CoFe/TiZr多层膜材料界面结构与性能的极化中子反射研究

利用极化中子反射技术较系统地研究了CoFe/TiZr复合多层膜材料界面结构，结果表明.1)从多层膜超镜传输特性角度考虑，等厚对层不如非等厚对层膜结构好.2)等厚对层的最佳退火温度约250℃，非等厚对层退火温度低于250℃影响不明显，等厚和非等厚对层经350℃退火后膜层变化严重.3)从布拉格峰位变化看，随着退火温度的升高，等厚对层膜的厚度先变小后变大；非等厚对层与之相反.     

低温退火的X射线W/Si多层膜应力和结构性能

W/Si多层膜反射镜在硬X射线天文望远镜中有重要应用. 为减小其应力对反射镜面形和望远镜分辨率的影响, 同时保证较高的反射率, 采用150, 175和200 ℃ 的低温退火工艺对采用磁控溅射镀制的W/Si周期多层膜进行后处理. 利用掠入射X射线反射测试和样品表面面形测试对退火前后W/Si多层膜的应力和结构进行表征. 结果表明, 在150 ℃ 退火3 h 后, 多层膜1级峰反射率和膜层结构几乎没有发生变化, 应力减少约27%; 在175 ℃ 退火3 h后, 多层膜膜层结构开始发生变化, 应力减少约50%; 在200 ℃退火3 h 后, 多层膜应力减小超过60%, 但1级布拉格峰反射率相对下降17%, 且膜层结构发生了较大变化. W, Si界面层的增大和相互扩散加剧是应力和反射率下降的主要原因.     

含氢氦锆膜的中子反射及弹性反冲探测表征

采用直流磁控溅射方法制备含氢氦的锆膜,利用中子反射和弹性反冲探测两种方法分别对样品中的氢、氦分布以及浓度进行表征,并探究了不同温度退火处理后H、He的变化.实验结果表明:中子反射与弹性反冲探测两种方法的表征结果具有很好的一致性,H、He在锆层中近似均匀分布,氦浓度与溅射的He/Ar比成正比. 300℃退火处理1 h后,样品中的H从Zr层向外迁移和释放,且这种现象随退火温度升高到500℃时更加明显.     

引入纳米氧化层的CoFe/Pd双层膜结构中增强的垂直磁各向异性研究

制备了CoFe/Pd双层结构的界面处或CoFe层 内部引入纳米氧化层后的系列薄膜. 研究结果显示, 引入纳米氧化层后, 可以使薄膜的磁各向异性在退火后从面内转到垂直膜面方向. 并且对于在CoFe层内部引入纳米氧化层的这类样品, 其强烈的垂直磁性可以在相当宽的有效磁性层厚度范围内(1.2-2 nm)维持. 在保持垂直磁性的前提下, 这种特殊的双层膜结构中CoFe磁性层厚度比常规CoFe/Pd 多层膜中的CoFe层厚度至少多出1.4 nm. 本文的研究有助于制备出具有较高热稳定性的垂直磁性器件电极.     

退火对电子束热蒸发193nm Al2O3/MgF2反射膜性能的影响

设计并镀制了193nm Al₂O₃/MgF₂反射膜，对它们在空气中分别进行了250—400℃的高温退火，测量了样品的透射率光谱曲线和绝对反射率光谱曲线.发现样品在高反射区的总的光学损耗随退火温度的升高而下降，而后趋于饱和.采用总积分散射的方法对样品在不同退火温度下的散射损耗进行了分析，发现随着退火温度的升高散射损耗有所增加.因此，总的光学损耗的下降是由于吸收损耗而不是散射损耗起主导作用.对Al₂O₃材料的单层膜进行了同等条件的退火处理，由它们光学性能的变化推导出它们的折射率和消光系数的变化，从而解释了相应的多层膜光学性能变化的原因.反射膜的反射率在优化联系、镀膜工艺与退火工艺的基础上达98％以上. 关键词： 193nm 反射膜 退火 光学损耗 吸收     

