反应磁控溅射制备TiAlVN薄膜及性能研究

利用反应磁控溅射技术,通过调节N2流速在单晶硅(n-110)表面制备了不同N含量的氮化铝钛钒(TiAlVN)薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、纳米压入、X射线光电子能谱(XPS)和Autolab type3型电化学工作站等方法,分别对薄膜断面形貌、力学性能、N元素成分含量及电化学腐蚀性能进行了测试。结果表明,薄膜呈明显的柱状生长方式,且薄膜生长速度随N2流速增加而单调降低;同时,当N2流速为15sccm时,薄膜具有最高的硬度,为15.7GPa。随着N2流速的进一步增加,薄膜的硬度先减小后增大;此外,当N2流速为30sccm时薄膜具有良好的电化学腐蚀性能。     

金属有机物分解法制备HfO2 ZrO2纳米多层薄膜及其铁电性能研究

HfO2基铁电薄膜是一种环境友好型的铁电材料，具有尺寸可缩放性、与CMOS兼容性好等多方面优势，有望代替传统钙钛矿结构材料成为铁电存储器件的主要组成材料之一近年来，已有相关研究表明Zr掺杂的HfO2基薄膜具有良好的铁电性然而，针对其复合多层结构的铁电薄膜却鲜有报道为此，该研究利用金属有机物分解法制备了HfO2和ZrO2层交替生长的HfO2 ZrO2纳米多层薄膜，对薄膜的物相、表面形貌和铁电性能进行了相应的表征和分析，研究了退火工艺对薄膜铁电性能的影响结果表明，随着纳米层数的增加，HfO2 ZrO2薄膜的结晶性得到改善，且薄膜表面致密度增加，表面较为平整，晶粒有所细化在400 ℃、1 min的退火条件下，HfO2/ZrO2纳米多层薄膜具有明显的铁电性，电流翻转峰明显，剩余极化强度高达16 μC/cm2，纳米多层薄膜具有最小的漏电流密度以及良好的耐疲劳性能     

掺氮类金刚石薄膜的微观结构和红外光学性能研究

采用俄歇电子能谱、原子力显微镜、拉曼散射分析、傅里叶红外光谱和红外椭圆偏振光谱等设备,对射频等离子增强化学气相沉积法制备的掺氮类金刚石薄膜的微观结构和红外光学性能进行了研究.结果表明,薄膜中氮含量随工艺中氮气/甲烷流量比的增加而增加并趋于饱和.光谱中CH键吸收峰(2859~3100cm^-1)逐渐消失,而且CNH键(1600cm^-1)、C≡N键(2200cm^-1)和NH键(3250cm^-1)对应的红外吸收峰强度随氮含量的增加而增加.拉曼散射中G峰向小波数方向位移和峰值展宽的现象说明薄膜中形成了非晶的氮化碳结构,与原子力显微镜显示的薄膜中富氮的非晶纳米颗粒相对应.偏振光谱分析认为,富氮纳米颗粒的存在导致了薄膜在红外波段折射率由1.8降低到1.6.     

PZT铁电薄膜的离子束刻蚀表面形貌研究

采用Sol-Gel(溶胶-凝胶)法在Pt/Ti/SiO_2/Si基片上制备了约200 nm厚的PZT(锆钛酸铅)铁电薄膜,然后用氩离子束对PZT薄膜进行刻蚀.研究了不同的离子束刻蚀工艺参数(如离子束入射角θ、屏级电压U_s和氩气流量F_(Ar))对PZT薄膜刻蚀速率及表面粗糙度的影响.采用原子力显微镜(AFM)对PZT薄膜的表面微观形貌和表面粗糙度值R_q(均方根值)和R_a(算术平均值)进行测试和分析,通过探针式表面轮廓分析仪测量刻蚀深度d并计算出刻蚀速率V_(etc).结果表明:刻蚀速率V_(etc)严重依赖于离子束入射角θ,在0～75°的θ范围内呈类抛物线关系;当θ为45°时,刻蚀速率达到最大值.随着F_(Ar)和U_s的增加,V_(etc)与两者分别呈成正相关关系,且越来越大.表面粗糙度值R_q和R_a随F_(Ar)和θ的改变而变化,在7 sccm、45°时会有最优值出现;而随屏级电压U_s的增加,在800 V处表面粗糙度值最低.     

