Zr（Y）O2衬底上大面积YBCO薄膜表面组织状态的研究

使用配备有ＥＤＳ和ＥＣＰ附件的ＳＥＭ、ＡＥＭ、和ＳＴＭ研究在７５０和８００℃的Ｚｒ（Ｙ）Ｏ２衬底上磁控溅射沉积的大面积ＹＢＣＯ超导薄膜的表面组织。ＹＢＣＯ薄膜为ｃ轴取向单晶，但衬底温度为８００℃时，膜表面的突出组织多为ＣｕＯ颗粒，小坑较多，表面粗糙；衬底温度为７５０℃时，突出组织多为棒状和多边形１２３结构，很少小坑，表面较平整。     

钛金属表面结构可控多层钛酸盐纳米管薄膜的制备和结构稳定性

在水热条件下, 通过控制反应温度和氢氧化钠的浓度, 在钛金属表面得到结构可控的多层钛酸盐纳米管薄膜. 根据扫描电子显微镜和高倍透射电子显微镜的观测结果, 认为钛金属表面多层钛酸盐纳米管薄膜的形成经历以下4个阶段: (1) 钛金属的水合和碱性钛酸盐水凝胶的生成; (2) 碱性钛酸盐水凝胶分解并形成层状Na₂Ti₃O₇; (3) 层状Na₂Ti₃O₇的生长; (4) 层状Na₂Ti₃O₇的劈裂和多层卷曲成轴形成纳米管. 研究了薄膜形成后机械处理对薄膜形貌和结构稳定性的影响, 并利用超声的方法实现了多层膜的层分离.     

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...     

基于层状过渡金属氧族化合物原位插层结构的研究进展

利用客体插层剂原位插层到二维层状材料, 不仅能够在原子尺度上实现对材料电子结构和本征物理性质的调控, 提高材料的载流子浓度、迁移率、磁学、光学和热学等物理性质, 而且还有望拓展其在光电子器件、能源存储与转化以及光电催化等方面的应用. 近年来, 探索合适的方法制备具有不同类型和功能的二维插层新结构已逐渐成为材料科学、物理、化学等领域的研究热点. 由于独特的电子结构和优异的性能, 二维层状过渡金属氧族化合物材料作为插层主体的插层结构受到了研究人员的广泛关注. 本文选取过渡金属氧族化合物为对象, 综述了不同种类插层剂原位插层合成方法(如碱金属插层、非碱金属原子插层、聚合物插层、有机小分子插层、还原氧化石墨烯插层), 提出了通过系列方法影响层间作用力以及利用晶体各向异性等工艺来实现新型插层结构的原位合成策略, 并展望了新型插层材料在电、磁、光、热、锂电、催化等众多领域的潜在应用前景.     

以功能为导向的插层结构功能材料结构设计及应用

插层结构功能材料是近年来迅速发展的一类新型功能材料。北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室多年来以插层结构功能材料的研究为基础,针对＂以功能为导向的结构设计＂等关键科学问题展开了大量基础和应用研究,实现了对材料微观主客体的设计和介观、宏观结构的调控,制备了多种新型插层结构功能材料,广泛应用于催化、环保、医药、纺织、...     

有限层Langmuir-Blodgett类晶型薄膜微观结构与超分子结构的小角X-射线散射研究 I: 硬脂酸镉盐膜系

本文应用小角X-射线散射,参考方介石与硬脂酸结晶结构,为硬脂酸镉盐膜系设计了七种可能的分子链模型,在微机上进行拟合研究。结果指出:链倾角Ach～24-27°，与β-硬脂酸结晶相近;碳键角Acc～115°,比正四面体模型有所扩张;链端羧酸镉属离子键结构,而非文献习用的共价键结构;堆砌缺陷d约0.156nm,小于文献值约0.1nm;酸/皂剂量比x=0.8-1.0,因制膜条件变化而不同;界面对链堆砌有明显影响。总之,小角X-射线散射可对超薄L-B薄膜(<10nm)的精细结构进行有效的研究。     

有限层Langmuir-Blodgett类晶型薄膜微观结构与超分子结构的小角X-射线散射研究 I: 硬脂酸镉盐膜系

本文应用小角X-射线散射,参考方介石与硬脂酸结晶结构,为硬脂酸镉盐膜系设计了七种可能的分子链模型,在微机上进行拟合研究。结果指出:链倾角Ach～24-27°，与β-硬脂酸结晶相近;碳键角Acc～115°,比正四面体模型有所扩张;链端羧酸镉属离子键结构,而非文献习用的共价键结构;堆砌缺陷d约0.156nm,小于文献值约0.1nm;酸/皂剂量比x=0.8-1.0,因制膜条件变化而不同;界面对链堆砌有明显影响。总之,小角X-射线散射可对超薄L-B薄膜(<10nm)的精细结构进行有效的研究。     