MgO/Pt界面对增强Co/Ni多层膜垂直磁各向异性及热稳定性的研究

采用直流磁控溅射法在玻璃基片上制备了Pt底层和MgO/Pt双底层的Co/Ni多层膜样品, 通过反常霍尔效应研究了不同MgO厚度和退火温度对样品垂直磁各向异性(perpendicular magnetic anisotropy, PMA)的影响. 随着底层中MgO厚度的逐渐增加, 样品的矫顽力也随之增强, 霍尔电阻变化不大; 对样品进行退火处理后发现, 单纯Pt底层的Co/Ni多层膜随着退火温度的升高, 霍尔电阻逐渐降低, 矫顽力则迅速降低, 热稳定性较差; 而当MgO/Pt双底层的样品在200 ℃退火后矫顽力大幅增加, 霍尔电阻略微有所减小, 更高的退火温度使得Co和Ni合金化, 导致多层膜的PMA特征减弱.     

退火对IrMn基磁隧道结多层膜热稳定性的影响

采用磁控溅射方法制备了结构为IrMn/CoFe/AlO_x/CoFe的磁性隧道结多层膜,样品置于真空磁场中进行退火处理. 将在不同温度退火的磁隧道结结构多层膜置于负饱和场中等待,研究退火温度对样品热稳定性的影响. 结果表明:退火提高了多层膜反铁磁层的单轴各向异性能,增加了样品的交换偏置;随着负饱和场等待时间的延长,被钉扎层的磁滞回线向正场偏移,交换偏置单调减小,但退火减弱了这种趋势. 关键词： 磁隧道结 交换偏置 磁化反转     

退火温度对Ta_2O_5/SiO_2多层反射膜结构和应力特性的影响

介质膜反射镜是星载激光测高仪系统中不可缺少的薄膜元件,其面形质量直接影响探测系统测距的分辨率和精度.本文采用离子束辅助电子束蒸发工艺在石英基底上沉积Ta_2O_5/SiO_2多层反射膜,并在200—600℃的空气中做退火处理.通过X射线衍射、原子力显微镜、分光光度计及激光干涉仪等测试手段,系统研究了退火温度对Ta_2O_5/SiO_2多层反射膜结构、光学性能以及应力特性的影响.结果表明:Ta_2O_5/SiO_2多层反射膜退火后,膜层结构保持稳定,膜层表面粗糙度得到有效改善;反射膜在500—600℃退火后,残余应力由压应力向张应力转变;采用合适的退火温度可以有效释放Ta_2O_5/SiO_2薄膜的残余应力,使薄膜与基底构成的介质膜反射镜具有较好的面形精度.本文的实验结果对退火工艺在介质膜反射镜面形控制技术方面的应用具有重要意义.     

退火对电子束热蒸发193nm Al2O3/MgF2反射膜性能的影响

设计并镀制了193nm Al2O3/MgF2反射膜,对它们在空气中分别进行了250-400℃的高温退火,测量了样品的透射率光谱曲线和绝对反射率光谱曲线.发现样品在高反射区的总的光学损耗随退火温度的升高而下降,而后趋于饱和.采用总积分散射的方法对样品在不同退火温度下的散射损耗进行了分析,发现随着退火温度的升高散射损耗有所增加.因此,总的光学损耗的下降是由于吸收损耗而不是散射损耗起主导作用.对Al2O3材料的单层膜进行了同等条件的退火处理,由它们光学性能的变化推导出它们的折射率和消光系数的变化,从而解释了相应的多层膜光学性能变化的原因.反射膜的反射率在优化联系、镀膜工艺与退火工艺的基础上达98%以上.     

FeCuCrVSiB单层和多层膜的横向巨磁阻抗效应

用射频溅射法制备了Fe_71.5Cu₁Cr_2.5V₄Si₁₂B₉单层膜和结构为(F/S)₃/M/(F/S)₃的多层膜，在制备过程中加72kA/m的纵向磁场.研究表明在制备过程中加磁场明显改善了材料的软磁性能，降低了材料的矫顽力.将样品经不同温度退火热处理后，发现经230℃退火1.5h的单层膜和多层膜具有最佳的软磁性能和最大的磁阻抗效应，单层膜最大横向磁阻抗比为37.5%，多层膜最大横向磁阻抗比高达277%.通过比较单层和多层膜磁阻抗效应随频率和磁场的变化，发现多层膜具有较低的磁阻抗效应的临界频率和峰值特征频率，和较大的磁阻抗变化率，而且有较低的横向磁阻抗效应的饱和场. 关键词： 铁基合金 多层膜 巨磁阻抗效应     

