金属基上以YSZ为过渡层的YBCO薄膜的微观结构

采用透射电子显微术（ＴＥＭ），研究了用磁控溅射技术在柔性金属基体上制备的、钇稳定的ＺｒＯ２（ＹＳＺ）为过镀层的ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－ｙ（ＹＢＣＯ）薄膜的横断面结构。所得ＹＢＣＯ膜的超导临界转变温度Ｔｃ为９１Ｋ，临界电流密度Ｊｃ＝２×１０３Ａ／ｃｍ２（７７Ｋ，０Ｔ）。基体为Ｎｉ基合金（ＨａｓｔｅｌｏｙＣ）。ＹＳＺ层为致密、均匀的细晶组织，约１２μｍ厚，具有织构取向，并与基体紧密连接。ＹＢＣＯ层的厚度不均匀，约５００ｎｍ；ＹＢＣＯ／ＹＳＺ界面有时连接较差，在该界面上有杂质出现，杂质有可能引发裂纹。     

LaAlO_3衬底上磁控溅射的大面积YBa_2Cu_3O_（7－x）薄膜微观组织

用分析电镜和高分辨电镜对在３０ｍｍ×３０ｍｍＬａＡｌＯ３衬底上，采用中空柱状阴极直流磁控溅射的高ＪｃＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－ｘ（ＹＢＣＯ）薄膜的微观组织结构进行了研究。薄膜为ｃ轴取向ＹＢＣＯ，含有少量Ｙ２ＢａＣｕＯ５颗粒和纺锤状Ｙ２Ｏ３。膜内主要晶体缺陷为［００１］刃位错和螺位错、堆垛层错、（００１）晶面弯曲带、小于１５ｎｍ的晶格畸变区和阳离子空位。ＬａＡｌＯ３衬底表面呈阶梯状并有小坑。衬底表面第一层膜原子为ＣｕＯ和ＣｕＯ２层，以致在界面形成ＢａＣｕＯ２和ＹａＢａＣｕ２Ｏ５相。ＬａＡｌＯ３衬底表层有较多位错，对薄膜外延生长和缺陷的形成有明显影响。     

Y2BaCuO5相含量对大尺寸YBCO织构样品磁性的影响

用ＰＭＰ（粉末熔化法）方法制备出大尺寸织构ＹＢＣＤ样品，名义成分为磁测量结果表明，当ｘ＝１５时．在７７Ｋ下达到较好水平；通过观察样品的组织形貌说明颗粒细小及分布均匀的Ｙ２ｌｌ相能起到较好的钉扎作用。     

衬底温度对射频溅射CeO2薄膜微观结构的影响

为了通过射频溅射金属Ce靶与CeO2靶能得到相同结构、相同性能的CeO2薄膜,采用射频反应磁控溅射技术在玻璃衬底上沉积CeO2薄膜,通过调控基体温度,分析其对薄膜成分、结构、形貌的影响规律,分别采用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、原子力显微镜对薄膜结构性能进行表征.结果表明:在沉积温度为600℃下,溅射金属Ce靶制...     

含氟Y—Ba—Cu—O高温超导体稳定性与结构的研究

应用ＢａＦ２，ＣｕＦ２和ＹＦ３分别部分代换ＢａＯ，ＣｕＯ和Ｙ２Ｏ３制得了一系列带有氟元素的Ｙ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ高温超导体样品，其中ＢａＦ２代换ＢａＯ的摩尔量可达４５％，样品的零电阻温度为８２．５－９３．５Ｋ。应用ＸＲＤ，ＤＴＡ，ＩＲ和化学方法研究了样品的结构和稳定性。     

用角分布XPS法研究热处理时YBCO膜的表面组成变化及膜与衬底的相互作用

用角分布XPS法研究了MOD法制得的YBCO膜在热处理过程中膜的表面元素浓度变化以及膜与村底ZrO_2之间的原子扩散和固态化学反应。结果表明无论是薄膜(约0.1μm)和较厚的膜(约1～1.5μm),在大约530～720℃的温度范围内加热后都发生铜表面富集和钡表面浓度偏低。在800℃以上加热后铜的表面浓度显著降低,温度愈高,降低愈甚。膜与衬底之间的化学反应也随温度升高而加剧。例如薄膜在890℃加热后钡向ZrO_2衬底扩散,膜中的铜仍以 2价为主;在950℃加热后衬底表面生成了富钡层,而铜则主要以 1价的形式存在于富钡层表面。与厚膜相比,在800℃以上薄膜与衬底的原子扩散和固态化学反应对于膜超导电性的损害更显著。     