有限层Langmuir-Blodgett类晶型薄膜微观结构与超分子结构的小角X射线散射研究——Ⅱ.(艹氐)唑盐/花生酸镉混合膜系

本文应用SAXS与微机模型拟合(MCMI)研究了S-LB(S为芪唑盐)薄膜与SA-LB(SA为芪唑盐/花生酸镉)薄膜的微观结构与超分子结构,以及这类LB薄膜凝聚态不稳定的原因.结果指出;第一,从π-A.曲线可知,S与A的脂肪链可以类似于脂肪酸晶胞形成二维类晶系结构;第二,随着分子比R_M=S/A=0到l,S和A之间发生了从分散相至连续相的相逆转;第三,S在二维类晶系中处于不稳定的近似伸直型的高能态构象,然而,哑铃形的芪唑基类似于芪趋向于作倾斜状密堆砌,S的两条脂肪链则倾向于转变为稳定的全反式燕尾形的低能态构象,仅占S分子长约2/3的脂肪链亦降低子S分子间与S-A分子间的凝聚力,这就导致了S连续相的二维类晶系存在大量晶格缺陷,故只能形成4～6层不稳定的Y型LB薄膜;第四,存放一月后,这种不稳定的S连续相的层状超分子结构极易破坏和崩塌.     

以1-(2,4,7-三硝基)芴基-2,6-二甲基苯胺为电子传输材料的单层结构有机光导体的研究

系统地研究了在由1-(2,4,-三硝基)芴基-2,6-二甲基苯胺(DMTNF),4-(二乙氨基)-苯甲醛-1,1-二苯基腙(DEH)和Y晶型氧钛酞菁(Y-TiOPc)或非金属酞菁(H₂Pc)构成的单层结构有机光导体的性能,考查了电荷产生材料(CGM)浓度、电场强度和CGM的种类对光导体静电照相性能的影响.研究结果表明,光导体的量子收率和感光度与CGM浓度有很大关系,正充电时随CGM的浓度的增加而增加,负充电时随CGM的浓度增加而降低.两种光导体在近红外光谱区表现出良好的光敏性,适合LD扫描成像.Y-TiOPc光导体的最高峰在80 nm处,半衰曝光量为0.588 μJ/cm²(正充电),0.828 μJ/cm²(负充电);H₂Pc光导体正充电最高峰在800 nm处,半衰曝光量为1.50 μJ/cm²,负充电最高峰在820 nm处,半衰曝光量为1.9 μJ/cm².     

在多晶金属基片上制备双轴织构YSZ膜

采用调制偏压射频磁控溅射技术在多晶ＨａｓｔｅｌｏｙＣ金属基带上制备钇稳定的ＺｒＯ２薄膜（ＹＳＺ），得到了ｃ轴织构和部分平面内双轴织构的ＹＳＺ薄膜。用Ｘ射线衍射θ２θ扫描、ω扫描和扫描对ＹＳＺ薄膜的织构进行了测量，并研究了沉积条件对织构形成的影响。     

Ho替代Y的YBCO外延薄膜制备及超导电性

利用直流磁控溅射技术制备了Ｈｏ替代的ＹＢＣＯ超导薄膜，Ｘ射线技术（θ－２θ扫描：θ－θ扫描及—扫描）、ＳＥＭ和电子通道花样（ＥＣＰ）测试表明，所制备的掺杂薄膜具有高平面内外延性和平面外外延性。发现掺杂薄膜的临界电流密度Ｊｃ比ＹＢＣＯ薄膜的有不同程度的提高，掺杂量ｘ＝０４时有最大值。     

反应溅射法在立方织构镍基底上制备CeO2缓冲层

采用反应溅射的方法在具有立方织构的Ni基底上制备了 CeO2缓冲层.以Ar/H2混合气体为预沉积气体,有效地抑制了基底的氧化.在基片温度为650 ℃,气压为26 Pa的条件下沉积的CeO2薄膜具有纯c轴取向.X射线θ-2θ扫描、极图分析、Φ扫描结果表明,CeO2薄膜有良好的立方织构,其Φ扫描半高宽(FWHM)为9.0°.扫描电镜观察表明,薄膜致密且没有裂纹.     

钇对IMI829钛合金及Ti—14Al—21Nb合金显微组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电和力学性能测试设备，研究了在ＩＭＩ８２９和Ｔｉ－１４Ａｌ－２１Ｎｂ合金中添加Ｙ，对合金显微组织遥影响。结果表明，在ＩＭＩ８２９和Ｔｉ－１４Ａｌ－２１Ｎｂ合金中添加Ｙ，可以细化这两种合金的组织和晶粒，使ＩＭＩ８２９－０．２Ｙ合金获得良好的室温力学性能和５５０℃蠕变性能，ｗｇｋｑＴｉ－１４Ａｌ－２１Ｎｂ－０．１Ｙ合金的高温力学性能得到改善。     

