电结晶铜/钴纳米多层膜结构与磁性能研究

以n型Si(111)为基底, 在硼酸镀液体系中采用双槽法电结晶制备Cu/Co纳米多层膜, 确定了工艺条件. 用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对纳米多层膜的结构和形貌进行了表征, 显示多层膜具有良好周期性和超晶格结构. 并用物性测量系统PPMS测试了不同结构 Cu/Co纳米多层膜的磁性能. 磁滞回线表明: 不同周期数的纳米多层膜其矫顽力均较小. 巨磁阻(GMR)性能与纳米多层膜结构有关. GMR值随Co磁性层厚度增长先增大后减小, 有一极值; 随着Cu非磁性层厚度的增加GMR值发生周期性的振荡; 随周期数N的增大, GMR值先增大, 在N为60时达到了90%, 随着N的继续增加而减小, 当达到80周期时, GMR值趋于稳定.     

Co/Cu多层纳米线阵列的制备与磁性能

利用双槽直流电沉积技术在阳极氧化铝(AAO)模板的纳米孔中获得调制波长为50 和200 nm 的Co/Cu多层纳米线, 多层纳米线的调制波长由电沉积时间控制. 运用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征纳米线的形貌, Co/Cu多层纳米线的长度约20 μm, 直径约80 nm; 用X射线衍射(XRD)研究多层线的结构; 用振动样品磁强计(VSM)测试纳米线阵列的磁性能; 利用可变磁场结合高灵敏度恒流装置研究巨磁电阻(GMR)特性. 结果表明, Co/Cu多层纳米线具有磁各向异性. 当磁场与纳米线平行和垂直时, 调制波长为50 nm的多层线的矫顽力分别为87500 和34200 A·m-1, 而调制波长为200 nm的多层线阵列的矫顽力分别为28600 和8000 A·m-1. 调制波长为50 nm的多层纳米线的磁电阻变化率高达-%, 而调制波长为200 nm的多层线未产生明显的GMR效应.     

自旋阀多层膜的电化学制备及其巨磁电阻效应

采用双槽控电位电沉积法在n-Si(111)基体上以NiFe 薄膜为缓冲层制备了[Ni80Fe20/Cu/Co/Cu]n自旋阀多层膜, 并确定了电沉积的工艺条件. 利用X射线衍射(XRD)表征了自旋阀多层膜的超晶格结构, 研究了NiFe缓冲层对自旋阀生长取向的影响. 采用四探针法研究了各子层厚度对自旋阀巨磁电阻效应的影响, 通过振动样品磁强计(VSM)测试了自旋阀的磁滞回线. 自旋阀的巨磁电阻(GMR)值最初随着铜层厚度的变化并发生周期性振荡, Cu 层厚度为3.6 nm时, GMR 达到最大值,随后逐渐减小. 随着Co层和NiFe 层厚度的增大, GMR 值的变化趋势均为先增大后减小. 当自旋阀的结构为NiFe(25 nm)/[Cu(3.6 nm)/Co(1.2 nm)/Cu(3.6 nm)/NiFe(2.8 nm)]30时, GMR 值可达5.4%, 对应的磁电阻灵敏度(SV)为0.2%·Oe-1, 饱和磁场仅为350 Oe.     

半导体Si上电沉积Cu-Co颗粒膜及其巨磁电阻效应

采用电化学沉积方法在半导体Si上制备Cu-Co金属颗粒膜. XRD测试结果表明制备态的薄膜形成了单相亚稳态面心合金结构, 薄膜经退火后, XRD谱图中出现了析出的纯金属Co的衍射峰, 这表明薄膜在退火过程中发生了相分离. TEM测试结果也进一步证实了磁性的Co颗粒从非磁性的铜基体中析出. 随着退火温度的增加, 颗粒膜巨磁电阻(GMR)效应不断增大, 当退火温度为450 ℃时, Co0.20Cu0.80薄膜的巨磁电阻效应达到最大, 磁阻率为8.21％. 之后, 磁阻率又随退火温度的升高而降低. 退火前后样品磁滞回线的变化表明薄膜中发生了从超顺磁性到铁磁性的转变, 矫顽力、剩余磁化强度和饱和磁化强度均随退火温度的增高而逐渐增大. 超顺磁性颗粒的作用导致了GMR－H与M－H曲线的不同.     

