磁控溅射制备Y2O3-TiO2薄膜形貌的研究

室温下采用射频磁控溅射法,在硅衬底上制备了Y₂O₃-TiO₂氧化物复合薄膜.利用XRD(X-ray diffraction)和AFM( atomic force microscopy)分析观察了退火前后样品的物相、形貌等变化,讨论了致密薄膜的生长机理.实验发现,溅射功率越大,薄膜的平整度和致密度越好.对热处理前后样品的结晶结构和表面形貌的分析结果显示,在本实验参数范围内,随着溅射功率的增大,更多的Y₂O_{3关键词： 2}O₃-TiO₂薄膜')" href="#">Y₂O₃-TiO₂薄膜 表面形貌 原子力显微镜 磁控溅射     

蓝宝石基片上制备大面积Tl2Ba2CaCu2O8超导薄膜

在2英寸双面蓝宝石基片上采用CeO₂作为缓冲层制备了高质量Tl₂Ba₂CaCu₂O₈(Tl-2212)超导薄膜.以金属铈作为溅射靶材,采用射频磁控反应溅射法生长了c轴织构的CeO₂缓冲薄膜,并研究了不同生长条件对于CeO₂缓冲层的晶体结构及表面形貌的影响.超导薄膜采用直流磁控溅射和后热处理的方法制备.扫描电子显微镜(SEM)图像显示,超     

CeO2/Nb2O5界面效应对提高CeO2氧敏特性的XPS研究

用射频/直流磁控溅射法制备了CeO₂/Nb₂O₅双层氧敏薄膜，利用X射线光电子能谱(XPS)，描述并解释了单层CeO₂薄膜中氧随温度变化的动力学行为，以及CeO₂/Nb₂O₅薄膜界面对氧敏特性的影响.通过对Ce3d XPS谱的高斯拟合，计算了Ce³⁺浓度并给出了判定Ce⁴⁺还原的标志.结果表明，界面效应可以提高CeO₂/Nb₂O₅薄膜中Ce⁴⁺的还原能力，使之远远高于单层CeO₂薄膜，这对薄膜的氧敏特性是极为有利的. 关键词：     

(Ce0.8Sm0.2O2-δ/Y2O3:ZrO2)N超晶格电解质薄膜的制备及表征

采用脉冲激光沉积技术(PLD), 在MgO单晶基底上, 依次沉积氧化钐掺杂的氧化铈(Ce_0.8Sm_0.2O_2-δ, SDC)和钇稳定氧化锆(8 mol%Y₂O₃:ZrO₂, YSZ)制备了五种(SDC/YSZ)_N (N=3, 5, 10, 20, 30) 超晶格电解质薄膜. 利用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)和交流阻抗对其形貌、相结构和电学性能进行了表征. 结果显示, (SDC/YSZ)_N超晶格电解质薄膜之间形成了明显的界面和较好的超晶格结构; 薄膜表面颗粒生长均匀、致密、平滑, 在薄膜的界面处没有元素相互扩散也未出现裂纹, 外延生长良好; 电导率随着(SDC/YSZ)_N超晶格电解质界面数的增加而增加, 而活化能则随之减少, 是较为理想的低温固体氧化物燃料电池电解质.     

蓝宝石衬底上Gd2O3掺杂CeO2氧离子导体电解质薄膜的生长及电学性能

采用反应磁控溅射方法,在(0001)蓝宝石单晶衬底上,制备了纳米多晶Gd2O3掺杂CeO2(GDC)氧离子导体电解质薄膜,采用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)对薄膜物相、结构、粗糙度、表面形貌等生长特性进行了表征,利用交流阻抗谱仪测试了GDC薄膜不同温度下的电学性能;实验结果表明,GDC薄膜为面心立方结构,在所研究的衬底温度范围内,均呈强(111)织构生长;薄膜表面形貌随衬底温度发生阶段性变化:衬底温度由室温升高到300℃时,对应球形生长岛到棱形生长岛的转变,当完全为棱形岛生长时(300℃),生长岛尺寸显著增大;从400℃开始,则发生棱形生长岛到密集球形生长岛的转变,球形生长岛尺寸明显减小.生长形貌的转变反映着薄膜生长初期不同的成核机理,很可能与蓝宝石(13001)面的表面结构随温度变化有关;GDC多晶电解质薄膜的复平面交流阻抗谱主要源于晶界的贡献,根据Arrhenius图求得电导活化能Ea在1.2-1.5 ev范围内,接近于晶界电导的活化能值,并且随衬底温度升高Ea减小(Ea300 > Ea400> Ea600 );电导活化能以及晶粒尺寸不同,导致GDC薄膜电导率随测试温度的变化规律不同.     