多壁碳纳米管在低密度聚乙烯基体中的分散性

研究了以低密度聚乙烯(LDPE)为基体、以多壁碳纳米管(MWNTs)为增强体的复合材料的制备方法,利用SEM、电子拉力机和电阻计对碳纳米管在基体中的分散性、材料的力学性能和电学性能进行了表征。此材料的渗流阈值在10wt%~15wt%之间,其电阻率下降。复合材料的拉伸模量随纳米碳管含量的增加而提高。     

碳纳米管/聚丙烯腈复合材料的制备及力学性能

为提高聚丙烯腈力学性能,利用溶液共混的方法将酸化的多壁碳纳米管(CNTs)添加到聚丙烯腈(PAN)基体中制备出碳纳米管/聚丙烯腈复合材料薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、拉力机和动态力学分析仪(DMA)进行表面观察、结构测定及力学性能表征。结果表明,酸化处理后的CNTs与PAN基体间有一定的界面作用,材料力学性能随碳纳米管含量增加而增强,当CNTs的重量百分含量为20%时,比纯PAN薄膜的拉伸强度提高了约63%,动态力学储能模量提高了约560%。     

溅射压强对WSe2纳米薄膜形貌及光电性能的影响

采用射频（RF）磁控溅射技术在Si（100）衬底上制备WSe₂纳米薄膜，研究在不同制备压强（2.0、2.5、3.0 Pa）下WSe₂纳米薄膜的形貌及光电性质变化.采用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）、光致发光谱（PL）、霍尔效应等测试对薄膜样品进行基本性质表征.SEM测试结果表明：溅射压强的改变对薄膜形貌有显著影响，随着压强的增加“蠕虫”状结构更加明显.进一步研究WSe₂的生长取向，XRD测试结果表明WSe₂薄膜在（008）晶面优先生长，证明压强的不同会改变WSe₂的晶体结构，提高其结晶性和光吸收特性.此外电学性能测试表明，WSe₂纳米薄膜的载流子浓度和霍尔系数可以通过改变压强来调节.体现了磁控溅射技术制备的WSe₂具有可控性好，易于重复等优点，在构建多功能WSe₂器件领域中具有很好的应用前景.     

a—Si：H薄膜的激光诱导结晶

利用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)系统制备了a—Si：H薄膜．使用KrF准分子脉冲激光对a-Si：H薄膜进行辐照，使a-Si：H晶化．拉曼散射谱和电子衍射谱的结果表明经过激光辐照后在a—Si：H层形成纳米硅颗粒．     

a-Si∶H薄膜的激光诱导结晶

利用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)系统制备了a-Si:H薄膜.使用KrF准分子脉冲激光对a-Si:H薄膜进行辐照,使a-Si:H晶化.拉曼散射谱和电子衍射谱的结果表明经过激光辐照后在a-Si:H层形成纳米硅颗粒.     

碳纳米管电磁性能的研究现状和应用

碳纳米管(Catbon nanotubes，CNTs)是目前最细的纤维材料，有较高的长径比(直径为几十纳米以内，长度为几微米到几百微米，层片间距为0．34nm，比石墨的层片间距0．3354nm稍大)，具有超强的力学性能和独特的电学性能。其应用已涉及到纳米电子器件、扫描探针显微镜的探针、电极材料和复合材料等多方面。     

α—Fe2O3纳米薄膜的超声喷雾热解制备及其表征

采用超声喷雾热角制备技术在Si（Ⅲ）基片上制备了α-Fe2O3纳米薄膜，选用0．01mol/L的Fe(acac)3乙醇／水（1：1）混合液作为前驱液，在衬底温度380℃及载气流量6L／min条件下，制备出平均粒径为4．1nm，具有（104）择优取向的纳米薄膜，并通过XRD，AFM等对其微结构进行了表征。     