利用X射线衍射考察不同缓冲层对AlGaN外延薄膜微结构的影响

为了获得高质量的高Al组分AlGaN外延材料,一般是在蓝宝石基片与外延层之间引入缓冲层或模板层（GaN、AlN或两者的交替周期超晶格）来提高AlGaN的外延质量,不同的缓冲层及结构对AlGaN的外延质量产生不同的影响.利用三轴晶高分辨X射线衍射（TAXRD）表征手段对2种生长结构下的AlGaN进行表征分析.     

LB技术组装聚合物／有机染料多层膜的光致发光和电致发光

半导体超晶格材料由于其特殊的光电性质引起人们的关注,So和Tokito等人用分子束沉积的方式制备了有机及有机无机复合的超晶格材料器件,但分子沉积中有机小分子染料的结晶影响薄膜的质量及器件的寿命。最近,我们用两亲性聚合物分子成功地将有机染料分子组装在聚合物LB膜中,有效地限制有机小分子染料结晶,实验证明此多层LB膜具有超晶格结构和较好的稳定性及发光特性。为制备多量子阱结构器件提供了一种新方法。 两亲性聚合物(ES)是由环氧氯丙烷、乙二胺和硬脂酸共聚而成。将染料分子四苯基丁二烯(TPB)与ES相混合的氯仿溶液(TPB与ES质量比为2:10)分散在去离子水亚相表面,在20mN/m的膜压下将其转移到单晶硅片上。用小角X射线衍射实验观察其多层结构,在小角衍射区存在一个Bragg衍射峰(图1),根据Bragg衍射方程得到其层状周期结构为5.8nm。考虑到ES的分子尺寸,我们认为每一周期结构是由两层聚合物的LB膜组成。由于TPB分子是疏水的,通过分子间的相互作用,TPB分子可能镶嵌或吸附在ES的疏水脂肪链中,与无机半导体超晶格结构对照,聚合物ES的亲水网络由于是绝缘材料,带隙很宽相当于能垒,而镶嵌有TPB的疏水层则相当于势阱,这就很可能形成聚合物/有机染料的超晶格结构。考察其发光特性(图2)时,发现聚合物/有机染     

小周期金属多层膜厚度评价

超晶格多层膜是随着现代科技的进步而发展起来的新一代电子薄膜材料,半导体超晶格和量子阱多层膜材料在光电子领域已经占据了不可取代的地位。1988年,法国科学家在由Fe、Cr交替沉积而形成的[Fe/Cr]金属多层膜中发现了超过50%的磁电阻变化率,这种现象被称为巨磁阻效应(GMR)[1]。     

半导体硅上电沉积Cu/Co层状薄膜

由磁性层和非磁性层组成的人工调制层状结构多层膜,其物性和磁性都表现出与其它结构的多层膜显著不同的特点,如巨磁阻效应［’,‘l、易磁性方向的改变等”］．其性能的研究不但在磁性理论上具有重大意义,而且有望应用于高性能的磁阻敏感设备及提高磁记录密度等．因而近年来有关这方面的研究越来越引起人们的重视．目前,磁性多层膜的制备主要采用气相沉积、磁控溅射、分子束外延等真空技术．由于电沉积技术具有设备简单、操作方便等特点而成为制备多层膜的颇具活力的工艺．CO／Cll多层膜在C。层厚度较薄时具有较高室温巨磁阻（GMR）…     

帽状锌纳米结构的制备及其表面等离子体共振特性

利用真空热蒸发法在二氧化硅纳米粒子单层膜上沉积锌薄膜制备了帽状锌纳米结构. 采用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)对样品的形貌、结构和光学特性进行了表征和研究. SEM照片表明所得到的复合纳米粒子为不完全包裹的帽状结构, 且其表面较粗糙. XRD分析结果显示在二氧化硅纳米粒子上沉积的锌膜呈多晶六角密堆结构. 吸收光谱研究表明, 帽状锌纳米结构在570～760 nm范围内具有明显的由纵向双极子表面等离子体共振引起的吸收峰, 且随着锌帽层厚度的增加或二氧化硅内核粒径的增大, 该吸收峰逐渐红移; 当内核粒径增大到500 nm时, 帽状锌纳米结构在412 nm附近还出现了一个四极子共振峰.     

