铋层状氧化物单晶薄膜多铁性研究进展

室温单相多铁材料非常稀缺,磁性元素掺杂的铋层状钙钛矿结构Aurivillius相氧化物是一类重要的单相室温多铁材料,但由于缺少单晶类样品,这一类多铁材料研究主要是围绕多晶类块体或者多晶薄膜展开,它们的磁、电等性能研究大都采用宏观探测方式,因此这类多铁材料的多铁性机理研究进行得非常困难.近年来在高质量单晶薄膜的基础上,研究了多种磁性元素掺杂和不同周期结构的铋层状氧化物多铁单晶薄膜.这些单晶薄膜在室温下大都具有层状面面内方向的铁电极化,以及比较小的室温磁化强度,低温区存在第二个磁性相变.通过X射线共振非弹性散射实验发现元素掺杂会改变金属和氧原子之间的氧八面体晶体场的劈裂,能够增强铁磁性.另一方面,通过极化中子反射实验发现薄膜主体的磁化强度远小于通常探测的宏观磁化强度,说明单晶薄膜中磁的来源及其磁电耦合机理和多晶块体很可能是不同的.铋层状单晶薄膜的多铁性对未来继续改善这类材料的多铁性能有很好的指导作用.     

自支撑金属薄膜厚度测量技术

惯性约束聚变（ICF）物理实验研究中,10-100μm厚度的Al,Cu等白支撑金属薄膜是常用的靶材料,由于薄膜厚度及其分布与冲击波速度、压强等物理实验结果直接相关,因此需要对其厚度进行精确的测量。长期以来,对薄膜样品厚度的测量主要采用传统的单面定位测量法,但由于薄膜一基底之间的定位误差,薄膜厚度的精密测量存在难以克服的技术难题。     

自支撑多铁性薄膜材料研究的机遇与挑战

多铁性材料兼具铁电、铁磁等两种或两种以上铁性有序,并且通过不同铁性之间的多物理场耦合实现新奇磁电效应,在信息存储、换能、传感等方面具有广阔的应用前景。当前,在基础及应用研究方面仍存在许多亟待解决的科学技术问题,譬如寻找及制备室温以上具有强磁电耦合效应的多铁性材料,以及解决与半导体的器件集成问题等,而近年来迅速发展的自支撑薄膜制备技术为此提供了新的机遇。与块体材料及束缚在刚性衬底上的外延薄膜相比,自支撑薄膜具有极为优异的晶格调控自由度,可获得前所未有的极端一维、二维应变（应变梯度）,并能够实现人工异质结的构建与器件集成等,为多铁性材料的研究提供了新的材料体系和契机。文章围绕自支撑钙钛矿氧化物（多）铁性材料及人工异质结,总结了最近的重要研究进展,并尝试初步探讨该方向未来可能面临的机遇与挑战。     

钒氧化物薄膜的拉曼散射

用射频磁控溅射以纯金属钒做靶材在氩氧混合气体中制备了钒氧化物 (VO2 (B)、V6O1 3、V2 O5)薄膜。报导了钒氧化物薄膜的拉曼光谱 ,结合这些钒氧化物不同的结构特点 ,对它们的拉曼光谱进行了分类讨论     

Bi2Sr2CaCu2Oy超导单晶的研究进展

近两年来对氧化物高临界温度超导体的研究巳取得了很大的进展．本文总结了Ｂｉ２Ｓｒ２ＣａＣｕ２Ｏｙ超导单晶的研究成果，从若干方面对这种单晶材料的性质作了全面的阐述，例如电子结构、磁性质、输运性质、二维涨落性质等；对一些关键性的实验作了深入的讨论，并指出了一些还需要进一步研究的问题．     

可用于光存储的氧化物、次氧化物薄膜材料的研究及发展

介绍了可用于可录、可擦除、全息光存储及超分辨掩膜层的氧化物、次氧化物薄膜材料的种类、制备方法、光存储特性和存储机制。这类薄膜材料由于具有种类多、应用范围广、制备方法多样、写入灵敏度高和记录稳定性好等优点 ,正受到各国研究者越来越多的关注。分析总结了这类材料的研究现状、存在的主要问题和未来发展方向     