In2O3/SnO2薄膜的制备及光谱反射性能研究

开展了在伪装网基布上镀In₂O₃/SnO₂薄膜的性能研究,系统分析了薄膜厚度对其光谱反射性能的影响;总结了薄膜厚度对In₂O₃/SnO₂薄膜表面形貌、光谱反射辐射性能的影响规律,为In₂O₃/SnO₂薄膜的红外伪装应用奠定了基础理论和实验依据. 关键词： 2O₃/SnO₂薄膜')" href="#">In₂O₃/SnO₂薄膜 红外反射特性 红外发射率 可见光—近红外透过率     

SrBi2Ta2O9/Bi4Ti3O12复合铁电薄膜的制备与特性研究

采用溶胶凝胶工艺在p-Si衬底上制备了SrBi₂Ta₂O₉/Bi₄Ti₃O₁₂复合铁电薄膜. 研究了SrBi₂Ta₂O₉/Bi₄Ti₃O₁₂复合薄膜的微观结构与生长行为、铁电性能和疲劳特性. 研究表明: Si衬底Bi₄Ti< 关键词： 2Ta₂O₉')" href="#">SrBi₂Ta₂O₉ 4Ti₃O₁₂')" href="#">Bi₄Ti₃O₁₂ 复合铁电薄膜 溶胶凝胶工艺     

新型透明导电薄膜ErF3掺杂In2 O3的研制

利用电子束沉积技术首次制备了氟化铒 (ErF₃) 掺杂的氧化铟(In₂O₃)透明导电薄膜(IEFO),研究了薄膜的晶体结构、光学特性和电学特性。利用原子力显微镜测试了不同厚度薄膜的形貌,初步研究了薄膜的生长过程。研究发现:IEFO薄膜为多晶结构,Er原子的掺入改变了薄膜的优势生长方向,使薄膜在(211)、(222)、(444)3个方向上的生长趋势基本相同。 薄膜电阻率为1.265×10^-3 Ω·cm,电子迁移率为45.76 cm²·V^-1·s^-1,电子浓度为1.197×10²⁰ cm^-3,在380~780 nm范围内的可见光平均透过率为81%。     

YBa2Cu3O7-x涂层导体的外延生长和性能对CeO2缓冲层的依赖性

利用倾斜衬底沉积法在无织构的金属衬底上生长了MgO双轴织构的模板层,在这一模板层上实现了YBa₂Cu₃O_7-x薄膜的外延生长.在外延YBa₂Cu₃O_7-x薄膜前,依次沉积了钇稳定的立方氧化锆和CeO₂作为缓冲层.利用X射线衍射2θ扫描、扫描、Ω扫描和极图分析测定了这些膜的结构和双轴织 关键词： 2Cu₃O_7-x镀膜导体')" href="#">YBa₂Cu₃O_7-x镀膜导体 2缓冲层')" href="#">CeO₂缓冲层 厚度依赖性 外延生长     

Si掺杂β-Ga2O3的第一性原理计算与实验研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势(USPP)法, 在广义梯度近似(GGA)下计算了本征β-Ga₂O₃和Si掺杂β-Ga₂O₃的能带结构、电子态密度、差分电荷密度和光学特性. 在蓝宝石衬底(0001)晶面上用脉冲激光沉积(PLD)法制备了本征β-Ga₂O₃和Si掺杂β-Ga₂O₃薄膜, 测量了其吸收光谱和反射光 关键词： 第一性原理 超软赝势 密度泛函理论 2O₃')" href="#">Si掺杂β-Ga₂O₃     

