金属基底层上NiO(111)外延薄膜的变温电阻开关特性与隧穿机制

利用射频磁控溅射方法在Pt层上制备了沿111晶向外延生长的NiO薄膜,研究了其晶体微结构和变温电阻开关特性.微结构观测分析发现, NiO(111)薄膜与Pt层满足"立方-立方"晶格生长关系.在周期性外电场作用下,薄膜中氧空位的定向漂移和电极附近银离子的氧化还原反应相互促进,使得在较低的翻转电压下即可在薄膜中形成周期性导通/截断的氧空位导电丝通道,从而使得Ag/NiO(111)/Pt存储单元在室温至80°C测试温度范围里的电流-电压曲线均呈现稳定的双极性电阻开关特性.运用Arrhenius作图法以及肖特基热激发隧穿公式拟合薄膜高阻态电流-温度曲线符合线性关系,表明薄膜高阻态漏电流符合肖特基热激发隧穿机制.     

LaNiO_3缓冲层对Ba_(0.5)Sr_(0.5)TiO_3薄膜微结构和介电性能的影响

利用射频磁控溅射法,在Pt/Ti/SiO2/Si和LaNiO2/Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜.采用X-ray衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM),研究了两种衬底上BST薄膜样品的结晶性和表面形貌.结果表明:BST薄膜材料均为钙钛矿相,直接生长在硅衬底上的BST薄膜无择优取向,晶粒尺寸为20～30 nm,而LaNiO2缓冲层上生长的BST薄膜则为(100)择优取向,晶粒尺寸约为150～200 nm.室温下测试了薄膜的介电性能.研究结果表明,LNO缓冲层显著提高了BST薄膜的介电常数和介电可调率.     

La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3/LaMnO_3复合体系中颗粒间界对电磁输运行为的影响

将奈尔温度为145 K的反铁磁性绝缘体LaMnO_3作为第二相复合到La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3颗粒间界处,研究反铁磁性绝缘体对复合体系的电磁输运性质的影响.在(1-x)La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3/xLaMnO_3复合体系中,随着x增加,样品的金属-绝缘体转变温度Tp降低,峰值电阻增加.电输运行为表明:随着反铁磁性第二相LaMnO_3的引入,电子-声子散射以及电子-磁振子散射对输运行为的影响变大.在低磁场0.3 T下,相对于纯La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3,复合样品在金属-绝缘体转变温区附近的磁电阻大大增强;在高场3 T下,所有样品都存在着磁电阻平台现象,且复合样品的磁电阻值在低温区域都明显大于纯La_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3的磁电阻值.     

酸刻蚀处理对Si(100)和Si(111)上制备CVD金刚石膜的影响

对Si(100)和Si(111)采用相同的酸刻蚀工艺,采用热丝化学气相沉积法(HFCVD)制备金刚石膜.用扫描电子显微镜、X线衍射仪和X线应力测试仪对样品的形貌、织构及残余应力进行检测、分析.研究结果表明:沉积3 h后,Si(100)和Si(111)基体上均生长出晶形比较完整,呈柱状晶方式生长的金刚石薄膜;此外,Si(100)金刚石膜表面分布着大量的微孔,通过调整沉积工艺可控制微孔的数量和尺寸,而Si(111)金刚石膜表面无微孔出现;2种基体所得薄膜都存在(111)织构,后者Si(111)还有一定的(110)织构;2种基体经酸刻蚀之后制得薄膜均无鼓泡剥离现象,二者的残余应力相差不大.     