多弧离子镀TiC涂层水环境下摩擦学行为的研究

TiC涂层的制备采用多弧离子镀技术在钛合金(Ti_6Al_4V)表面沉积,并利用场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子谱(XPS)、纳米压痕仪、273A电化学工作站和多功能摩擦磨损试验机等表征Ti6Al4V及TiC涂层的微观结构、耐腐蚀性能和机械性能.研究结果显示,TiC涂层结构均匀致密,C元素主要以Ti-C、sp~2C-C及sp~3C-C键的形式存在;在钛合金表面沉积涂层后,材料硬度由6 GPa提高到37.5 GPa,腐蚀电流密度由2.4×10~(-6)m A/cm~2下降到6.2×10~(-7)m A/cm~2,在大气、去离子水、海水环境中的摩擦学性能得到显著提升.     

钇掺杂氧化铪薄膜的铁电与非线性光学性能研究

铁电材料在铁电动态随机储存器、铁电场效应晶体管、铁电隧穿结和负电容器件等领域得到研究者的广泛关注近年来，铁电二氧化铪(HfO2)材料由于具有CMOS兼容性、高介电常数、宽带隙等特点成了研究热点该文使用脉冲激光沉积技术制备了钇掺杂铁电二氧化铪（HYO）并研究了其铁电和疲劳特性，指出薄膜的疲劳是由束缚在浅势阱中的注入载流子造成的畴壁钉扎效应引起进一步研究了60Co γ 射线对HYO薄膜铁电存储性能的影响，发现薄膜的抗辐照能力优于传统的铁电材料最后，研究了基于HYO薄膜的非线性光学效应，计算出的HYO薄膜的二阶非线性系数为χ(2)=（6.0±0.5） pm/V这些研究为铁电HfO2薄膜在存储和非线性光学领域的应用奠定了基础     

碳纳米管/聚酰胺-胺复合物的原位合成及BSA固载性能

采用交替Michael加成、酰胺化反应在多壁碳纳米管(MWCNTs)表面原位修饰聚酰胺-胺(PAMAM)枝状高分子制备了MWCNTs-PAMAM复合物,并用于蛋白质的固定.结果表明:经循环反应4次后,可在MWCNTs表面形成相对均一的PAMAM纳米薄膜.与氨基修饰的MWCNTs相比,MWCNT-PAMAM复合物呈现出较好的牛血清白蛋白(BSA)固定性能.     

新型低维铁电材料研究进展

能够通过外部电场来调控极化的铁电材料可用于非易失性存储器、场效应晶体管和传感器等领域为了提高器件集成效率与性能，器件的小型化日趋重要，因此铁电薄膜的制备获得了广大学者的关注但是，对于传统铁电薄膜，尺寸效应和表面效应的存在抑制了其发展2004年石墨烯的发现预示着维度降低会引发一些不同于块材的新的特性从此，石墨烯逐步引领大家走向二维材料的世界，掀起了二维铁电材料的研究热潮二维铁电发展至今，已经涌现出了不少既被理论预言又被实验验证的体系，如范德瓦尔斯层状材料、铁电金属、传统低维或表面铁电薄膜、（共价）功能化铁电材料等一系列各具特色的新型铁电材料该文先介绍了铁电物理中的一些最基本的概念、研究理论以及研究方法，然后综述了低维铁电材料在近年来的发展，最后对该领域今后的发展进行了展望     

LaFeO_3缓冲层对BaTiO_3铁电薄膜电学性能的调控

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了BTO、LFO/BTO和LFO/BTO/LFO三种结构的BTO铁电薄膜,旨在通过LFO缓冲层来调控BTO薄膜的电学性能.研究发现:LFO缓冲层的引入减小了BTO铁电薄膜的漏电流,提高了其电滞回线的矩形度,获得了更高的剩余极化、饱和极化和更低的矫顽电压.这种调控作用在LFO/BTO/LFO薄膜中的效果要比在LFO/BTO中更加明显.结果表明,通过合理地设计LFO缓冲层,可以有效地改善BTO铁电薄膜的宏观电学性能.     

