Co/C软X射线多层膜的时效研究

<正>软X射线多层膜是由折射系数高低不同的两种材料交替沉积而构成的一维周期结构.在软X射线多层膜的实际应用中,如显微学、宇航学和显微全息等方面,具有高反射率是十分重要的.因此,研究X射线多层膜的时间效应有实际意义.本文研究了Co/C软X射线多层膜的时间效应.     

Co/C软X射线多层膜的时效研究

软X射线多层膜是由折射系数高低不同的两种材料交替沉积而构成的一维周期结构.在软X射线多层膜的实际应用中,如显微学、宇航学和显微全息等方面,具有高反射率是十分重要的.因此,研究X射线多层膜的时间效应有实际意义.本文研究了Co/C软X射线多层膜的时间效应.     

Co/C软X射线多层膜中的互扩散

观测多层膜的结构变化,使我们能够在非平衡条件下,研究材料间相互作用,测量原子扩散速率以及形成化合物的激活能。Gook和Hilliard,提出用X射线衍射可测量低至10~(-27)m~2·s~(-1)的互扩散系数。以前的测量工作主要集中在晶态和非晶态金属多层膜,而关于非晶态的金属/非金属多层膜中的互扩散行为的研究则报道较少。作为一种有效的X射线反射镜,Co/C多层膜已成功地应用于X射线望远镜。本文研究了在低温退火条件下,溅射沉积Co/C多层膜中的互扩散现象,并讨论有效扩散系数对调制波长的依赖关系。     

Co/Sb多层膜非单色反射率的计算

Co/Sb多层膜在光子能量为528 eV和掠入射为10.3°时有近62%理论反射率. 推导出了入射光为非单色光时多层膜反射率的计算方法, 分析了不同入射光能量分辨率对多层膜测量反射率的影响. 结果表明: Co/Sb多层膜测量反射率对入射光能量分辨率有强烈的依赖性, 如果入射光能量分辨率小, 将导致测量反射率远小于理论反射率. 只有在入射光能量分辨率达到1600以上, 测量反射率才等于多层膜实际反射率. 给出了Co/Sb多层膜反射率的拟合值, 这与实验结果是吻合的.     

W/Si,WSi_2/Si和W/TiN纳米多层膜的成膜特性和热稳定性

近20年来,同步辐射光源的迅速发展为软X射线波段提供了性能优良的光源.由于通常的光学反射、透射元件在软X射线波段不能使用,在紫外波段使用的光栅单色器和在X射线波段使用的晶体单色器也由于各自的结构、性质,在软X射线波段的使用受到限制.层厚为纳米量级轻/重元素层(或其他低/高电子密度层)组成的周期性多层膜在软X射线波段可以     

同步辐射辐照下Mo/Si,Pd/Si多层膜的稳定性

随着众多同步辐射装置的建成和完善,软X射线光学得到迅速发展.由于同步辐射能量密度较高,可能使光束线上的插入元件温升很高.因为辐照对化学反应有促进作用,故此在同步辐射辐照下,作为反射、色散元件的人工周期性多层膜的稳定性是一个值得研究的问     

软X射线多层膜技术及其应用

介绍了软X射线多层膜的研究进展,讨论了软X射线多层膜的选材和制备过程中应该注意的问题。最后给出了软X射线多层膜的应用。     

软X射线激光用分束镜研制

软X射线干涉测量是通过软X射线激光经过Mach-zehnder干涉仪完成的, 是测量临界面附近等离子体状态的重要方法. 基于软X射线多层膜的性能特点, 指出软X射线干涉测量的干涉仪各光学元件的入射角越接近正入射越好, 分束镜的设计应以其反射率和透过率的乘积为衡量标准. 用离子束溅射法制作了类镍银13.9 nm软X射线激光干涉测量所需的分束镜, 实测表明其面形精度达到纳米量级, 反射率和透过率乘积大于1.6%.     