钙钛矿结构氧化物薄膜 的外延生长

在成功地外延生长超导、铁电、铁磁等多种性质的钙钛矿结构氧化物薄膜的基础上,讨论影响氧化物薄膜 外延生长的一些因素.考虑到相形成和薄膜长征动力学,在利用脉冲激光淀积法外延生长氧化物薄膜中衬底温度是十分重要的工艺参数.衬底温度对成相和生长薄膜的取向都有影响.考虑到薄膜是首先在衬底表面成核、成相并生长.因此衬底材料晶格的影响是不容忽视的.观察到衬底材料对薄膜外延生长温度的影响.在适当的工艺条件下,利用低温三步法工艺制备得到有很强织构的外延薄膜.这突出表明界面层的相互作用对钙钛矿结构薄膜的取向有着相当大的影响. 关键词：     

自支撑纳米多孔金薄膜制备研究

采用磁控溅射镀金银膜,长时间热处理合金化制备前驱体合金,以渐进浓度的硝酸自由腐蚀去合金化成功制备出具有自支撑结构的纳米多孔金薄膜。采用扫描电镜和X射线能谱仪对去合金腐蚀前后样品的形貌和成分进行了分析,结果表明：400 ℃,36 h的热处理使得薄膜样品完全合金化,获得了结晶致密的Au42Ag58合金膜;渐进浓度的自由腐蚀避免了薄膜的完全开裂,获得了样品尺寸大于15 mm15 mm、厚度400~500 nm、孔隙率约56%、具有自支撑结构的纳米多孔金薄膜,其微观结构为连续的三维多孔结构,系带尺寸40~140 nm,80~100 nm的系带达58%。     

自支撑纳米多孔金薄膜制备研究

采用磁控溅射镀金银膜,长时间热处理合金化制备前驱体合金,以渐进浓度的硝酸自由腐蚀去合金化成功制备出具有自支撑结构的纳米多孔金薄膜。采用扫描电镜和X射线能谱仪对去合金腐蚀前后样品的形貌和成分进行了分析,结果表明:400℃,36h的热处理使得薄膜样品完全合金化,获得了结晶致密的Au42Ag58合金膜;渐进浓度的自由腐蚀避免了薄膜的完全开裂,获得了样品尺寸大于15mm×15mm、厚度400~500nm、孔隙率约56%、具有自支撑结构的纳米多孔金薄膜,其微观结构为连续的三维多孔结构,系带尺寸40~140nm,80~100nm的系带达58%。     

一种自支撑金纳米薄膜的制备、结构和氮吸附特性

以一种新的硅微米/纳米结构复合体系——硅纳米孔柱阵列作为还原性衬底，采用浸渍技术制备出一种自支撑的金纳米薄膜，并对其表面形貌和结构进行了表征.实验表明，金纳米薄膜的制备过程是一个自终止过程.当硅纳米孔柱阵列被耗尽后，浸渍溶液中Au³⁺的还原反应将自行终止；同时，所形成的金纳米薄膜自动与衬底脱离并成为一种自支撑薄膜.薄膜的形成机理被归因于硅纳米孔柱阵列所具有的高的表面活性和还原性.用能量弥散x射线谱对薄膜表面化学成分分析的结果表明，如此制备的金纳米薄膜具有很强的氮吸附和氮储存能力.这一特性有可能在气体传感器、空气分离和氮纯化以及氮化合物的膜合成器等技术领域得到应用. 关键词： 自支撑金纳米薄膜 硅纳米孔柱阵列 浸渍技术     

外场对拓扑相变氧化物薄膜物性的调控研究进展

钙钛矿型过渡金属氧化物在外场激励下可以通过得失氧离子发生显著的结构拓扑相变,同时伴随着输运、磁性、光学等物性的巨大变化,是近年来被重点关注的研究体系,在固态氧化物燃料电池、氧气传感器、催化活性、智能光学窗口以及神经形态计算器件中具有巨大的应用前景.本工作回顾了近年来国内外研究小组在拓扑相变氧化物薄膜及其物性调控方面的工作进展,详细介绍了这类典型薄膜材料在应力场、电场、光场、温度场等外场激励下呈现出的新奇物性,并讨论了其基本物理机制.本综述旨在进一步认识此类材料中的电荷、晶格、轨道等量子序之间的微观耦合机制及其与宏观物性的关联,相关研究有望为基于功能氧化物的高灵敏度、弱场响应的电子器件提供新材料、新途径和新思路.     