恒电位脉冲法制备聚苯胺薄膜及其表征

采用恒电位脉冲法制备聚苯胺薄膜, 利用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)及荧光光谱对所制备的薄膜进行比较与表征. 分别考察了循环周期、占空比及脉冲时间对薄膜形貌的影响. SEM形貌分析结果表明, 随着占空比的减小, 聚苯胺薄膜表面颗粒细化; 随循环周期的增加, 聚苯胺薄膜由片层结构转变为纵向生长的颗粒状结构. 荧光光谱分析结果表明, 聚苯胺薄膜具有光致发光性能, 发射峰位置约520 nm, 且发光强度随占空比的增大而增强. 电化学性能测试结果表明, 恒电位脉冲电位法制备的聚苯胺薄膜具有良好的电容特性.     

纳米金属多层膜与多层纳米线的电化学制备及其表征

分别采用单槽法和双槽法电沉积Cu/Co多层膜.研究了两种电沉积方法制备多层膜的工艺条件,利用电化学方法、XRD和SEM对多层膜进行表征,并对Cu/Co多层膜的巨磁阻性能进行了测试. 采用电沉积多层膜的方法，以多孔铝阳极氧化膜（AAO）为模板,在纳米孔内沉积Cu/Co多层线,采用TEM对多层纳米线进行了表征.     

浸泡法和旋涂法对偶氮聚电解质静电吸附自组装膜结构及性能的影响

利用浸泡和旋涂静电吸附自组装技术制备了含有偶氮生色团的聚电解质薄膜,比较了两种方法在自组装膜生长机理、膜结构以及膜光学性能方面的差异.利用紫外光谱和椭偏仪检测自组装膜的生长情况,利用原子力显微镜对膜表面结构进行了表征,并用偏振激光在膜表面进行了写光栅实验.结果表明,采用浸泡法和旋涂法都可以制备出表面光滑均匀的含偶氮生色团的聚电解质自组装膜.但是浸泡法自组装膜的生长速度要比旋涂法快.在自组装膜厚度较小的情况下,旋涂法得到的自组装膜可以写出明显的光栅而浸泡法不可以.随着自组装膜厚度的增加,两种方法得到的自组装膜都可以写出明显的光栅.这些结果说明浸泡法自组装膜内部聚电解质分子的层间穿插比较严重,而旋涂法自组装膜内分子穿插要弱得多.     

热处理对[NiFe/Cu/Co/Cu]_n多层纳米线磁性能的影响

采用双槽控电位法在阳极氧化铝(AAO)模板中制备了有序均一的[NiFe/Cu/Co/Cu]n多层纳米线阵列,并在不同温度下进行了热处理.利用X射线衍射(XRD)对热处理前后多层线的晶体结构进行了测试.考察了不同退火温度对多层线矫顽力、剩磁比、巨磁电阻(GMR)效应、磁灵敏度的影响.随热处理温度升高,多层纳米线中磁性微晶晶型取向越来越明显,晶体结构更均匀;多层纳米线的矫顽力和剩磁比先增大后减小.300°C下多层纳米线矫顽力达到最大值,GMR最大值可达59%,对应的磁电阻灵敏度(SV)为0.233%Oe-1.     