多层成分调制膜结构的低角X射线衍射研究

组分调制多层膜(ML)是由两种不同组元的纳米量级的薄膜交替沉积形成的,它有两个重要的结构特征:纳米级的调制周期和高密度界面。这种独特结构使得ML具有很多独特的性能,在应用及基础研究上都具有重要意义。ML在垂直膜面方向的层状结构在X射线辐照下也产生Bragg衍射,但它产生的调制峰出现在低角位置(2θ<10°)。调制峰包含多层膜的结构信息。本文报道了用低角X射线衍射(LXRD)对不同系列的多层膜的研究结果,结合光学原理精确地确定了其平均调制周期、平均成分,对界面粗糙度进行了评估,同时还     

Ag/Bi多层膜的互扩散行为研究

互扩散系数是研究多层膜中扩散机理和固相反应的重要参数,利用调制波长为纳米级的成分调制多层膜可以测量10~(-27)m~2/s量级的扩散系数。当组分调制多层膜的调制波长L(L为两组分厚度之和)在纳米量级时,在垂直膜面方向形成一个一维的人造晶格。这种人造晶格所产生的在0°～10°范围内的Bragg衍射峰(调制峰)的强度对退火过程中多层膜间的互扩散十分敏感。测量多层膜的第1级小角X射线衍射峰强度随退火时间的变化可以得出多层膜间的互扩散系数。为了准确测量,最近我们设计了一种可以原位测量第1级小角衍射峰强     

Fe/Ag多层膜的巨磁电阻效应

自1988年Baibich等人在Fe/Cr多层膜中发现巨磁电阻(GMR)效应以来,人们对各种磁/非磁金属多层膜做了大量的研究.Fe/Cr,Co/Cu和Fe/Cu是最为人们熟悉的存在GMR效应的多层膜系统.金属多层膜中出现GMR效应的必要条件之一是相邻磁性层之间必须存在反铁磁耦合.最初人们对Fe/Ag多层膜的研究没有观察到反铁磁耦合.然而,Bruno等人对磁性过渡族金属/贵金属多层膜的理论计算表明,其中存在铁磁-反铁磁层间耦合振     

Fe-N/TiN多层膜中的层间耦合振荡

在磁性多层膜中,层间耦合现象具有重要的理论意义,人们做了大量的研究。1986年,在Fe/Cr/Fe(001)3层结构中首次观察到Fe层之间的反铁磁耦合。与此同时,在Gd/Y超晶格中,发现了Gd层之间的铁磁耦合和反铁磁耦合振荡现象。现在证明,层间耦合振荡在磁性多层膜中是一种较普遍的现象。在以Fe,Co,Ni及其合金作为铁磁层,Cu,Ag和Au以及很多3d,4d和5d金属作间隔层的多层膜体系中,都观察到了这种现象。有关Fe-N磁性多层膜的报道很少,本文首次报道以TiN作间隔层的Fe-N/TiN多层膜中,随TiN层厚度变化Fe-N层之间出现的铁磁、反铁磁耦合振荡现象。     

软X射线光学多层膜

评述了软Ｘ射线光学多层膜的结构设计,结构评价以及结构稳定性的研究现状,并讨论了目前存在的问题以及可能的解决办法。     

软X射线宽带多层膜设计与实验

以周期膜理论为基础,改进了已有的设计方法,采用随机数的方法在１８￣２０ｎｍ波段设计了积分反射率最大的宽带多层膜,理论上得到了高于周期膜系８％的积发反射率。同时给出了整体的设计步骤,并用磁控溅方法对其进行了制备。     

Fe/Ag/Fe夹层结构中磁光效应和光学常数的振荡

近年来,磁性夹层结构和多层膜中相邻磁层间的层间耦合受到各国科学家的广泛重视,一方面,在于多层膜中由反铁磁耦合导致的巨磁电阻效应比传统的坡莫合金要大1～2个量级,在磁头材料和磁电阻敏感器件等领域具有重要的应用价值;另一方面,在于它包含诸如传导电子间交换相互作用等深刻的物理问题.与层间耦合相关联的磁光效应振荡也引起了人们浓厚的兴趣,在夹层结构Fe/Cu/Fe和Co/Au/Co中发现磁光效应随着中间非磁层厚度的变化作周期性的振荡,且振荡周期与层间耦合的振荡周期相同;但是Katayama等人在Fe/Ag,Au/Fe     