用角分布XPS法研究热处理时YBCO膜的表面组成变化及膜与衬底的相互作用

用角分布XPS法研究了MOD法制得的YBCO膜在热处理过程中膜的表面元素浓度变化以及膜与村底ZrO_2之间的原子扩散和固态化学反应。结果表明无论是薄膜(约0.1 μm)和较厚的膜(约1～1.5 μm), 在大约530～720 ℃的温度范围内加热后都发生铜表面富集和钡表面浓度偏低。在800 ℃以上加热后铜的表面浓度显著降低, 温度愈高, 降低愈甚。膜与衬底之间的化学反应也随温度升高而加剧。例如薄膜在890 ℃加热后钡向ZrO_2衬底扩散, 膜中的铜仍以+2价为主; 在950 ℃加热后衬底表面生成了富钡层, 而铜则主要以+1价的形式存在于富钡层表面。与厚膜相比, 在800 ℃以上薄膜与衬底的原子扩散和固态化学反应对于膜超导电性的损害更显著。     

Zr0.5Ti0.5O2纳米薄膜的光电性能

采用溶胶-凝胶法制备了Zr0.5Ti0.5O2固溶体薄膜,通过X-射线衍射分析（XRD）、扫描电镜分析（SEM）、紫外吸收光谱(UV-Vis)和X射线光电子能谱（XPS）等方式对材料进行了表征。结果表明实验制得的材料Zr：Ti=1:1,薄膜表面平整、致密、光滑,皲裂情况较单纯的TiO2和ZrO2薄膜有明显改进;另外由于Zr的掺入,薄膜在紫外光波段有良好的吸收,吸收边较TiO2薄膜有明显的蓝移。通过标准的光刻剥离技术和磁控溅射技术在Zr0.5Ti0.5O2纳米薄膜上制作了叉指型的金属电极。在5V偏压下,样品对可见光不吸收,对260 nm的紫外光有明显的光电响应,光电流与暗电流之比近3个数量级。     

YBCO／CeO2／Si多层膜超导材料的分析电镜研究

在具有ＣｅＯ２隔离层的Ｓｉ基片上获得了较高质量的ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－ｘ（ＹＢＣＯ）高温超导薄膜。在零磁场下，７７Ｋ时其临界电流密度达到１×１０６Ａ／ｃｍ２。研究发现，ＹＢＣＯ的（００１）面平行于Ｓｉ基片的（１００）面，而ＣｅＯ２过渡层由许多约４０ｎｍ×１００ｎｍ的细小ＣｅＯ２晶粒组成，其取向呈散乱分布。尽管ＣｅＯ２和Ｓｉ之间的晶格错配很小（约０．４％），ＣｅＯ２却不能在Ｓｉ上外延生长，而ＹＢＣＯ却能在取向凌乱的ＣｅＯ２上形成［００１］择优取向。ＣｅＯ２和Ｓｉ的界面处有一层极薄的过度层。ＹＢＣＯ和ＣｅＯ２界面存在Ｙ２ＢａＣｕＯ５（２１１相）。在ＹＢＣＯ薄膜中观察到有与１２３相混生的２４８相。     

Mo(001)表面的CaO(001)薄膜模型催化体系的STM研究

氧化物单晶化薄膜的制备与表征是研究氧化物表面性质的重要方法,也是模型催化研究的前沿领域。本文主要综述了Fritz-Haber研究所的Hajo Freund小组在过去几年间围绕着以Mo(001)为衬底制备的CaO(001)薄膜模型催化体系而进行的表面结构和化学性质的系列研究。其中既包含了氧化物薄膜研究的共同特点,如界面效应、膜厚效应等,也包含有CaO/Mo体系独特的性质,如Mo的自发掺杂对表面性质的调控作用。在该系列研究中低温扫描隧道显微镜(LT-STM)技术的应用贯穿了方方面面,从原子结构表征到电子性质研究,从杂质缺陷的鉴别到表面物种荷电性质的分析等。STM所获得的微观信息直接从原子分子水平揭示了调控薄膜表面性质的各种控因。特别的,在理论计算的辅助下,不断深化认识氧化物掺杂调控的原理和机制,为设计新型催化剂提供重要思路。     

衬底温度对全氟取代酞菁锌固体薄膜微结构的影响

用UV-Vis光谱、X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)对全氟取代酞菁锌(F₁₆PcZn)在不同温度下的石英衬底上的分子堆砌方式进行了研究,F₁₆PcZn分子沉积按3个阶段进行.首先通过F^-原子与石英衬底的强相互作用形成“card-packing”奠基层,进而形成“amorphousaccumulation”过渡层,最后形成有序的“brick-stacking”结晶层.三种分子堆砌方式对应的吸收光谱谱峰分别出现在640,670和810nm附近.810nm附近吸收峰形状的变化说明衬底温度升高有利于“brick-stacking”堆砌方式的实现,AFM观察的结果证实衬底温度升高使结晶微畴增大.常温下结晶层中分子以单斜点阵平行排列,点阵常数a为1.494nm,在250～300℃下分子发生位型微调,F₁₆PcZn分子采取更致密的堆积方式(a=1.428nm).     