真空热退火温度对单相Ag2O薄膜微结构和光学性质的影响

利用直流磁控反应溅射技术在玻璃衬底上沉积了单相Ag₂O薄膜,并采用真空热退火对单相Ag₂O薄膜在不同热退火温度 (T _{A) 下进行了1 h热处理.利用X射线衍射谱、扫描电子显微镜和分光光度计研究了 T A对单相Ag2O薄膜微结构和光学性质的影响.研究结果表明, T}A= 300 ℃ 时Ag₂O薄膜中开始出现Ag纳米颗粒,且随着 T _{A的升高薄膜中Ag的含量 关键词： 2}O薄膜')" href="#">Ag₂O薄膜 热退火温度 微结构 光学性质     

超薄Fe(4?)膜磁特性极化中子反射研究

Ultrathin Fe film 200  V/4  Fe/900  V/MgO（100） has been prepared by molecular beam epitaxy （MBE）. The structure parameters, such as the surface and interface roughness and the thickness of each layer, were obtained by X-ray and neutron reflectivity mea 关键词： 超薄Fe膜 磁特性 极化中子反射 分子束外延     

The spin-isospin decomposition of the nuclear symmetry energy from low to high density

The energy per particle BA in nuclear matter is calculated up to high baryon density in the whole isospin asymmetry range from symmetric matter to pure neutron matter.The results,obtained in the framework of the Brueckner-Hartree-Fock approximation with two-and three-body forces,confirm the well-known parabolic dependence on the asymmetry parameterβ=(N?Z)/A(β^2 law)that is valid in a wide density range.To investigate the extent to which this behavior can be traced back to the properties of the underlying interaction,aside from the mean field approximation,the spin-isospin decomposition of BA is performed.Theoretical indications suggest that theβ^2 law could be violated at higher densities as a consequence of the three-body forces.This raises the problem that the symmetry energy,calculated according to theβ^2 law as a difference between BA in pure neutron matter and symmetric nuclear matter,cannot be applied to neutron stars.One should return to the proper definition of the nuclear symmetry energy as a response of the nuclear system to small isospin imbalance from the Z=N nuclei and pure neutron matter.     

Magnetization in permalloy thin films

Thin films of permalloy (Ni₈₀Fe₂₀) were prepared using an Ar+N₂ mixture with magnetron sputtering technique at ambient temperature. The film prepared with only Ar gas shows reflections corresponding to the permalloy phase in X-ray diffraction (XRD) pattern. The addition of nitrogen during sputtering results in broadening of the peaks in XRD pattern, which finally leads to an amorphous phase. The M-H loop for the sample prepared with only Ar gas is matching well with the values obtained for the permalloy. For the samples prepared with increased nitrogen partial pressure the magnetic moment decreased rapidly and the values of coercivity increased. The polarized neutron reflectivity measurements (PNR) were performed in the sample prepared with only Ar gas and with nitrogen partial pressure of 5 and 10%. It was found that the spin-up and spin-down reflectivities show exactly similar reflectivity for the sample prepared with Ar gas alone, while PNR measurements on 5 and 10% sample show splitting in the spin-up and spin-down reflectivity.      

镁含量和热处理对Zn1-xMgxO薄膜结构和发光性能的影响

采用溶胶-凝胶工艺在玻璃衬底上制备了Zn_1-xMg_xO(x=0.1,0.2,0.3, 0.4,0.5,0.6,0.7)薄膜.X射线衍射谱(XRD)测试结果发现,在 0.1<x<0.3 范围内,薄膜仍然保持氧化锌六角纤锌矿结构,(002)面衍射峰位向大角度方向移动,超过0.3时出现氧化镁立方相.对镁含量为0.1,0.2,0.3薄膜的光致发光谱研究表明：紫外发光峰随镁含量的增加向短波方向移动.对于Zn_0.9Mg_0.1O薄膜,在5,5.5和6℃/min的升温速率下,升温速率越快结晶程度越好.在相同升温速率下,随着退火温度从500 ℃升高到560 ℃,样品的结晶程度变好,当退火温度达到590 ℃时,结晶质量下降. 关键词： 氧化锌 结构 禁带宽度 光致发光谱     

