利用同步辐射XRD研究BiFeO3 外延多铁薄膜的微结构

使用脉冲激光沉积在SrTiO₃ 衬底上生长了不同厚度的BiFeO₃(BFO)薄膜, X 射线衍射分析表明薄膜是BFO 外延薄膜. X 射线反射率测量发现BFO 薄膜密度随着厚度的增加而增加, 同时薄膜表面存在厚度为数纳米的非设计覆盖层. 随着厚度的增加, BFO 薄膜由完全应变过渡到应变部分弛豫状态, 同时BFO 从四方相转变为单斜相.     

沉积在Si衬底上Co_2MnSi薄膜的结构和磁性能分析

将不同厚度的Co_2Mn Si(CMS)薄膜沉积在Si衬底上,并在不同的退火温度下退火,以探究其微观结构以及磁性能的变化规律.保持CMS薄膜退火温度为600℃,随着薄膜厚度增加至100 nm,由于B2结构取向增大,其Ms随之相应增大到923 emu/cc;保持CMS薄膜厚度为50 nm,随着退火温度升高到700℃,可以观察到B2结构取向减小,而且Hc值异常增加到134 Oe,这可能是由于CMS层与Ta层存在相互扩散的现象所导致.     

氯化钠作为阴极缓冲层的有机电致发光器件

有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diodes,OLED)具有驱动电压低、亮度和电流效率高、响应时间快、易实现大面积柔性等突出优点,在显示和照明等领域有广阔的应用前景.但是,由于这种二极管价格高昂,严重影响了其市场化的步伐.本研究使用价格便宜的氯化钠(NaCl)薄膜作为OLED器件的阴极缓冲层,以ITO玻璃为衬底,制作了结构为ITO/NPB(60?nm)/Alq3(50?nm)/NaCl(xnm)/Al(100?nm)的器件,其中x=0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5?nm.通过分析器件亮度-电压-电流特性,详细研究了NaCl薄膜厚度变化对OLED性能的影响.在器件阴极和Alq3之间加入一层NaCl薄膜后,J-V特性曲线明显向左移动,器件的开启电压明显下降.并且,随着NaCl薄膜的厚度逐渐增加,在0–2.0?nm范围,器件的开启电压随着厚度的增加而明显降低.当NaCl薄膜的厚度为2.0?nm时,器件的开启电压最低.NaCl薄膜的厚度超过2.5?nm时,随着NaCl薄膜厚度的增加,器件的开启电压也缓慢增加.但是,即使NaCl薄膜的厚度增加到3.5?nm,器件的开启电压还是远低于没有插入NaCl薄膜器件的开启电压.当插入NaCl薄膜的厚度小于2.5?nm时,器件的电流效率远大于没有NaCl薄膜的器件.同时,结合载流子隧穿方程,深入分析了相关的物理机制.本研究为降低OLED生产成本开辟了一条新的途径.     

BFO含量对Bi(Mg_(1/2)Ti_(1/2))O_3-PbTiO_3-xBiFeO_3陶瓷结构和性能的影响

采用传统的电子陶瓷的制备方法,以铁酸铋(BFO)为掺杂原料,在不同掺杂量制备了Bi(Mg1/2Ti1/2)O3-PbTiO3-xBiFeO3陶瓷.使用X射线衍射仪、介电温谱测试系统、环境扫描电镜、准静态d33测量仪对样品进行表征,结果表明:准同型相界附近的陶瓷试样中,随着烧结温度升高,密度降低,并且在1 075℃烧结温度下,不同BFO含量的样品均形成单一的钙钛矿(ABO3)型固溶体结构.BFO的掺杂能够有效降低粉末的平均颗粒尺寸,普通球磨的粉体添加x=0.015mol BFO在1 075℃烧结的样品表现出较为优秀的铁电性能.     

膜厚对溶胶-凝胶法制备Al、Ga共掺杂ZnO薄膜性能的影响

采用溶胶-凝胶旋涂法在玻璃衬底上制备不同膜厚的Al、Ga共掺杂透明导电ZnO薄膜.其他参数一定的情况下,通过控制旋涂次数得到不同厚度的薄膜,研究了薄膜厚度对GAZO薄膜的物相结构、表面形貌以及光电性能的影响.实验结果表明:所制备的GAZO薄膜均为六方纤锌矿结构多晶薄膜.随着膜厚的增加,GAZO薄膜(002)衍射峰强度增强,晶粒尺寸变大,薄膜结晶质量提高.在可见光范围内薄膜的平均光学透过率大于88%,薄膜电阻率随膜厚的增加逐渐减小.膜厚为10层(250nm)的GAZO薄膜光电综合性能最佳,其平均光学透过率高达98.5%,电阻率为4.9×10-3Ω·cm.     