氧离子导体La1.9Y0.1Mo2O9细晶粒陶瓷的制备和电学性质研究

采用溶胶凝胶法合成的La_1.9Y_0.1Mo₂O₉纳米晶粉体, 结合微波烧结技术制备出不同晶粒度的La_1.9Y_0.1Mo₂O₉块体样品. 利用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射显微镜(HRTEM)、场扫描显微镜(SEM)对粉体及陶瓷块体的物相、 形貌进行了表征, 利用交流阻抗谱仪测试了样品不同温度下的电导率. 实验结果表明, 掺Y的La_1.9Y_0.1Mo₂O₉能将高温立方β 相稳定到室温; 块体样品致密均匀, 平均晶粒度范围在60 nm–4 μm之间; 致密度高的样品表现出高的电导率, 其中900 ℃烧结样品的电导率600 ℃时高达0.026 S/cm, 比固相反应法制备的La_1.9Y_0.1Mo₂O₉样品高出约1倍. 总结认为样品的致密性对电导率影响较大, 是通过影响晶界电导率来影响总电导率的, 样品的晶粒度(在60 nm–4 μm范围内)对电导率的影响还不能确定. 关键词： 氧离子导体 1.9Y_0.1Mo₂O₉')" href="#">La_1.9Y_0.1Mo₂O₉ 细晶粒陶瓷 微波烧结     

温度对ZnO/Al2O3(0001)界面的吸附、扩散及生长初期模式的影响

构建了一个ZnO沉积在α-Al₂O₃(0001)表面生长初期的模型，采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势法进行了动力学模拟.发现在400，600和800℃的条件下界面原子有不同的扩散能力，因此温度对ZnO/α-Al₂O₃(0001)表面界面结构以及ZnO薄膜生长初期模式有决定性的影响.在整个ZnO吸附生长过程中，O原子的扩散系数大于Zn原子的扩散系数，O原子的层间扩散对薄膜的均匀生长起着重要作用.进一步从理论计算上证实了ZnO在蓝宝石(0001)上两种生长模式的存在，400℃左右生长模式主要是Zn螺旋扭曲生长，具有Zn六角平面对称特征，且有利于Zn原子位于最外表面.600℃左右呈现为比较规则的层状生长，且有利于O原子位于最外表面.模拟观察到在ZnO薄膜临近Al₂O₃基片表面处，Zn的空位缺陷明显多于O的空位缺陷. 关键词： 扩散 薄膜生长 2O₃(0001)')" href="#">α-Al₂O₃(0001) ZnO     

Crystallization of Ge2Sb2Te5 phase—change optical disk media

In this paper, the crystallization behaviour of amorphous Ge₂Sb₂Te₅ thin films is investigated using differential scanning calorimetry), x-ray diffraction and optical transmissivity measurements. It is indicated that only the amorphous phase to face-centred-cubic phase transformation occurs during laser annealing of the normal phase-change structure, which is a benefit for raising the phase-change optical disk's carrier-to-noise ratio (CNR). For amorphous Ge₂Sb₂Te₅ thin films, the crystallization temperature is about 200℃ and the melting temperature is 546.87℃. The activation energy for the crystallization, E_a, is 2.25eV. The crystallization dynamics for Ge₂Sb₂Te₅ thin films obeys the law of nucleation and growth reaction. The sputtered Ge₂Sb₂Te₅ films were initialized by an initializer unit. The initialization conditions have a great effect on the reflectivity contrast of the Ge₂Sb₂Te₅ phase-change optical disk.     

Al2O3-Y2O3-ZrO2三相复合陶瓷的介电谱研究

采用传统的固相反应法,在1400–1500 ℃下烧结,制备得到Al₂O₃-Y₂O₃-ZrO₂三相复合陶瓷.样品的结构、形貌和电性能分别用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及介电谱表征.XRD表明此三相复合体系无其他杂相,加入Y₂O₃及ZrO₂后使得Al₂O₃成瓷温度降低;SEM表明此体系晶粒直径为200–500 nm,并且样品随烧结温度的升高而变得更加致密,晶界更加清晰;介电损耗谱中出现峰值弛豫现象,根据Cole-Cole复阻抗谱得出其为非德拜弛豫. 关键词： 2O₃-Y₂O₃-ZrO₂三相陶瓷')" href="#">Al₂O₃-Y₂O₃-ZrO₂三相陶瓷 介电弛豫 阻抗谱 热导率     

蓝宝石衬底SnO2:Sb薄膜的制备及结构和光致发光性质

用射频磁控溅射法在蓝宝石(0001)衬底上制备出锑掺杂的氧化锡(SnO₂:Sb)薄膜.对制备薄膜的结构和发光性质进行了研究.制备样品为多晶薄膜，具有纯SnO₂的四方金红石结构.室温条件下对样品进行光致发光测量，在334 nm附近观测到紫外发射峰，并对SnO₂:Sb的光致发光机制进行了研究.     

