现铁薄膜的生长过程与液相基底表面非磁性金属薄膜的情况类似，基本服从二阶段生长模型.连续铁薄膜中可观测到尺寸巨大的圆盘形有序结构，其生长演化与溅射功率、沉积时间和真空环境中的生长时间等实验条件密切相关.实验证明，此类有序结构是在薄膜内应力作用下，铁原子及原子团簇在液体表面自由扩散迁移，并最终在硅油基底表面某些区域成核凝聚所致.在较大溅射功率和沉积时间条件下，圆盘外部区域的铁薄膜中形成周期分布的波纹褶皱，其波长约为10 μm，波峰基本与圆盘的边界平行.进一步研究表明：在沉积过程中，由于沉积铁原子的局域能量作用，导致硅油的表面层结构发生改变而形成一聚合物层；在随后的冷却过程中，聚合物层的强烈收缩使铁薄膜处于很大的压应力场中，促使薄膜起皱形成波纹结构. 关键词： 液体基底 铁薄膜 生长机理 有序结构     

Pb-In合金超导隧道结的制作工艺和热循环稳定性的研究

研究了不同条件下制作的Pb-In合金膜的热循环稳定性,以及用不同氧化方法制作的Pb-In合金隧道结的热循环稳定性。用直流辉光放电氧化制作的隧道结可以在室温下保存几个月和经受6—7次室温与4.2K之间的热循环,结的特性没有显著变化。     

沉积在液相基底表面磁性薄膜的形成机理和特性研究

采用气相沉积方法在硅油基底表面成功制备了一种具有近似自由支撑的新型铁薄膜系统,并研究了其生长机制、内应力分布以及低温磁特性．实验发现,此类铁薄膜的生长机制与沉积在液相基底表面非磁性薄膜的情况类似,即服从二阶段生长模型．在固定基底温度的条件下,当沉积速率较小时,可制得近似透明的连续铁薄膜,薄膜中呈现明显的特征尺寸达10E2μm数量级的带状准周期有序结构,它是由铁薄膜样品中内应力释放时所引起的薄膜板块间相互挤压而逐渐形成的．当沉积速率较大时,制得的连续铁薄膜呈金属色．实验发现,在临界温度Tc =10—15K附近,具有金属色的铁薄膜样品的矫顽力Hc有一明显的极大值峰．研究表明,这一奇异的矫顽力特性与液相基底表面铁薄膜中的原子团簇尺寸分布、无序的薄膜表面磁各向异性以及团簇间的磁性相互作用等因素有关．     

沉积在液相基底表面磁性薄膜的形成机理和特性研究

采用气相沉积方法在硅油基底表面成功制备了一种具有近似自由支撑的新型铁薄膜系统，并研究了其生长机制、内应力分布以及低温磁特性．实验发现，此类铁薄膜的生长机制与沉积在液相基底表面非磁性薄膜的情况类似，即服从二阶段生长模型．在固定基底温度的条件下，当沉积速率较小时，可制得近似透明的连续铁薄膜，薄膜中呈现明显的特征尺寸达10^2μm数量级的带状准周期有序结构，它是由铁薄膜样品中内应力释放时所引起的薄膜板块间相互挤压而逐渐形成的．当沉积速率较大时，制得的连续铁薄膜呈金属色．实验发现，在临界温度Tc=10—15K附近，具有金属色的铁薄膜样品的矫顽力Hc有一明显的极大值峰．研究表明，这一奇异的矫顽力特性与液相基底表面铁薄膜中的原子团簇尺寸分布、无序的薄膜表面磁各向异性以及团簇间的磁性相互作用等因素有关．     

Fe-Ni合金薄膜的结构和磁性

关键词：     

扫描隧道显微镜针尖调制的薄膜表面的原子扩散

采用原子尺度的模拟方法,探讨了在零偏压下扫描隧道显微镜(STM)针尖调制的金属表面岛上原子运动及岛边的层间质量输运. 研究结果显示STM的移动对岛上及岛边的原子扩散有重要的影响. 针尖与吸附原子的交互作用及岛和基体中强的形状变化影响了岛上吸附原子的跳跃扩散及岛边的跳下扩散和交换扩散过程. 研究发现,通过调节针尖与基体的垂直距离及针尖与吸附原子的水平距离,可以降低岛上吸附原子的跳跃扩散能垒及岛边的跳下扩散和交换扩散能垒,从而实现薄膜由三维生长模式向二维生长模式的转变. 关键词： 扫描隧道显微镜 原子运动 质量输运     

FeTe合金结构分析及其薄膜制备

利用固态反应法制备了名义成分为FeTe的合金, 采用X射线粉末衍射技术和Rietveld全谱拟合分析方法测定了其相组成和晶体结构. 研究表明,主相为Fe_1.08Te,空间群为P4/nmm,点阵参数 a = 3.8214(3) Å, c = 6.2875(3) Å, Z = 2, Fe原子占据2a和2c晶位, Te原子占据2c晶位. 利用脉冲激光沉积技术制备的FeTe薄膜超导转变起始温度为13.2 K,零电阻温度为9.8 K. 关键词： FeTe Rietveld结构精修 超导薄膜     