化学溶液沉积法制备BiFeO_3薄膜的结构及性能研究

采用化学溶液沉积法在ITO玻璃基片上制备铁酸铋Bi Fe O3薄膜。薄膜呈纯钙钛矿结构,无杂相生成。此外,薄膜表面光滑致密、没有微裂痕。薄膜得到的晶粒尺寸较小,约为45 nm。在550℃1 h退火的薄膜有良好的电学特性,在1 k Hz频率下测得的相对介电常数、损耗因子分别约为198、3%;此外,在760 k V/cm电场驱动下,薄膜得到的剩余极化(2Pr)约为25μC/cm2,矫顽电场(2Ec)约为650 k V/cm。BFO薄膜在550℃退后,通过吸收光谱分析得到BFO薄膜的光学带隙为2.7 e V。这些结果表明,退火温度550℃制备的Bi Fe O3固溶体薄膜具有较好的性能,有望成为光电器件的候选材料。     

Bi_4LaTi_3FeO_(15)薄膜的制备及电学性能研究

用溶胶-凝胶(sol-gel)工艺在Pt/Ti/SiO2/Si(100)基片上沉积了Bi4LaTi3FeO15(BLTFO)薄膜。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对其微观结构进行了表征,用铁电测试仪和阻抗分析仪分别对其电学性能进行了测试。结果表明,所制备的薄膜为纯相四层层状钙钛矿结构,表面起伏度小、颗粒致密,厚度约为350nm。室温下,BLTFO薄膜显示出良好的铁电性能和介电性能,其剩余极化值2Pr为32.87μC/cm2。在300kHz下,相对介电常数εr为370,介电损耗tanδ为0.024。     

退火气氛对BiFeO3薄膜电性能的影响

采用溶胶-凝胶法在氟掺杂SnO2/glass(FTO/glass)衬底上制备BiFeO3 (BFO)薄膜,薄膜的退火气氛分别是空气、氧气、氮气,退火温度为500℃.XRD衍射图样表明BiFeO3薄膜结晶充分,没有杂相.剖面扫描电镜测试结果表明薄膜的厚度为600 nm.铁电性测试表明在空气中退火的BiFeO3薄膜能够观察...     

脉冲准分子激光制备多层铁电薄膜的铁电性能研究

为ＦＲＡＭ、ＦＦＥＴ、ＦＤＭ的实际应用和研究提出了多层结构铁电薄膜的设计思想．采用脉冲准分子激光淀积方法实际制备了两种不同电极的ＢＩＴ／ＰＬＺＴ／ＢＩＴ／ｐ－Ｓｉ多层铁电薄膜．用Ｓａｗｙｅｒ－Ｔｏｗｅｒ电路测试了这两种薄膜的铁电性能．结果表明，多层结构铁电薄膜具有良好的铁电性能，并且以氧化物为电极的铁电薄膜的铁电性能优于用金属为电极的铁电薄膜     

透明导电GZO/Cu/GZO多层薄膜的室温生长及性能研究

研究Ga掺杂ZnO(GZO)和Cu薄膜形成的GZO/Cu/GZO多层薄膜体系,以期提高透明导电薄膜的综合性能。GZO/Cu/GZO多层薄膜由直流磁控溅射技术在室温下制备,研究Cu层厚度对多层薄膜结构、电学和光学性能的影响。结果表明GZO/Cu/GZO多层薄膜具有较好的结晶性能。随着Cu层厚度的增加,多层薄膜的可见光透射率有所降低,同时电学性能大幅度提升。在Cu层厚度为7.5 nm时,GZO/Cu/GZO多层薄膜获得最优的光电综合性能指标,且相对于单层GZO薄膜ΦTC因子从7.65×10-5Ω-1增加到1.48×10-3Ω-1。     

镀有敏感膜的长周期光纤光栅NO气体传感特性

为提高长周期光纤光栅(LPFG)化学传感器检测折射率小于1.4介质时的灵敏度,实现对一氧化氮(NO)气体的高灵敏度检测,采用在常规长周期光纤光栅包层外镀上折射率大于包层折射率的SiO2-WO3薄膜的方法,运用四层阶跃折射率耦合模理论,分析长周期光纤光栅谐振波长的光谱特性.当膜厚为最佳值时,谐振波长变化率最大,灵敏度最高.在室温下,用镀有不同膜厚的传感器检测体积分数为2%的NO气体.结果表明,只有镀3层膜的传感器谐振波长红移4.77 nm,灵敏度达3%,元件响应时间10 s,恢复时间20 s,其他膜厚的传感器谐振波长没有变化.     