Nb/Si多层膜中晶态硅化物的第一形成相

近几年,由于硅化物的形成问题在电子器件的应用和基础研究中具有重要的地位,尤其是第一晶态相的形成问题,使它始终是本领域科学工作者的研究方向,金属/硅多层膜中的固相反应已经被广泛地研究,虽然有很多关于金属/硅多层膜固相反应的理论和模型,但界面反应过程中如何预测第一相的形成仍有许多问题没有解决,硅化物第一相的形成问题是当前固相反应研究的前沿问题,虽然在Nb-Si二元平衡相图中存在着其他晶态相,到目前为止,在关于Nb/Si固相反应的研究报告中只有NbSi_2相在较高的退火温度下形成,实际上,虽然热力学参数可以给出固态反应的反应趋势,但在许多金属/硅多层膜中首先形核长大的相不是自由能最小的晶态硅化物相,也就是说,决定首先形核长大相的不一定是通常的热力学因素,动力学因素也起重要作用.本文讨论了不同沉积温度条件下Nb/Si多层膜的初始相形成和相选择问题,采用高分辨透射电子显微镜和X射线衍射研究界面反应,利用动力学和热力学因素解释Nb/Si多层膜的固相反应过程中晶态硅化物的第一形成相问题.     

Fe-Ti多层组分调制膜的有效互扩散系数与调制波长的关系

当组分调制多层膜的调制周期较短时(纳米量级),在垂直于膜面方向形成一个一维的“人工晶格”。这种“人工晶格”同通常的晶体内原子点阵晶格一样,在X射线辐射下将产生Bragg衍射。由于多层膜的调制周期比一般晶格点阵周期要长,因此由组分调制周期产生的Bragg衍射峰出现在较低角度位置(其2θ~-值多在10°以下),这种由于组分周期性变化产生的衍射峰,     

Fe-Ni/ZnSe多层膜的磁性质

由磁性层和非磁性层组成的多层膜,通过改变非磁性层材料的类型及多层膜的结构,可以得到各种不同性质的新材料.ZnSe属于Ⅱ—Ⅴ族半导体化合物,当掺入磁性杂质原子时,便形成稀释磁性半导体,它有许多独特的磁学和光学性质.由磁性层和ZnSe组成的多层膜,界面处由于原子扩散,会形成一层很薄的稀释磁性半导体层,因而使多层膜形成了一个复杂的系统.我们曾研究过Fe/ZnSe双层膜,发现在700nm的波长下;极向克尔旋转角增加可     

Fe/Mo多层膜巨磁电阻及层间耦合振荡

近年来研究发现,由磁性材料和非磁性材料交替沉积而构成的金属多层膜和三层(Sandwich)结构系统中,非磁性层厚度发生变化时,相邻磁性层之间出现铁磁性耦合和反铁磁性耦合的交替变换,这种现象称为层间耦合的振荡.零场时若多层膜的相邻磁层呈反铁磁耦合,在外磁场作用下将导致多层膜电阻的大幅度下降,即产生巨磁电阻(Giantmagnetoresistance)效应.巨磁电阻效应最初在Fe/Cr多层膜系统中发现,随之在Fe/Cu,     

Ag/Bi多层膜的结构研究

多层膜一般是由交替沉积而成的两种元素组成的亚层构成,在近十几年中,由于多层膜具有独特的电、磁、光和机械等优良性能,并且合成的多层膜结构提供一个高密度界面条件以研究非平衡情况下在界面处材料的相互作用,所以使它在技术应用和基础研究领域的应用日趋广泛,在许多性能应用中人们必须考虑来自结构的影响,如果亚层的厚度都很小,在纳米数量级,在垂直多层膜的膜面方向上成一维周期结构,则这种一维周期结构将产生Bragg衍射,不过所产生的Bragg衍射峰在0°<2θ<10°范围内,一般称为调制峰,不管采用什么沉积技术,一般制备的多层膜不是非常完整的,有许多可能的非完整情况,界面粗糙度就是这种非完整情况之一,多层膜的结构主要由调制波长L(两层不同元素组成的亚层厚度之和)、亚层结构和表面粗糙度等因素来表达,目前人们对具有负混合能的多层膜系统已经进行了大量的研究工作,但对具有正混合能的多层膜系统则研究的较少.