Epitaxial growth of single-crystalline Ni46Co4Mn37In13 thin filmand investigation of its magnetoresistance

Single-crystalline thin film of Ni46Co4Mn37In13alloy grown on MgO(0 0 1) was prepared by Pulsed Laser Deposition(PLD) method. The epitaxial growth process was monitored by in situ Reflection High Energy Electron Diffraction(RHEED). Structure measurements reveal that the single-crystalline Ni46Co4Mn37In13film could be stabilized on MgO(0 0 1) as a face-centered-cubic(fcc) structure. From the evolution of RHEED,it can be deduced from the patterns that Volmer-Weber growth mechanism(3-D) dominates at the initial stage. Then,it becomes layerby-layer growth mechanism(2-D) with the increase of the film thickness. Lastly,growth mechanism converts back to 3-D when the film is thick enough. Both electrical resistance and magnetoresistance(MR) were measured at various temperatures using Physical Property Measurement System(PPMS). The electrical resistance measurement indicates that the film sample does not have martensitic transformation in the measurement temperature range. However,with the temperature increasing,the film sample exhibits a transition from metallic to semiconductorlike properties. Moreover,a small negative magnetoresistance was observed at different temperature,which can be explained by the spindependent scattering of the conduction electrons.     

La0.7Sr0.3MnO3外延膜厚度引起的电阻率变化

不同厚度的La0.7Sr0.3MnO3(LSMO)外延薄膜被沉积到立方相的LaA lO3(001)单晶衬底上,XRD测试结果显示,LSMO外延膜的结构是单相的,具有与衬底相同的晶格取向;随着膜厚的增加,LSMO外延膜的晶格经历应变到驰豫的变化.电阻测量显示,应变驰豫的薄膜(较厚的薄膜)有较大的电阻率,这与该膜中缺陷浓度增加有关.此外,也对生长在不同单晶衬底上的LSMO外延膜(厚度相同)的结构和电阻进行了对比研究.     

Ni_（50-x）Mn_（10＋x）Ga_（30）Cu_（10）系列Heusler合金的结构、马氏体相变和磁性研究

通过实验和第一性原理研究了Ni50-xMn10＋xGa30Cu10（x=0-10）系列Heusler合金的结构、马氏体相变和磁性.实验研究发现,当用Mn原子在化学上替换Ni原子,合金的晶格参数随成分线性增大,相应体系的马氏体相变温度线性降低;理论分析认为,体系合金的单胞尺寸和电子浓度的共同作用使马氏体相变温度随成分变化线性降低直至消失;体系中Mn对Ni原子的替换使交互作用较强的Ni（A,C）-Mn（B）原子对逐渐形成,这增强了磁性原子间总的交换耦合作用,实验观测到体系合金的居里温度随成分逐渐上升.基于KKR-CPA-LDA的第一性原理计算结果表明,在体系合金中Mn原子磁矩始终与Ni原子磁矩保持铁磁排列,且Mn原子为体系分子磁矩的主要贡献者,因此体系合金的分子磁矩随Mn原子数量线性增加,这与实验结果相一致.     

超声波浸渍法制备MnOx/TiO2催化剂低温选择性催化还原NO

采用超声波浸渍法、传统浸渍法和溶胶凝胶法制备了一系列的MnOx/TiO2催化剂,采用X射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、原位红外(in situ FT-IR)、高分辨率扫描电镜(HRTEM)程序升温还原(TPR)等技术进行表征,同时在模拟氨气选择性催化还原NO的反应条件下( NH3-SCR)对催化剂的低温反应...     

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%.     

MnBi合金生长及其磁学性能研究

利用外延技术外延生长了MnBi合金,研究了不同的生长温度和不同的衬底对外延膜的生长的影响。发现控制Mn、Bi源的温度对生长的外延薄膜的结构和性能有很大的影响,同时还发现外延在不同的衬底上对制备MnBi合金有较大影响。这表明外延薄膜与衬底之间的依赖性。同时还研究了MgO衬底上外延薄膜的磁学性能,其表现出了室温铁磁性。     

外延生长在GaAs(001)表面的磁性薄膜

采用多种实验技术研究外延生长在GaAs(001)表面的Mn,Co和FeMn合金等磁性金属薄膜，研究结果表明外延生长的磁性薄膜的晶体结构和磁学性质与体材料相比有明显的判别，在一些情况下，外延薄膜和衬底之间的界面结构对于磁性薄膜的晶体结构和磁学性质起着决定性的作用。     

Growth of Ge Layer on Relaxed Ge-Rich SiGe by Ultrahigh Vacuum Chemical Vapor Deposition

The paper describes the growth of a germanium (Ge) film on a thin relaxed Ge-rich SiGe buffer. The thin Ge-rich SiGe buffer layer was achieved through a combination of ultrahigh vacuum chemical vapor deposition (UHVCVD) SiGe epitaxial growth and SiGe oxidation. A lower Ge content strained SiGe layer was first grown on the Si (001) substrate and then the Ge mole fraction was increased by oxidation. After removal of the surface oxide, a higher Ge content SiGe layer was grown and oxidized again. The Ge mole fraction was increased to 0.8 in the 50 nm thick SiGe layer. Finally a 150 nm thick pure Ge film was grown on the SiGe buffer layer using the UHVCVD system. This technique produces a much thinner buffer than the conventional compositionally graded relaxed SiGe method with the same order of magnitude threading dis- location density.     

