磁控溅射法制备β型Fe3Si8M系三元薄膜

二元β-FeSi2是-种非常有潜力的环境友好型半导体，但由于是线性化合物，所以很难制备较高质量的β单相．本文从β-FeSi2相的基本团簇出发，利用“团簇＋连接原子”结构模型，设计制备了Fe3SisM（M=B，Cr，Ni，Co）系三元薄膜．研究了Fe3Si8M系三元薄膜的结构、成分和光电特性．结果表明，溅射态薄膜都为非晶态，经850℃／4h退火后可全部转换为晶态，引入的第三组元M不同会影响退火后的相转变和结晶质量，Cr和B为第三组元时可实现单-β相，Co作为第三组元时，薄膜以Ⅸ相为主表现为金属特性．B，Cr和Ni作为第三组元的样品中半导体性质都有不同程度的体现，但相比较而言，Fe2．7Si8480．9薄膜的半导体性能最为明显，其电阻率为0．17Ω．cm、载流子浓度为2．8×10^20cm^-3、迁移率为0．13cm2／V．S，带隙宽度约为0．65eV．所以引入合适的第三组元可以扩展序相相区，并实现晶态三元β型硅化物薄膜与二元β-FeSi2薄膜的半导体性能相近．     

基于团簇模型设计的Cu-Cu_(12)-[M_(x/(12+x))Ni_(12/(12+x))]_5(M=Si,Cr,Cr+Fe)合金抗高温氧化研究

文章在稳定固溶体团簇模型的指导下,对白铜合金进行微合金化,将Cu元素在合金中的含量固定为72.22 at.%,改变Ni与M(M为Si,Cr,Cr+Fe)的比例,设计了系列合金成分,并对其抗高温氧化性能及其机制进行了研究.同时加入基体中的Ni-Si元素可以从两方面提高合金的抗氧化性能:以团簇形式加入,形成稳定固溶体结构,可以降低Cu-Ni-Si合金的化学反应活性;Si/Ni比增大后,合金在少量固溶的基础上能析出抗氧化性能优于基体的析出相,且析出越多,抗高温氧化性能越好.所以其抗氧化能力的来源并不是形成致密Si氧化物薄膜.Ni-Cr的同时加入可以明显抑制Cu合金在800?C以下的中温氧化,但其抗高温氧化能力主要与外氧化层中是否形成连续的Cr氧化层有关,因而该系列合金的抗高温氧化能力与Cr/Ni比有密切联系,合理选择团簇内Cr/Ni比例,才能够提高Cu合金的抗高温氧化能力.第四组元Fe和第三组元Cr相比较,不能够起到优先氧化、生成保护性氧化皮的作用,所以Cr,Fe同时添加只能抑制Cu在800?C以下的中温氧化,却不能够提高Cu合金的抗高温氧化能力.