氧压对PLD技术制备0.935Bi_(1/2)Na_(1/2)TiO_3-0.065BaTiO_3-0.01Al_6Bi_2O_(12)薄膜的影响

压电薄膜具有优异的铁电、压电和介电性能,被广泛的应用于存储器、微传感器和微驱动器等领域中.目前脉冲激光沉积技术(PLD)成为一种新兴的薄膜制备技术,沉积薄膜的质量容易受到衬底温度、氧压、靶材与衬底距离、激光能量等方面的影响.本文基于0.935Bi_(1/2)Na_(1/2)TiO_3-0.065BaTiO_3-0.01Al_6Bi_2O_(12)(简称为BNBT-0.01AB)薄膜,利用PLD制备技术研究了不同氧压(15Pa,30Pa)对沉积的薄膜结构与性能的影响.结果表明:在30Pa下沉积得到的薄膜产生了(l00)方向的择优取向生长,晶粒呈立方块状,有效压电系数d*33为103pm/V;15Pa下沉积得到的薄膜为随机取向,晶粒呈片状,有效压电系数d*33为69pm/V.本研究结果为选择合适的沉积参数提供了有利的参考.     

TiO2/VO2双层薄膜的制备及光电性能研究

文章采用磁控溅射法在玻璃基底上分别制备VO2单层薄膜与TiO2/VO2双层薄膜,并在Ar气中进行退火.用X射线衍射仪、扫描电镜、紫外-可见光分光光度计、LCR测试仪对薄膜样品的晶体结构、表面形貌、可见光透过率、电阻温度特性进行测试.结果表明,TiO2/VO2双层薄膜的相变温度降低到56℃,电阻温度系数为-1.087/℃,可见光透过率提高了20％～30％,且薄膜生长致密均匀.     

钙钛矿La2/3Pb1/3MnO3外延膜的制备及磁性

利用磁控溅射法在单晶LaAlO3(100)衬底上成功地外延生长了La2/3Pb1/3MnO3薄膜.用X射线衍射仪、原子力显微镜和超导量子干涉仪、直流四探针法对其进行了表征.结果表明,薄膜为赝立方钙钛矿结构,晶格常数为3.861 nm,晶格失配度为2.1%,具有良好的单晶外延结构和较光滑的表面,且薄膜中晶粒的生长模式是"柱状"模式.居里温度为325 K,在居里温度附近,发生铁磁-顺磁转变.此材料呈现出一种典型的自旋玻璃特性.是由于应力造成的.在1.OT磁场下,其磁电阻为23.4%.     

TiO_(2-x)纳米粒子薄膜型氧敏元件的性能

以钛酸丁酯和无水乙醇分别为前驱体和溶剂 ,添加适量稳定剂制成稳定溶胶 ,用浸涂法在 Al2 O3基片上制备 Ti O2 薄膜 ,经在 10 0 0℃氢气氛下还原制得 Ti O2 - x薄膜 .通过 SEM照片发现薄膜颗粒在几十纳米左右 ,颗粒分布均匀 .由 XRD分析 ,薄膜的 x值在 0～ 0 .5之间 .实验结果表明 ,Ti O2 - x薄膜在 80 0℃下具有良好的氧敏感性和响应特性 ,薄膜在 N2 条件下具有很好的电阻 -温度特性     

非晶合金薄膜(Fe_(0.4)Ni_(0.2)Cr_(0.4))_(72)Si_(28)的电阻特性与温度及非晶度的关系

测定了非晶合金薄膜(Fe_(0.4)Ni_(0.2)Cr_(0.4))_(72)Si_(28)在20-620℃范围内电阻随温度变化的曲线,以及这一变化与薄膜的物相构成及非晶度的关系。研究了这一合金薄膜电阻温度系数TCR随热处理温度的变化以及它与非晶度的关系。探讨了合金薄膜中Si的含量对TCR数值的影响及作用机理。指出了获得合金薄膜最佳电阻温度系数的一些可能的途径。     

Sensing Properties of Ba1-xLaxNbyTi1-yO3 Thin-Film on SiO2/Si Substrate

通过离子束溅射技术淀积在SiO2/Si衬底上的钛酸镧钡铌膜(Ba1-xLaxNbyTi1-yO3),制成集薄膜电阻和金属-绝缘体-半导体(MIS)电容为一体的传感器.实验结果表明,薄膜电阻在303～673 K温度范围内对可见光和热具有良好的灵敏特性,同时MIS电容对相对湿度有很高的灵敏度.我们测试了此薄膜的光吸收特性,并得到了它的禁带宽度.最后,我们研究了薄膜电阻的阻抗温度频率特性和频率对MIS电容湿敏特性的影响.     