牺牲Ni退火对硅衬底GaN基发光二极管p型接触影响的研究

本文通过在硅衬底发光二极管(LED)薄膜p-GaN表面蒸发不同厚度的Ni覆盖层,将其在N₂ ∶O₂=4 ∶1的气氛中、400℃—750℃的温度范围内进行退火,在去掉薄膜表面Ni覆盖层之后制备Pt/p-GaN欧姆接触层.实验结果表明:退火温度和Ni覆盖层厚度均对硅衬底GaN基LED薄膜p型欧姆接触有重要影响,Ni覆盖退火能够显著降低p型层中Mg受主的激活温度.经牺牲Ni退火后,p型比接触电阻率随退火温度的升高呈先变小后变大的规律,随Ni覆盖层厚度的增加呈先变小后变 关键词： 氮化镓 发光二极管 牺牲Ni退火 p型接触     

Mn掺杂ZnO稀磁半导体材料的制备和磁性研究

采用共沉淀方法制备了名义组分为Zn_1-xMn_xO(x=0.001,0.005,0.007,0.01)的Mn掺杂的ZnO基稀磁半导体材料,并研究了在大气气氛下经过不同温度退火后样品的结构和磁性的变化.结果表明：样品在600℃的大气条件下退火后, 仍为单一的六方纤锌矿结构的ZnO颗粒材料;当样品经过800℃退火后,Mn掺杂量为0.007,0.01的样品中除了ZnO纤锌矿结构外还观察到ZnMnO₃第二相的存在.磁性测量表明,大气条件下600℃退火后的样品,呈现出室温铁磁性;而800℃退火后的样品,其室温铁磁性显著减弱,并表现为明显的顺磁性.结合对样品的光致发光谱的分析,认为合成样品的室温铁磁性是由于Mn离子对ZnO中的Zn离子的替代形成的. 关键词： ZnO 掺杂 稀磁半导体 铁磁性     

FeCo基纳米晶合金高温交换耦合作用机理

研究了500和600℃真空退火后的纳米晶Fe_38.4Co₄₀Si₉B₉Nb_2.6Cu合金初始磁导率随温度的变化规律,发现较高温度(600℃)退火的FeCo基纳米晶合金,在非晶相居里温度以上较宽温度范围内磁导率没有明显的衰减,这是在双相纳米晶合金中观察到的一种新现象,其磁特性不同于Fe基纳米晶合金.为了探明这种现象的起源,估算了与剩余非晶相同成分的非晶合金的居里温度及纳米晶粒间发生交换耦合作用的参数 关键词： 交换耦合作用 非晶相居里温度 交换耦合穿透深度     

自旋梯状化合物Sr14Cu24O41+δ的Raman散射谱的研究

利用常规的固相反应法制备了单相多晶样品Sr₁₄Cu₂₄O_41+δ,并在不同的温度下进行退火,改变样品中的氧含量.能量色散谱(EDS)显示样品中的氧含量随退火温度的增加而减少.磁化率温度特性的研究显示,600 ℃下退火的样品中的二聚体数最多.Raman光谱的研究显示,伴随着样品中氧含量的偏离,由无序或低能磁激发诱导的一些Raman振动模出现规律性的变化.进一步的分析证实这种Raman光谱的变化行为与晶体结构中由于氧含量的不同     

Magnetic depth profiling of Fe/Au multilayer using neutron reflectometry

We present unpolarized and polarized neutron reflectometry data on Fe/Au multilayer sample for characterizing the layer structure and magnetic moment density profile. Fe/Au multilayer shows strong spin-dependent scattering at interfaces, making it a prospective GMR material. Fe/Au multilayer with bilayer thickness of 130 Å was grown on Si substrate by RF magnetron sputtering technique. Unpolarized neutron reflectivity measurement yields nuclear scattering length density profile. The magnetic scattering length density profile has been obtained from polarized neutron reflectivity measurements.