CO在YBa2Cu3Ox薄膜上吸附与加氢的研究

ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏｘ（ｘ＝６－７）薄膜被合成在ＹＳＺ基底上，用ＦＴＩＲ，ＸＰＳ，ＸＲＤ等手段原位研究ＣＯ在薄膜上的吸附及加氢行为。ＣＯ吸附在Ｃｕ位置上，与ＹＢＣＯ体相中的Ｏ作用，生成表面ＣＯ２或－ＣＯＯ基团，导致ＹＢＣＯ中生产氧空位，使ＹＢＣＯ发生昌型转变，Ｃｕ＾２＋被还原为Ｃｕ＾＋或Ｃｕ＾０．ＹＢＣＯ中的氧空位有利于ＣＯ、ＣＯ２及Ｈ２的吸附。ＣＯ、ＣＯ２在ＹＢＣＯ膜上的加氢产物为ＣＨ３ＯＨ、ＣＨ３     

氮掺杂二氧化钛-氧化镍双层薄膜的光电致色特性

以金属钛为靶材、O2/N2/Ar混合气氛为溅射气体,在导电玻璃(ITO)表面磁控溅射一层薄膜,再经300-500℃退火处理制备了氮掺杂TiO2薄膜.采用X射线衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见吸收光谱等对薄膜的微观结构、光学特性和光电化学性能等进行了研究.进而采用化学沉积的方法在TiO2-xNx薄膜表面沉积上一层多孔NiO薄膜,研究表明,制备的ITO/TiO2-xNx/NiO双层薄膜具有明显的光电致色特性,400℃退火处理的氮掺杂TiO2薄膜具有最高的光电流响应,经氙灯照射1h后,薄膜从无色变成棕色,500nm波长处光透过率从79.0%下降至12.6%.     

基于铁薄膜的表面等离子体耦合定向荧光研究

本文报道了以纳米铁膜为基底的SPCDF检测方法. 以荧光素和卟啉为例, 探讨了SPCDF信号的特性, 在固定角度下检测了荧光素-卟啉双荧光团体系的SPCDF信号, 并应用于全血样品的分析.     

碱式碳酸铜微球的表面改性和组装

报道了通过分散聚合反应在碱式碳酸铜微球表面锚接聚苯乙烯纳米粒子, 以调节其亲水/亲油性的方法. 结果表明, 锚接的聚苯乙烯纳米粒子尺寸愈大, 所得的改性碱式碳酸铜微球疏水性愈强. 用对油和水润湿性适中的改性碱式碳酸铜微球为乳化剂, 能够制备出稳定的油包水型Pickering乳液. 改性碱式碳酸铜微球组装在Pickering乳液的分散相液滴表面, 形成一个固体壳层. 将Pickering 乳液的分散相水核凝胶化, 合成出分级结构琼脂糖凝胶微球.     

脉冲激光沉积LiMn2O4薄膜的研究

在氧气氛下采用355nm脉冲激光烧蚀制备了LiMn₂O₄薄膜,并用四极质谱和发光光谱技术考察了脉冲激光烧蚀过程及环境氧气对薄膜沉积过程的影响.质谱测定结果表明,355nm激光烧蚀LiMn₂O₄的产物主要有Li⁺、Mn⁺等离子和O₂、O、LiO₂、LiMnO、MnO及锂原子的多聚体等中性产物.不同氧气压下测定的发光光谱表明烧蚀原子在环境氧气氛中存在氧化过程.用循环伏安法和X射线衍射法对薄膜进行了表征.     

淬火和退火对称三嵌段共聚物薄膜形貌和结构的Monte Carlo模拟

嵌段共聚物薄膜淬火形貌与初始化时嵌段共聚物熔体的状态相关,淬火得到的有序形貌有时存在缺陷,而退火则可以消除这些缺陷形成更规整的层状结构,且退火得到的嵌段共聚物分子的均方回转半径等都小于淬火得到的.与淬火比较,退火使高分子链充分松弛,增加了薄膜中有利于提高材料物理力学性能的桥键含量.不同于受限自由表面间的对称二嵌段共聚物首先在表面区域形成有序结构,三嵌段共聚物则在薄膜内部先形成有序的层状结构.