Ni50.3Mn27.3Ga22.4磁性形状记忆合金薄膜的磁性能研究

采用磁控溅射方法制备Ni50.3Mn27.3Ga22.4磁性形状记忆合金薄膜。系统研究薄膜的马氏体相变行为、磁场增强相变应变特性以及温度对磁感生应变的影响。试验结果表明,经823 K退火1 h的Ni50.3Mn27.3Ga22.4薄膜室温下处于奥氏体态,马氏体相变开始温度为271.5 K。当沿膜面方向施加0—0.8 T磁场时,Ni50.3Mn27.3Ga22.4薄膜的马氏体相变应变量随磁场强度的增大而增大,呈现出磁场增强马氏体相变应变效应。试验还发现,饱和磁感生应变显著依赖于测试温度。当测试温度低于拟马氏体相变结束温度时,饱和磁感生应变随温度的升高先缓慢增大,在马氏体相变开始温度附近磁感生应变值发生跳跃式增加,然后随测试温度的进一步升高而降低。     

顺序离子束溅射沉积制备GdAlO3单一晶相薄膜技术

顺序沉积薄膜制备技术包括前驱薄膜制备和后期薄膜热处理技术，特别适合复杂组分的薄膜制备．采用IM100离子束材料芯片沉积仪在MgO(100)基片上顺序沉积Gd2O3和Al单层薄膜，经后续低温扩散和高温晶化两步热处理得到GdAlO3单一晶相薄膜．以X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段，分析所得GdAlO3薄膜的晶体结构和微观形貌，考察热处理过程对GdAlO3薄膜生长过程及微观结构的影响．实验结果表明顺序沉积薄膜制备技术具有化学计量比控制精确的优点，两步热处理可以得到结晶状况良好的单相结晶薄膜．     

基非掺杂与掺Te的GaSb薄膜 的缺陷结构对比分析

在GaAs单晶衬底上用分子束外延技术,采用相同工艺生长了非掺杂及掺Te的GaSb薄膜．以原子力显微镜、X射线衍射谱和正电子湮没谱技术对比分析了样品的结构及缺陷．研究表明,样品在掺Te后在界面处缺陷减少,外延生长较好．并分析其缺陷的产生机理．     

Magnetocrystalline anisotropy and spin-wave stiffness in tensile-strained La0.67Ba0.33MnO3 films: An investigation via ferromagnetic resonance

Tensile-strained epitaxial La_0.67Ba_0.33MnO₃ (LBMO) film has been prepared by magnetron sputtering technique on (001) oriented spinel MgAl₂O₄ substrate. The transport and magnetic measurements give an insulator-metal transition and paramagnetic-ferromagnetic transition occurring at ～150 K and 250 K respectively, which implies the phase separation in such a tensile-strained film. By analyzing the angular and temperature dependences of the ferromagnetic resonance (FMR), we determine the magnetocrystalline anisotropy of the film. It is found that the tensile-strained film is dominated by an easy-axis corresponding to the compressive out-of-plane direction, though the magnitudes of anisotropy constants are relatively small and their temperature dependences are some complex. Furthermore, the FMR spectra show additional spin wave resonance (SWR), and the field positions can be indexed to follow a linear dependence on the square of index n. The scaling gives a spin-wave exchange stiffness D of 20.7 meV Ų at low temperature, which is less than half of that in strain-free LBMO films, implying that the double exchange interaction is remarkably suppressed in the tensile-strained LBMO films.     

Ni／NiO交换偏置系统的制备与测试

将具有60keV能量的O离子注入通过分子外延束方法生长的Ni铁磁性薄膜,再将注入离子与基质原子发生化学反应所生成的反铁磁性NiO颗粒镶嵌于铁磁性薄膜中,在Ni／NiO界面处通过交换相互作用构建起交换偏置系统,在对系统进行场冷后,成功测量到磁滞回线的平移,在此基础上研究了系统的微观结构和磁特性,并对其中交换偏置的来源做出初步解释．通过调制注入离子的剂量,系统研究了不同因素对交换偏置的影响,优化了交换偏置系统的制备方法．     

Co-W磁性薄膜应变对其有效磁晶各向异性能的影响

利用磁控溅射在250℃的MgO(220)单晶基片上先后沉积Cr(100 nm)下底层和不同厚度(9~80 nm)的Co-11%W(原子分数)磁性层,二者取向附生生长关系为Cr(112)[111]∥Co-W(1010)[1210]和Cr(112)[110]∥Co-W(1010)[0001].随着膜厚的增加,Co-W在薄膜面内的压应变(ε0)从0.781 3%减小到0.544 5%,相应地其有效磁晶各向异性能一级常数Ke1ff由3.82×106减小到2.58×106erg/cc.该结果表明通过设计磁性层和下底层之...     