Effect of microstructure on thermoelectric properties of CSD-grown Bi2Sr2Co2Oy thin films

Three Bi₂Sr₂Co₂O_y thin films with different microstructures have been prepared by chemical solution deposition on LaAlO₃(001) through varying the annealing temperature. With the decrease in the annealing temperature, both the size and c-axis alignment degree of grains in the film decrease as well, leading to an increase in the film resistivity. In addition, the decrease in the annealing temperature also results in a slight increase in the seebeck coefficient due to the enhanced energy filtering effect of small-grain film. The nanostructured Bi₂Sr₂Co₂O_y film with the average grain size of about 100 nm shows a power factor comparable to that of the films with larger grains. Since the thermal conductivity of the nanostrcutured films can be depressed due to the enhanced phonon scattering by grain boundary, a higher figure of merit is expected in Bi₂Sr₂Co₂O_y thin film with grains in nanometer size.     

磁控共溅射法制备的Zn2GeO4多晶薄膜结构及其光致发光研究

用射频磁控共溅射方法在不同温度的单晶硅基片上生长薄膜,然后在800℃真空环境下对薄膜进行退火处理,成功获得了结晶状态良好的Zn₂GeO₄多晶薄膜.利用X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)对薄膜进行了结构、成分和形貌分析,研究了基片温度对三者的影响. 结果显示,当基片温度升高到400℃以上时,薄膜中的Zn₂GeO₄晶粒在(220)方向上显示出了明显的择优取向. 当基片温度在500—600℃范围内,有利于GeO₂结晶相的形成. XPS显示薄膜中存在着Zn₂GeO₄,GeO₂,GeO,ZnO四种化合态. 同时,随着基片温度的升高,晶粒尺寸增大且薄膜表面趋于平整. 薄膜的光致发光在绿光带存在中心波长为530和550nm两个峰,应该归因于主体材料Zn₂GeO₄中两个不同的Ge²⁺的发光中心. 关键词： 射频磁控溅射 2GeO₄')" href="#">Zn₂GeO₄ 荧光体     

Conductivity and water uptake of Sr4(Sr2Nb2)O11·nH2O and Sr4(Sr2Ta2)O11·nH2O

The hydrated oxygen deficient complex perovskite-related materials Sr₄(Sr₂Nb₂)O₁₁·nH₂O and Sr₄(Sr₂Ta₂)O₁₁·nH₂O were studied at high water vapour pressures over a large temperature range by electrical conductivity measurements, thermogravimetry (TG), and X-ray powder diffraction (XRPD). In humid atmospheres both materials are known to exhibit protonic conductivity below dehydration temperatures, with peak-shaped maxima at about 500 °C. In this work we show that the peaks expand to plateaus of high conductivity from 500 to 700 °C at a water vapour pressure of 1 atm. However, in situ synchrotron XRPD of Sr₄(Sr₂Nb₂)O₁₁·nH₂O as a function of temperature shows that these observations are in fact coincident with melting and dehydration of a secondary phase Sr(OH)₂. The stability of Sr₄(Sr₂Nb₂)O₁₁·nH₂O and Sr₄(Sr₂Ta₂)O₁₁·nH₂O in humid atmospheres is thus insufficient, causing decomposition into perovskites with lower Sr content and SrO/Sr(OH)₂ secondary phases. This, in turn, rationalizes the observation of peaks and plateaus in the conductivity of these materials.     

CaCu3Ti4O12陶瓷的微观结构和电学性能

利用传统的固相反应工艺，在不同的烧结温度下制备了一系列的CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷样品，考察了其微观结构以及介电和复阻抗方面的电学性质.研究发现这些样品在微观结构方面可分为三种类型，高介电性与微观结构有着密切的关联性.室温下，样品的低频介电常数随陶瓷晶粒尺寸的增大而提高.随着测试温度的升高，不同微观结构类型的样品呈现出不同的电学性质的变化，但其中也存在着一些相同的特征.高温下，介电频谱呈现出一个低频介电响应和两个类Debye型弛豫色散，复阻抗谱呈现出三个Cole-Cole半圆弧.将实验上观测到的电学性质的起因归于陶瓷多晶微结构中的晶畴、晶界和晶粒内的缺陷. 关键词： 3Ti₄O₁₂')" href="#">CaCu₃Ti₄O₁₂ 微观结构 电学性质