衬底偏压对γ’-Fe4N薄膜磁性的影响

采用直流磁控溅射方法，以Ar／N2（N2／（Ar＋N2）=10％）为放电气体，在Si（100）单晶衬底上获得了γ＇-Fe4N薄膜样品。利用x射线衍射（XRD）和振动样品磁强计（VSM）研究衬底偏压对γ＇-Fe4N薄膜样品的影响。结果表明，随着衬底负偏压的增大，γ＇-Fe4N薄膜样品的晶胞参数减小，Fe和N的化合效率与样品的致密度提高，表面缺陷减少，矫顽力降低。     

衬底偏压对γ′-Fe4N薄膜磁性的影响

采用直流磁控溅射方法, 以Ar/N₂（N₂/(Ar+N₂)=10％）为放电气体, 在Si(100)单晶衬底上获得了γ′-Fe₄N薄膜样品. 利用X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)研究衬底偏压对γ′-Fe₄N薄膜样品的影响. 结果表明, 随着衬底负偏压的增大, γ′-Fe₄N薄膜样品的晶胞参数减小, Fe和N的化合效率与样品的致密度提高, 表面缺陷减少, 矫顽力降低.      

溅射时间对γ′-Fe_4N薄膜的磁性影响

采用直流磁控溅射方法,以Ar/N2作为放电气体(N2/(Ar N2)=10%),在玻璃衬底上于不同溅射时间获得了γ′-Fe4N单相薄膜。利用X射线衍射(XRD)和超导量子干涉仪(SQUID)研究了溅射时间对薄膜的生长及磁性性能的影响。结果表明薄膜样品明显沿γ′-Fe4N(111)晶面择优取向进行生长,其(111)晶面平行于样品的膜面。随溅射时间的增加,薄膜样品的晶粒尺寸没有明显的变化,薄膜厚度和矫顽力随溅射时间的增加而显著增大。     

溅射时间对γ′-Fe4N薄膜的磁性影响

采用直流磁控溅射方法,以Ar/N2作为放电气体（N2/（Ar＋N2）=10%）,在玻璃衬底上于不同溅射时间获得了γ′-Fe4N单相薄膜。利用X射线衍射（XRD）和超导量子干涉仪（SQUID）研究了溅射时间对薄膜的生长及磁性性能的影响。结果表明薄膜样品明显沿γ′-Fe4N（111）晶面择优取向进行生长,其（111）晶面平行于样品的膜面。随溅射时间的增加,薄膜样品的晶粒尺寸没有明显的变化,薄膜厚度和矫顽力随溅射时间的增加而显著增大。     

γ′-Fe_4N薄膜的制备及其磁性

采用直流磁控溅射方法,以Ar/N2为放电气体(N2/(Ar N2)=10%),在玻璃和NaCl(100)单晶片上分别沉积获得Fe-N薄膜样品.利用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和超导量子干涉仪(SQUID)对样品的结构、形貌和磁性能进行分析,研究基片和基片温度等条件对薄膜的影响.结果表明,以NaCl单晶为基片获得单相γ′-Fe4N薄膜,与玻璃基片相比可降低其生成的基片温度并可扩大形成温度的范围,且比饱和磁化强度略有增大.     

γ′-Fe_4N纳米晶薄膜的结构及低温磁性

采用直流磁控溅射方法,在Si(100)单晶衬底上制备γ′-Fe4N纳米晶薄膜样品,并利用X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对样品的结构和磁性进行测试分析,给出了比饱和磁化强度及矫顽力与温度的关系.结果表明,样品沿(111)晶面择优生长,具有单一的易磁化方向,且易磁化方向平行于(111)晶面.随着测量温度的降低,γ′-Fe4N纳米晶薄膜样品的比饱和磁化强度σs增加,矫顽力Hc增大,剩磁比σr/σs减小.通过理论拟合确定了比饱和磁化强度与矫顽力随温度的变化关系,矫顽力随温度的变化满足T1/2规律,比饱和磁化强度σs与温度不满足Bloch的T3/2规律,表明在80~350 K温度范围内自旋波之间存在较强的相互作用.     

射频溅射两步法制备立方氮化硼（c—BN）薄膜

用常规射频(RF)溅射系统，采用两步法在Si(111)衬底上制备出较高粘附性的立方氮化硼(c—BN)薄膜。沉积过程分为成核(第一步)和生长(第二步)两步，当由第一步变为第二步时，工作气体由Ar气变为Ar和N2的混合气体，衬底温度和偏压也降为较低的值。对不同生长阶段的薄膜进行了SEM、FTIR分析，对最后沉积的薄膜进行了XPS分析。结果表明：采用两步法在Si(111)衬底上沉积的c—BN薄膜内应力较之常规方法减小约11．3GPa，薄膜的B、N原子之比为1．01，c—BN的体积分数为88％，薄膜置于自然环境中6个月尚未有剥离现象。文中还讨论了c—BN薄膜的综合生长机制。     

γ′-Fe4N薄膜的制备及其磁性

采用直流磁控溅射方法, 以Ar/N₂为放电气体（N₂/(Ar+N₂)=10％）, 在玻璃和NaCl(100)单晶片上分别沉积获得Fe-N薄膜样品. 利用X射线衍射(XRD)、 原子力显微镜(AFM)和超导量子干涉仪(SQUID)对样品的结构、 形貌和磁性能进行分析, 研究基片和基片温度等条件对薄膜的影响. 结果表明, 以NaCl单晶为基片获得单相γ′-Fe₄N薄膜, 与玻璃基片相比可降低其生成的基片温度并可扩大形成温度的范围, 且比饱和磁化强度略有增大.      