利用钛保护层在ITO电极上直接制备大面积的超薄氧化铝膜

通过磁控溅射并引入钛保护层, 利用在0.3 mol·L^-1硫酸中20 V电压下二次阳极氧化, 在氧化铟锡(ITO)导电玻璃衬底上直接制备了超薄(约140 nm, 为阳极氧化前Al厚度的一半)、大面积(约4 cm²)的多孔阳极氧化铝(AAO). 扫描电子显微镜结果表明生成的微孔与衬底垂直, 孔径和孔间距分别约为30和60 nm. 我们发现钛保护层的作用是提高了Al层的附着性并且防止ITO被腐蚀, 在此体系中钛不能被其它的金属如铬、金、银或铜代替. 紫外-可见光谱透过率结果显示在阳极氧化过程中Ti被氧化成为透明的TiO₂, 利用10-20 nm的钛保护层以及二次阳极氧化过程, 能够保证高透明度. 在ITO上直接制备的这种透明、有序的AAO纳米结构在光子学、光伏领域和纳米制备等方面具有潜在应用.     

钇系涂层超导体金属基带再结晶织构及显微组织

用轧制－再结晶热处理方法制备了强立方织构的纯Ni基带和无磁性Cu-Ni合金基带，为第二代钇钡铜氧高温超导带材提供了较好的基带材料，用三维取向分布函数（ODF）和ψ扫描曲线研究了织构，用金相显微镜研究了截面显微组织。分析表明，Cu0.70Ni0.30合金和纯Ni在再结晶温度为1000℃时，获得最强的立方结构；Cu0.85Ni0.15在900℃时获得最强的立方织构，立方织构强度大小各不相同，3种不同组分金属都获得了均匀的等轴的等轴晶粒组织，其中Cu0.85N0.15的晶粒大于Cu0.70Ni0.30和纯Ni的晶粒，Cu0.85Ni0.15和Cu0.70Ni0.30都出现了退火孪晶。     

Fe—15Cr—4Al—Y合金中的Y—Fe相及其作用

在含０．２％－１．４％Ｙ的Ｆｅ－１５Ｃｒ－４Ａｌ－Ｙ合金中，１－１０μｍ的Ｙ－Ｆｅ相质点弥散分布，其硬度高于ａ相的２倍，组成可用Ｙ２（Ｆｅ７６Ｃｒ１２Ａｌ１１Ｓｉ）１７表示。Ｙ－Ｆｅ相强烈俘获ａ相中的碳原子，使合金在固溶处理状态下的Ｓｎｏｅｋ内耗峰消失，在７００℃下析出碳化物。Ｙ－Ｆｅ相南点通过阻止闰长大而抑制合金的高温脆化，通过俘获碳原子而延缓４７５℃脆性发展。此外，它们还有提高热强性和抗氧化性     

不同金属缓冲层对GaN薄膜的光学及电学性能的影响

本文以金属Ga和NH₃为原料,Al、Ni和Fe为金属缓冲层,采用化学气相沉积法(CVD)在Si(100)衬底上合成了GaN微米薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能量弥散X射线谱(EDS)、光致发光光谱(PL)和霍尔效应测试仪(HMS-3000)等对GaN微米薄膜进行表征。结果表明,所有样品均为六方纤锌矿结构;样品均出现了很强的近带边紫外发射峰和半峰宽较大的中心波长为672nm红光发射峰;不同样品的电学性能差异较大。最后对合成的GaN微米薄膜的可能形成机理进行了简单分析。     

不同金属缓冲层对GaN薄膜的光学及电学性能的影响

本文以金属Ga和NH3为原料,Al、Ni和Fe为金属缓冲层,采用化学气相沉积法(CVD)在Si(100)衬底上合成了GaN微米薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能量弥散X射线谱(EDS)、光致发光光谱(PL)和霍尔效应测试仪(HMS-3000)等对GaN微米薄膜进行表征。结果表明,所有样品均为六方纤锌矿结构;样品均出现了很强的近带边紫外发射峰和半峰宽较大的中心波长为672 nm红光发射峰;不同样品的电学性能差异较大。最后对合成的GaN微米薄膜的可能形成机理进行了简单分析。     

以光辅助MOCVD法在有取向Ni衬底及LAO单晶衬底上制备YBCO外延膜的比较研究

采用光辅助金属有机物化学气相沉积(MOCVD)法,在生长有CeO2/YSZ/Y2O3(YSZ为Y稳定的ZrO2)缓冲层的双轴取向Ni衬底上进行了YBa2Cu3O7-x(YBCO)外延膜生长,并与LaAlO3(100)[LAO(100)]单晶衬底上的YBCO外延膜生长进行了对比.发现在Ni衬底上c轴取向YBCO外延膜的生长温度比LAO衬底上的生长温度低约30℃,但生长速度更快.经分析认为,这种差别主要是由于Ni衬底的热导率比LAO衬底高造成的.Ni衬底及LAO衬底上生长的c轴取向YBCO外延膜的超导极限电流密度(Jc)分别约为0.5 MA/cm2及1.8 MA/cm2.