Ni50.3Mn27.3Ga22.4磁性形状记忆合金薄膜的磁场增强马氏体相变应变研究

采用磁控溅射方法制备Ni50.3Mn27.3Ga22.4磁性形状记忆合金薄膜。研究薄膜的晶体结构、磁化行为以及磁场对马氏体相变应变的影响。试验结果表明,经823 K退火1 h的Ni50.3Mn27.3Ga22.4薄膜,室温下处于奥氏体态,呈较强的(110)织构特性,且室温饱和磁化强度约为40 emμ/g。试验还发现,当沿膜面方向施加0到0.8 T磁场时,Ni50.3Mn27.3Ga22.4薄膜的马氏体相变应变量随磁场强度的增大而增大,呈现出磁场增强马氏体相变应变效应。     

钙钛矿La0.67Pb0.33MnO3薄膜的制备及表征

利用磁控溅射法在单晶LaAlO3(100)衬底上成功的外延生长了La0.67Pb0.33MnO3薄膜。用X射线衍射、原子力和超导量子干涉仪、振动样品磁强计对其进行了表征。结果表明,薄膜为赝立方钙钛矿结构,晶胞参数为a=3.861 nm,具有良好的单晶外延结构和光滑的表面。居里温度TC=345 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。在室温条件下,当H=0.8T时,磁电阻效应非常明显,此现象是由于固有磁电阻效应引起的,并不是低场磁电阻效应引起的。室温下,其矫顽力只有50奥斯特。     

脉冲偏压占空比对MgO薄膜成分及结构的影响

采用阴极真空电弧离子沉积技术在玻璃衬底上制备出了具有择优取向的透明MgO薄膜.利用卢瑟福背散射谱、X射线衍射仪、扫描电子显微镜及紫外-可见吸收光谱仪分别对MgO薄膜的成分、结构、表面形貌及可见光透过率进行了分析.结果表明:MgO薄膜具有(100)和(110)两种取向,且择优取向趋势不随占空比的变化而变化.随着占空比的增大,脉冲偏压为-150V时制备的MgO薄膜中Mg和O的原子含量之比逐渐增大,占空比为30%时,n(Mg)∶n(O)接近1∶1;SEM图表明,晶粒尺寸随着占空比的增大几乎没有发生明显的改变;在350～900nm范围内,MgO薄膜的可见光透过率可以达到90%以上.     

N掺杂SiC薄膜的制备及磁有序

采用磁控溅射技术制备了N掺杂SiC薄膜,利用X线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、物理特性测试系统对薄膜成分、结构、磁性进行了表征.结果表明,N掺杂SiC薄膜具有室温铁磁性,N掺杂含量对薄膜的室温铁磁性具有很大的影响,薄膜室温铁磁性可能是由于N替代C来控制Si空位缺陷的电荷态和自旋极化产生的.     

温度、氯离子和铬元素对J55油套管钢钝化膜半导体性能的影响

利用电容测量法及电化学阻抗谱技术研究了温度、氯离子浓度和铬元素对目前广泛使用的J55油套管钢在模拟土壤环境中所成钝化膜半导体性能的影响.结果表明:钝化膜呈现n型半导体特性,随着成膜温度的升高、铬元素的加入和氯离子浓度的增加,Mott-Schottky曲线直线部分的斜率减小,表明膜内杂质密度增加.阻抗谱结果表明:在同一温度下,离子在膜内的传递电阻R1随着氯离子浓度增加而减小,膜内的扩散系数YW增加;同一氯离子浓度下,随着成膜温度的升高,扩散系数YW减小.表明温度升高、溶液中氯离子浓度的增加以及铬元素的加入会使钝化膜对J55油套管钢基体的保护作用减弱.     

衬底负偏压溅射对ZrN薄膜性能的影响研究

本文采用S-抢磁控溅射系统淀积ZrN薄膜,用扫描电镜、X射线衍射、反射电子衍射、俄歇电子能谱和电学测量等方法研究了衬底负偏压溅射和溅射两种工艺方法淀积的ZrN薄膜的结构、组分和薄膜电阻率。结果表明,适当增大溅射功率,采用衬底负偏压溅射方法,有效地减少了氧的沾污,使得所淀积的ZrN薄膜的电学性能有明显改善。