不同基片生长γ'-Fe4N薄膜的结构及其磁学性能

采用直流磁控溅射方法, 保持氩气流量不变, 控制氮气的体积分数为10%,125%,15%, 分别用Si（100）单晶和SrTiO₃（100）单晶基片制备Fe N薄膜. 用X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)等方法对两种不同基片生长Fe N薄膜的结构及磁学性能进行表征. 结果表明: 在SrTiO₃（100）单晶基片上得到了单相γ′-Fe₄N薄膜, 与Si（100）基片上的样品相比, SrTiO₃（100）更有利于诱导γ′-Fe₄N薄膜的取向性生长; 当氮气的体积分数约为12.5%时, 制备单相γ′-Fe₄N薄膜的晶粒结晶度较好, 且饱和磁化强度较高, 矫顽力比Si（100）为基片获得的Fe N薄膜样品低, 软磁性能较好.     

DC磁控溅射沉积FexN薄膜成分及生长机制

使用直流磁控溅射方法,Ar/N2作为放电气体,在玻璃衬底上沉积FexN薄膜.利用X射线光电子能谱(XPS)、掠入射小角X射线散射(GISAXS)、X射线衍射(XRD)、掠入射非对称X射线衍射(GIAXD)和原子力显微镜(AFM)研究薄膜的成分和生长机制.实验结果表明,在5%N2流量下获得FeN0.056单相化合物,薄膜中氮原子含量为14%,该值与α"-Fe16N2相中的氮原子的化学计量(11%)接近;GISAXS和AFM对薄膜表面分析表明,随溅射时间增加,薄膜变得愈加不光滑,用动力学标度的方法定量分析结果为:薄膜表面呈现自仿射性质,静态标度指数α≈0.65,生长指数β≈0.53±0.02,动力学标度指数z≈1.2,薄膜生长符合Kolmogorov提出的能量波动概念的KPZ模型指数规律.     

还原反应法制备的Fe3O4薄膜的结构和磁性

本文采用还原反应法[1],在Ar H2气体氛围中,射频磁控溅射制备Fe3O4薄膜.薄膜沉积在室温的[100]热氧化硅基体上,对薄膜样品进行X射线衍射(XRD)和电阻率(ρ)测量,结果显示在H2:Ar=γ=2%,或3%时薄膜的成分完全是Fe3O4,并且具有沿[111]方向取向生长的特性.对薄膜(γ=3%)进一步研究,发现该薄膜的表面成分为Fe3O4;在120K附近发生Verwey转变,其导电机制以电子的变程跳跃(VRH)为主;饱和磁化强度为440emu/cm3;在5特斯拉的外场中有4.6%的室温磁电阻.     

γ’-Fe4N纳米晶薄膜的结构及低温磁性

采用直流磁控溅射方法,在Si(100)单晶衬底上制备γ'-Fe4N纳米晶薄膜样品,并利用X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对样品的结构和磁性进行测试分析,给出了比饱和磁化强度及矫顽力与温度的关系. 结果表明,样品沿(111)晶面择优生长,具有单一的易磁化方向,且易磁化方向平行于(111)晶面. 随着测量温度的降低,γ'-Fe4N纳米晶薄膜样品的比饱和磁化强度σs增加,矫顽力Hc增大,剩磁比σr/σs减小. 通过理论拟合确定了比饱和磁化强度与矫顽力随温度的变化关系,矫顽力随温度的变化满足T1/2规律,比饱和磁化强度σs与温度不满足Bloch的T3/2规律,表明在80～350 K温度范围内自旋波之间存在较强的相互作用.     