Au/BaTiO3/SrRuO3异质结的制备与电致电阻效应研究

异质结的高低阻态可以分别代表逻辑＂0＂和＂1＂,从而实现二进制数据存储.采用磁控溅射法制备Au/BaTiO3/SrRuO3异质结.研究结果表明在不同工艺条件下制备的BaTiO3薄膜均具有（002）择优取向.电学测试表明：在较低气压下制备的薄膜,异质结中可以实现可逆的单极性到双极性电阻转变;在较高气压下制备的薄膜,异质结中可以实现不可逆的非对称双极性电阻转变.这些实验结果可以用界面调制的随机断路器网络模型统一解释.     

磁控溅射制备CdS/ZnO复合薄膜及其光电性能研究

采用射频磁控溅射两步法制备出CdS/ZnO复合膜,并通过XRD、SEM、AFM、UV-vis、IPCE表征了制备的薄膜。SEM及AFM测试表明,相比于单独的CdS薄膜,CdS/ZnO复合膜的表面形成了更加明显的介孔结构;光电转换效率测试表明,相比单独的CdS薄膜,CdS/ZnO复合膜表现出更高的转换效率,0V(vs. Ag/AgCl)偏压下,IPCE值由36.1%(410nm)增大到66.1%(410nm)。光电转换效率的增加一方面是由介孔表面引起的光吸收增加以及表面活性位增多引起;另一方面,两种半导体的复合形成异质结,异质结的形成促进了光生电子-空穴的分离,提高了薄膜的光电转换效率。     

La0.67Ca0.33MnO3薄膜中的非欧姆行为研究

 用四探针法对不同倾斜衬底La_0.67Ca_0.33MnO₃薄膜进行了不同电流下的电阻温度关系测试,发现了3个结果:①偏电流>1mA时,焦耳热作用使电阻温度曲线的转变点温度下降;②偏电流<1mA时,薄膜的转变点电阻随所加的偏电流的增加而减小,这是对欧姆行为的偏离(即非欧姆行为);③这一偏离随衬底倾斜角度的增加而增加.对经过氧气氛高温退火的La_0.67Ca_0.33MnO₃薄膜进行了测量,发现峰值电阻及峰值电阻的变化明显减小.初步分析的结果是:①大电流的加热效应是峰值温度偏移;②可能是晶界作为隧穿结导致了薄膜中的非欧姆行为.     

氩气分压与膜厚对溅射Al膜微结构及应力的影响

在不同氩气分压下,用直流溅射法在室温Si基片上制备了不同厚度的Al膜。用光学干涉相移法和X射线衍射技术,对薄膜应力和微结构进行了测试分析。微结构分析表明:制备的Al膜均呈多晶状态,晶体结构仍为面心立方;氩气分压分别为1Pa和3Pa的Al膜相比,1Pa下制备的薄膜结晶程度明显优于3Pa下制备的薄膜。1Pa下Al膜平均晶粒尺寸随膜厚的增加由17.9nm逐渐增大到26.3nm;晶格常数由0.4037nm增大到0.4047nm,均比标准值0.40496nm稍小。应力分析表明:同一工作气体压强(氩气分压)下,Al膜的平均应力随着膜厚的增加变小,应力分布趋向均匀。相同时间1Pa和3Pa的Al膜,其微结构和应力有较大差别。     

BCN薄膜的结构及其内应力研究

用射频反应溅射法制备出BCN薄膜。X射线衍射和傅立叶红外吸收光谱量发现样品的组成原子之间实现了原子级化合，样品与Si衬底之间存在较大的应力。样品剥落后，应力的消除使红外吸收峰位向低波数移动。实际还发现，衬底材料对样品中的压应力影响很大，压应力的释放与衬底密切相关：在硅衬底上呈枫叶状隆起，在石英衬底上样品呈周期性的拆线状隆起。     