TiO_x胶体浓度对银纳米线薄膜透光导电性能的影响

采用多元醇法合成银纳米线,用旋涂法制备银纳米线薄膜,并在其表面旋涂一层氧化钛(TiOx)胶体薄膜以进行表面修饰.采用X-射线衍射仪与扫描电子显微镜对银纳米线的晶体结构与表面形貌进行表征;采用紫外-可见光分光光度计与四探针测试仪对银纳米线薄膜的透光与导电性能进行测试.研究发现,银纳米线薄膜的透光性能和导电性能随着旋涂转速的增加而降低,这与薄膜厚度变化有关.进一步研究发现,胶体浓度对于薄膜的透光导电性能有显著影响,在转速为2 000r/min的时候,0.01 mol/L浓度的TiOx胶体可以有效地提高薄膜的导电性能.     

钬铬共掺铁酸铋薄膜对钛酸铋钠钾铁电薄膜的性能调控

用溶胶-凝胶法,在Pt/Ti/SiO_2/Si(100)衬底上制备了钬铬共掺铁酸铋(BHFCO)-钛酸铋钠钾(NKBT)薄膜,系统研究不同BHFCO掺杂量对(1-x)NKBT-xBHFCO薄膜的微观结构、表面形貌和电学性能的影响.结果表明:680℃退火处理后的(1-x)NKBT-xBHFCO薄膜表面比较均匀、致密,结晶度较好;0.95NKBT-0.05BHFCO薄膜样品的剩余极化值(2P_r)最大(71.3μC/cm~2),矫顽场最小(2E_c=530 kV/cm),电滞回线饱和矩形度最好,漏电流最小(2.1×10~(-6 )A/cm~2).0.95NKBT-0.05BHFCO薄膜的,相对介电常数最大(约为493),介电损耗最小(约为0.04);薄膜的高温介电温谱表明,所有薄膜的居里温度(T_c)在(450±10)℃.不同厚度薄膜的介电性能表明,铁电薄膜内部的挠曲电效应显著降低了薄膜的最大介电常数值.     

PTO种子层对PZT铁电薄膜结晶温度和电学性能的影响

该文采用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)在Pt/Ti/SiO_2/Si衬底上制备了PZT和PZT/PTO两种结构的铁电薄膜,通过PTO种子层调控PZT薄膜的微观结构和电学性能.研究发现,加入PTO种子层之后,薄膜的SEM图像呈现出更加致密的形态,晶粒分布较均匀.PZT/PTO铁电薄膜在550℃下退火后测得的剩余极化强度比PZT薄膜650℃下退火获得的剩余极化强度要大,说明种子层的加入降低了薄膜的结晶温度.此外,加入PTO种子层后,PZT铁电薄膜的介电常数升高,介电损耗降低,抗疲劳性能也变好,薄膜的电学性能得到了较好的改善.     

阻变存储单元中元素的三维分布

近年来，人工智能、大数据、物联网等领域的快速发展，使新原理信息存储器件的设计、制造成为半导体等产业的重点发展方向阻变存储器因具有优异的存储特性、良好的尺寸化能力、易于高密度集成等显著优点，被视为下一代非挥发性存储器的理想解决方案但是由于发生电阻转变的区域难以观测，阻变器件的转变机制一直存在争议该文利用飞行时间 二次离子质谱对阻变存储单元中元素的三维分布进行探测，有效地证明了电阻转变机制与金属电极原子的扩散无关，而是由氧化物薄膜本身的电学特性所决定的该文的工作对阻变存储器件的机理探究、设计制备和性能改进具有十分积极的意义