衬底偏压对ZnO：Zr薄膜结构及光电性能的影响

以Zn：Zr（Zr片贴在金属Zn靶上面）为溅射靶材,利用直流反应磁控溅射法在Ar／O_2混合气氛中制备Zr掺杂ZnO（ZnO：Zr）薄膜．在制备ZnO：Zr薄膜时,衬底偏压在0～60V之间变化．研究结果表明,衬底偏压对薄膜的结构、光学及电学性能有很大影响．当衬底偏压从0增大到60V时,薄膜的平均光学透过率和平均折射率都单调增大,而薄膜的晶粒尺寸先增大后减小．ZnO：Zr薄膜电阻率的变化规律与晶粒尺寸相反．     

高压方法合成α″-Fe16N2

用同步还原氮化技术制备的Fe、Fe4N混合纳米颗粒和Fe／Fe4N核壳复合纳米颗粒分别作为前驱体，再经高压加温后合成了含有高饱和磁化强度的α″-Fe16N2相，采用X-射线衍射仪(XRD)表征样品的结构，研究了高压下温度及前驱体对合成α″-Fe16N2相的影响，其磁性用振动样品磁强计(LakeShore VSM)在室温下进行测量，实验结果表明：混合的Fe-Fe4N纳米颗粒和复合的核壳结构Fe／Fe4N颗粒在高压下均有可能发生相变，压力为6GPa时，当温度在400℃、500℃Fe和Fe4N仅仅发生晶粒细化，没有相变；当温度高于600℃时，可使Fe和Fe4N两相之间发生固相反应，产生了α″-Fe16N2等新的相．但用混合的Fe-Fe4N作为前驱体时会发生氧化，而高压复合的Fe／Fe4N前驱体则不会发生氧化．采取不同的氮化时间，可获得不同比例的α-Fe/γ′-Fe4N前驱体，在高温高压作用下可得到不同含量的α″-Fe16N2。本对实验结果也进行了初步解释。     

氮化铁薄膜的结构及磁性研究

采用直流磁控溅射方法，以Ar／N2作为放电气体在玻璃基片上沉积了单相γFe4N薄膜，采用X射线衍射（XRD）和超导量子干涉仪（SQUID）对所制备的样品进行了结构和磁性性能分析，研究了基片温度对薄膜的结构和磁性性能的影响。     

不同氛围溅射HfO_2栅介质薄膜的电学性能和界面微结构

本文研究了不同沉积氛围(纯Ar,Ar+O2和Ar+N2)中射频磁控溅射制备HfO2薄膜的介电性能和界面微结构.实验结果表明在纯Ar氛围室温制备的HfO2薄膜具有较好的电学性能(有效介电常数ε-r～17.7;平带电压～0.36 V;1 V栅电压下的漏电流密度～4.15×10-3 A cm-2).高分辨透射电子显微镜观测和X射线光电子能谱深度剖析表明,在非晶HfO2薄膜和Si衬底之间生成了非化学配比的HfSixOy和HfSix混合界面层.该界面层的出现降低了薄膜的有效介电常数,而界面层中的电荷捕获陷阱则导致薄膜电容-电压曲线出现顺时针的回线.     

镜面抛光硅衬底上金刚石薄膜的生长

在镜面抛光硅衬底上加负偏压,利用微波等离子体化学气相沉积方法生长金刚石薄膜．通过改变偏压成核阶段的不同条件制备出一系列样品,与直接在镜面抛光硅衬底上不加偏压直接生长的金刚石膜相比,成核密度明显提高,可达4×109cm－2。     

用非平衡磁控溅射法制备CNx薄膜

利用非平衡磁控溅射法,用一对石墨溅射靶,以N2,Ar为工作气体,在Si(100)衬底上溅射生长CNx薄膜。X光电子能谱分析表明薄膜中的C,N原子以sp^3,sp^2杂化电子轨道成键形成化合物。氮碳原子比比值为1.06,1.24,傅里叶红外分析也证明了C－N的存在。X射线衍射谱显示薄膜中含有β－C3N4晶粒。实验证明,非平衡磁控溅射法是合成C3N4薄膜的有效方法。     

ZnS多晶薄膜的磁控溅射沉积及其性能研究

采用磁控溅射法,在玻璃衬底上沉积了ZnS多晶薄膜,研究了衬底温度和Ar气流量对ZnS薄膜质量的影响.利用表面轮廓仪测量了薄膜的厚度,计算了薄膜的沉积速率.使用X射线衍射(XRD)分析了薄膜的微结构.通过紫外-可见光分光光度计测量了薄膜的透过谱,计算了禁带宽度.结果表明:所有制备的ZnS薄膜均为闪锌矿结构,所有样品在(111)方向具有明显的择优取向,沉积速率随着村底温度升高而降低,薄膜有较大的内应力,导致禁带宽度变窄.衬底温度为300℃时,薄膜的结晶质量最好.随着Ar气流量的增加,沉积速率增大,但薄膜的结构和光学性能都没有明显的变化.     

氮气流量对氮化碳薄膜场致发射特性的影响

采用直流磁控溅射的方法,以镀Ti瓷片为衬底,改变N\-2和Ar的流量比,在衬底温度为400℃条件下制备了氮化碳薄膜,并对其场致发射特性进行研究,样品的开启电压为2.67V/μm,最大电流密度为17.31μA/cm2,比在同一系统制备的碳膜和用阴极电弧技术制备的氮化碳薄膜有更好的场发射特性.结果表明溅射气体中氮气含量对氮化碳薄膜的场发射特性有较大的影响.