Infrared dielectric mirrors based on thin film multilayers of polystyrene and polyvinylpyrrolidone

Thin film polymer multilayers were prepared by spin coating alternating layers of polystyrene and polyvinylpyrrolidone. Samples with 10, 20, 30, 40, and 50 layers were prepared with individual layer thickness values in the range 223–508 nm. These samples were measured using a Fourier transform infrared spectrometer and were found to display narrow photonic band gaps (～ 0.04 to 0.06 μm wide) in their spectral response over the wavelength range 1.6 ? 2.6 μm. The position of the photonic band gaps was controlled by varying the thickness of the individual layers within the multilayer structures. This was achieved by varying the spin speed used during the deposition of the polymer layers. The peak reflectance of the multilayers was controlled by varying the number of layers within the multilayer samples giving values in the range 20–80% (corresponding to transmittances of 80–20%). Calculated transmittance spectra were also obtained using an optical transfer matrix method. These calculated spectra were shown to be in good agreement with the experimental data obtained. These experiments demonstrate a facile approach to the production of low cost dielectric mirrors that have tailored photonic properties over a range of wavelengths that are currently important for applications in fibre optic based telecommunications. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part B: Polym Phys, 2011     

The Hofmeister anion effect and the growth of polyelectrolyte multilayers

The influence of a variety of counteranions on the properties of polyelectrolyte multilayers deposited by layer-by-layer technique is studied by using ellipsometry and AFM. We found out that in thin dry multilayers (20-90 nm) ofpoly(4-styrenesulfonate) (PSS) and poly(diallyldimethylammonium) (PDADMA), the thickness follows reasonably well the position of the counteranion in the Hofmeister series. The polyelectrolyte-counteranion interaction is studied by means of viscosity measurements of semidilute solutions of PDADMA in the presence of different anions. The dynamic viscosities follow the Hofmeister series of anions and correlate with the thickness of multilayers. Two parameters describing the interaction of ions with water, the Jones-Dole viscosity B coefficient and the hydration entropy, are used to explain the anion effect on the developing multilayer thickness. Reasonably smooth and monotonic functional dependence is observed between the layer thickness and these two parameters.     

Electrochemical aspects and structure characterization of VA-VIA compound semiconductor Bi2Te3/Sb2Te3 superlattice thin films via electrochemical atomic layer epitaxy

This paper concerns the electrochemical atom-by-atom growth of VA-VIA compound semiconductor thin film superlattice structures using electrochemical atomic layer epitaxy. The combination of the Bi2Te3 and Sb2Te3 programs and Bi2Te3/Sb2Te3 thin film superlattice with 18 periods, where each period involved 21 cycles of Bi2Te3 followed by 21 cycles of Sb2Te3, is reported here. According to the angular distance between the satellite and the Bragg peak, a period of 23 nm for the superlattice was indicated from the X-ray diffraction (XRD) spectrum. An overall composition of Bi 0.25Sb0.16Te0.58, suggesting the 2:3 stoichiometric ratio of total content of Bi and Sb to Te, as expected for the format of the Bi2Te3/Sb2Te3 compound, was further verified by energy dispersive X-ray quantitative analysis. Both field-emission scanning electron microscopy and XRD data indicated the deposit grows by a complex mechanism involving some 3D nucleation and growth in parallel with underpotential deposition. The optical band gap of the deposited superlattice film was determined as 0.15 eV by Fourier transform infrared spectroscopy and depicts an allowed direct type of transition. Raman spectrum observation with annealed and unannealed superlattice sample showed that the LIF mode has presented, suggesting a perfect AB/CB bonding in the superlattice interface.     

在N,N-二甲基甲酰胺/水混合溶剂中制备偶氮聚电解质自组装膜

利用静电吸附逐层自组装方法在有机溶剂N,N二甲基甲酰胺(DMF)和H2O的混合介质中制备非水溶性偶氮聚电解质自组装多层膜.研究了DMF和H2O的配比对自组装膜生长、结构与表面形态的影响.结果表明,DMFH2O的混合溶剂是非水溶性偶氮聚电解质自组装的理想介质,二者之间的配比对自组装膜的生长速度,膜的结构以及表面形态均有显著影响.随着混合溶液中DMF含量的升高,自组装膜的生长速度逐渐下降但线形生长关系越来越好,所得自组装膜中偶氮生色团的H聚集程度逐渐下降,而且自组装膜的表面越来越平整.