低温生长纳米ZnO薄膜的结构

采用气体放电活化反应蒸发技术(GDARE),以玻璃为衬底,在较低的温度下沉积纳米ZnO薄膜,用二次蒸镀法克服薄膜生长饱和问题、有效增加膜厚及改善薄膜质量。讨论了GDARE法低温下沉积纳米ZnO薄膜的生长过程及成膜机理。由原子力显微镜(AFM)和X-射线衍射谱(XRD)分析薄膜表面形貌和晶体结构,研究结果表明,二次蒸镀法沉积的双层纳米ZnO薄膜具有更好的结晶质量及长期稳定性,薄膜沿C轴高度取向生长,内应力较小,晶粒尺寸均匀,平均粒径约35nm,表面粗糙度降低。     

镀锌钢上钼酸盐/硅烷复合膜的组成与耐蚀性

分别采用一步法和两步法在热镀锌钢板表面获得钼酸盐/硅烷复合膜,通过X射线光电子能谱分析(XPS)、俄歇电子能谱剥层分析(AES)、盐雾腐蚀试验(NSS)及Tafel极化曲线等对两种复合膜的化学成分和耐蚀性能进行了研究,并将它们与单独的钼酸盐转化膜、硅烷膜进行对比.结果表明:一步法和两步法制备的复合膜具有相似的双层结构,内层以钼酸盐转化膜(含O、Mo、Zn、P)为主,外层以硅烷膜(含C、O、Si)为主,内外层之间及膜与锌基体之间的化学成分呈梯度变化;与单独的钼酸盐膜、硅烷膜相比,两种复合膜对腐蚀的阴极过程的抑制明显增强,自腐蚀电流减小至单层膜的1/5以下,耐蚀性显著提高;两步法制备的复合膜耐蚀性超过常规铬酸盐钝化膜,而一步法制备的复合膜的耐蚀性比由两步法制备的稍差,但仍接近常规铬酸盐钝化膜.     

热处理对Ta/Ni0.65Co0.35薄膜微结构和磁电阻性能的影响

选用磁致伸缩系数接近于零的软磁合金Ta/Ni0.65Co0.35作为磁敏感层,研究了热处理对Ta/Ni0.65Co0.35薄膜织构、磁学性能和磁电阻性能的影响.制备了Barber电极结构的磁电阻元件,对磁电阻元件的输出特性进行了测试.结果表明:真空退火可以有效降低薄膜内的应力和杂质缺陷,使晶粒尺寸增大,晶界对传导电子的散射减少,各向异性磁电阻(AMR)值提高;真空磁场退火有利于提高薄膜的单轴各向异性,使薄膜的AMR值和磁传感器元件的灵敏度增加.     

不同衬底生长ZnO薄膜的结构与发光特性研究

采用射频磁控溅射方法分别在蓝宝石(Al2O3)(0001)和硅(100)衬底上制备ZnO薄膜．通过X-光衍射测量与分析表明两者都沿C轴方向生长，在Al2O3衬底上的ZnO薄膜结晶质量优于在Si衬底上的薄膜样品．然而，由原子力显微镜观测发现在Al2O3衬底上的薄膜晶粒呈不规则形状，且有孔洞，致密性较差；而在Si衬底上的ZnO薄膜表面呈较规则的三维晶柱，致密性好．光致发光测量表明，不同衬底上生长的ZnO薄膜表现出明显不同的发光行为．     

磁控溅射涂层的耐蚀性

通过采用磁控溅射工艺,将两种铁基和镍基材质的靶材溅射到基材(1Cr18Ni9Ti)上,形成4种薄膜。对靶材、基材和薄膜等分别在不同浓度硫酸中的耐腐蚀性进行了测量,并对薄膜在0.05mol/L硫酸中的耐点蚀性进行了研究。通过对Tafel曲线、循环极化曲线及显微组织的分析,结果表明:溅射后薄膜组织为微晶,薄膜的耐蚀性普遍比溅射材前靶的耐蚀性要好;薄膜耐点蚀性很好。