C60单晶和薄膜的光热偏转谱研究

对气相法生长的Ｃ６０单晶和薄膜、液相法生长的Ｃ６０单晶、Ｃ６０与Ｓ的化合物单晶的光热偏转谱进行了研究，并与非晶半导体的ＰＤＳ进行了比较，用Ｔａｕｃ公式确定了各种样品的光学带隙。计算了Ｕｒｂａｃｈ吸收边。讨论了Ｃ６０固体的弱吸收特性。     

HWE生长PbTe单晶薄膜及生长机理的研究

本文介绍了一种简单的热壁外延(HWE)装置,和利用它在BaF2(111)衬底上生长PbTe(111)单晶薄膜的工艺,并讨论了生长机理.     

双轴晶衬底上双轴晶单晶薄膜的椭偏测量

本文给出了两种测量双轴晶衬底上双轴晶单晶膜的折射率和膜厚的方法及测量的公式.我们利用这种方法测量了所研制的KTP光波导薄膜层的折射率和膜厚.     

双层锰氧化物薄膜的制备及其物理性质

用脉冲激光沉积(PLD)方法成功地制备了双层钙钛矿结构的La2-2xSr1+2xMn2O7(x=032)单相薄膜.这种薄膜生长在具有不同晶格参数的两种衬底上.测量发现，两种衬底上生长的La2-2xSr1+2xMn2O7(x=032)薄膜具有迥然不同的金属-绝缘体转变温度TM-I及其他物性.界面应力的研究表明这是衬底晶格常数不同引起膜内应变的结果.在衬底的压应力下，薄膜的电阻-温度曲线的峰值(TM-I)向高温移动且电阻率(ρ)下降；相反，对于衬底张应力下的薄膜，TM-I下降ρ上升.这些结果可以用双交换模型做很好的解释. 关键词： CMR 双层锰氧化物薄膜 PLD 应力     

六方单晶氮化铝薄膜的合成与紫光发光机理

利用无水三氯化铝与叠氮化钠在无溶剂的条件下直接反应,成功地合成出六方单晶氮化铝(h-AlN)薄膜.反应温度为450℃,有效反应时间为20 h.高分辨率透射电镜发现为薄膜形态;电子衍射和X射线衍射结果都表明,氮化铝薄膜为六方结构.光致发光实验显示,在可见光范围内有一较强的辐射峰,中心位于413 nm处,半高宽约为5 nm.同时,本文对六方单晶氮化铝薄膜的生长机理和光致发光机理也进行了讨论.     

氧化物薄膜研制中的电子能谱技术

随着科学技术的不断发展，人们正在寻求更新的实用材料．金属氧化物，包括金属氧化物薄膜的各种实用材料，在工业界、信息产业界和能源开发等方面的应用前景，早已引起国内外学者的极大关注．例如，由于氧化物具有各种特殊的介电和光学性质，研究和开发基于氧化物薄膜的气敏材料非常热门．如何制备出有实用价值的各种薄膜材料，是科学家们一直关心和深入研究的课题．电子能谱技术在各种材料的基础研究和实际应用中起着重要的作用．本文以有序金属氧化物薄膜研制为例，简要评述了电子能谱技术（包括X射线光电子能谱（XPS），紫外光电子能谱（UPS），俄歇电子能谱（AES）和高分辨电子能量损失谱（HREELS）），以及低能电子衍射（LEED）等技术在氧化物薄膜材料制备和表征中的应用．