基于金银合金薄膜的近红外表面等离子体共振传感器研究

利用淀积在玻璃衬底上的金银合金薄膜作为表面等离子体共振(SPR)芯片, 构建了Kretschmann结构的近红外波长检测型SPR传感器. 采用不同浓度的葡萄糖水溶液测试了金银合金薄膜SPR传感器的折射率灵敏度. 实验结果表明随着入射角从7.5°增大到 9.5°, SPR吸收峰的半高峰宽从292.8 nm 减小到 131.4 nm, 共振波长从 1215 nm蓝移到 767.7 nm, 折射率灵敏度从35648.3 nm/RIU 减小到 9363.6 nm/RIU.在相同的初始共振波长(λ_R)下获得的金银合金薄膜SPR折射率灵敏度高于纯金膜(纯金膜在λ_R=1215 nm下的折射率灵敏度为29793.9 nm/RIU). 利用1 μmol/L的牛血清蛋白(BSA)水溶液测试了传感器对蛋白质吸附的响应.结果表明, BSA分子吸附使得金银合金薄膜SPR吸收峰红移了12.1 nm而纯金膜SPR吸收峰仅红移了9.5 nm. 实验结果还表明, 在相同λ_R下, 金银合金薄膜SPR吸收峰的半高峰宽大于纯金膜的半高峰宽, 因此其光谱分辨率比纯金膜SPR传感器低. 关键词： 金银合金薄膜 表面等离子体共振 波长检测型 高灵敏度     

用高纯氧热氧化制作铅薄膜隧道结工艺的研究

本文主要介绍用高纯氧热氧化制作铅约瑟夫逊隧道结的方法以及一些实验结果.用这种方法可以制作高质量的隧道结,结的成品率较高,临界电流的一致性和重复性较好.本文还介绍了某些检验隧道结氧化层质量的方法.     

光栅装饰薄膜及其再现机理研究

用波动光学理论的方法对光栅装饰薄膜的再现过程进行了分析，提出了光栅膜在一定光源下衍射成像的理论模型；导出了光栅膜微观结构与再现图样间的关系方程，并列举实例进行了验证；与实际再现结果进行了对比和讨论，给出了理论解释．     

ZnO薄膜的特殊光谱性质及其机理

以同步辐射真空紫外光(195nm)为激发源,在低温下观察到Si基衬底上ZnO薄膜的发光有三种紫外发射,其峰值波长分别为380,369．5,290nm。它们各自具有不同的衰减时间和不同的温度依赖关系,但其激发谱相同。强激发带不在近紫外区,而在真空紫外区(100～200nm),可能源于ZnO的下价带(Zn3d组态)电子的激发。对三种紫外发射的来源作了分析讨论。     

长脉冲激光作用下薄膜表面鼓包的形成机理

 在光学薄膜的激光损伤实验中,可以在显微镜下观测到激光辐照引起的尺寸较大、形状对称性很好的鼓包。从杂质气化的角度,应用弹性力学的球壳受压膨胀模型,分析薄膜表面鼓包的形成机制,同时得到了相应情况下薄膜的损伤机制。结果表明,半径越大杂质在激光辐照下越容易引起薄膜破坏,填埋得越浅的杂质也越容易引起薄膜破坏。杂质诱导破坏机制下,薄膜的裂纹首先出现在杂质附近的薄膜基体中。在薄膜中出现裂纹的临界状态时,半径越大、填埋得越深的杂质所引起的鼓包尺寸越大、高度越高。这种热力耦合模型,弥补了现有理论的不足,进一步完善了现有理论。     

长脉冲激光作用下薄膜表面鼓包的形成机理

在光学薄膜的激光损伤实验中,可以在显微镜下观测到激光辐照引起的尺寸较大、形状对称性很好的鼓包。从杂质气化的角度,应用弹性力学的球壳受压膨胀模型,分析薄膜表面鼓包的形成机制,同时得到了相应情况下薄膜的损伤机制。结果表明,半径越大杂质在激光辐照下越容易引起薄膜破坏,填埋得越浅的杂质也越容易引起薄膜破坏。杂质诱导破坏机制下,薄膜的裂纹首先出现在杂质附近的薄膜基体中。在薄膜中出现裂纹的临界状态时,半径越大、填埋得越深的杂质所引起的鼓包尺寸越大、高度越高。这种热力耦合模型,弥补了现有理论的不足,进一步完善了现有理论。     

纳米隧道结的制备和特性研究

结合对向靶直流磁控溅射技术、微电子光刻方法和原子力显微镜阳极氧化加工方法制备了实用的纳米钛-钛氧化线-钛隧道结，钛膜的厚度为3.02nm.钛氧化线的宽度为60.5nm，在室温下此隧道结的I-V曲线表现出明显的库仑阻塞效应. 关键词： 原子力显微镜阳极氧化 钛氧化线 隧道结 库仑阻塞效应     

共溅射Al-Zr合金薄膜的非晶化及其力学性能

为研究合金薄膜非晶化后力学性能持续提高的原因,通过双靶磁控共溅射方法制备了一系列不同Zr含量的Al-Zr合金薄膜,采用EDS,XRD,TEM和纳米力学探针表征了薄膜的微结构和力学性能.结果表明:在溅射粒子高分散性和薄膜生长非平衡性的共同作用下,较低Zr含量的薄膜形成超过饱和固溶体,剧烈的晶格畸变使薄膜的晶粒纳米化,其硬度相应迅速提高.随Zr含量的进一步增加薄膜形成非晶结构,非晶薄膜的硬度因Al-Zr键数量的增加持续提高,并在含33.3 at.%Zr达到9.8 GPa后增幅减缓.研究结果揭示了非晶薄膜中Al-Zr键对薄膜力学性能的显著作用.