铜膜厚度对铜膜结构和光电学性质的影响

采用热蒸发方法在玻璃基片上沉积100 nm以内不同厚度的铜薄膜.利用X射线衍射仪、原子力显微镜和分光光度计分别检测薄膜的结构、表面形貌和光学性质,用Van der Pauw方法测量薄膜的电学性质.结果表明,可以将薄膜按厚度划分为区(0~11.5 nm)的岛状膜、区(11.5~32 nm)的网状膜和区(32.0 nm)的连续膜.薄膜的表面粗糙度随膜厚的增加,在、区时增加,区时减小.薄膜电阻在区时无法测量,在区随膜厚的增加急剧下降,而在区时随膜厚增加缓慢减小.薄膜的光学吸收与其表面粗糙度密切相关,其变化规律与表面粗糙度的变化相一致.     

溅射气压对ZnO薄膜的影响

采用射频磁控溅射的方法,通过改变溅射气压,在玻璃衬底上沉积出具有C轴择优取向的ZnO薄膜。用X射线衍射仪（xRD）、扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）对不同溅射气压下ZnO薄膜的结构、断面和表面形貌进行研究分析。结果表明,随着溅射气压的降低,ZnO薄膜的（002）取向增强,薄膜的厚度增加,沉积速率加快,氧化锌薄膜的沉积速率从4nm／min升高到21nm／min。在溅射压强为2．5Pa时制备的ZnO薄膜粗糙度最小,大小为5．45nm。     

Peculiarity of magnetoresistance of discontinuous ferromagnetic thin films

The magnetoresistive properties of discontinuous ferromagnetic Fe and Co thin films deposited by electron-beam sputtering onto glass substrates at room temperature were investigated. Tunnel magnetoresistance (MR) was observed for all of the as-deposited samples. The maximum MR was observed for Fe thin films with an effective thickness of 17 nm. In the case of the Co thin films, the annealing process led to a change of the type of MR to anisotropic at Co film thicknesses (d_Co) of 15 ≤ d_Co ≤ 25 nm and to positive isotropic at thicknesses of d_Co < 15 nm. By contrast, the MR type of Fe thin films did not change.     

Effect of thickness on structures of ultrathin diamond-like carbon films

Diamond-like carbon (DLC) films with different thickness were deposited by filtered cathode vacuum arc (FCVA). Vis-Raman and spectroscopic ellipsometry were employed to analyze the structure of DLC films. The wavelength of Vis-Raman is 514.5 nm. Experimental results show that structures of DLC films are affected by film thicknesses. When the film thickness increases from 2 to 30 nm, the G-peak position (G-pos) shifts to higher wavelength, the intensity ratio I_D/I_G and the extinction coefficient Ks decrease. It is indicated that the content of sp3 bond increases with film thickness. However, when the film thickness increases from 30 nm to 50 nm, I_D/I_G and Ks increase. The content of sp³ bonds decreases with film thickness.     

具有垂直各向异性的Co/Pt多层膜中各Co层之间铁磁性耦合

使用磁控溅射法制备了一系列具有不同Pt中间层厚度的glass/NiO(1.nm)/[Co(0.4.nm)/Pt(0.5.nm)]3/Pt(xnm)/[Co(0.4.nm)/Pt(0.5.nm)]3样品并对Co层之间的铁磁性耦合强度进行了测量.整体磁滞回线和局部磁滞回线的测量结果表明,上下两层Co/Pt多层膜之间的铁磁性耦合强度随着Pt中间层厚度的增加单调减小,当Pt中间层厚度超过4.nm时铁磁性耦合消失.除了上下两层Co/Pt多层膜之间通过Pt中间层产生的铁磁性耦合作用之外,它们之间也存在弱的次耦合作用,这导致底层出现宽的磁滞.     

Ni-Al底电极对偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物铁电薄膜性能的影响

利用磁控溅射法,在Si(100)衬底上制备了不同厚度的非晶导电薄膜Ni-Al底电极,并采用直滴法、退火工艺和掩膜技术,首先制备了偏氟乙烯-三氟乙烯P(VDF-TrFE)共聚物铁电薄膜,并构架了Al/P(VDF-TrFE)/Ni-Al/Si铁电电容器异质结.采用X线衍射仪(XRD)、铁电测试仪(Precision LC unit)等测试手段对薄膜的性能进行了表征.结果表明:Ni-Al薄膜厚度对偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物薄膜的漏电流产生较大影响,当厚度为36 nm时,其漏电流密度达到2.09×10-5A/cm2;所构架的Al/P(VDF-TrFE)/Ni-Al/Si电容器呈现2种漏电机理,在较低的电场范围内,电容器的导电机理为欧姆导电机理,在高电场下为界面肖特基导电机理.     

沉积厚度对L10-FePt薄膜(001)织构和磁性的影响

采用直流磁控溅射方法在表面氧化的Si(001)基片上制备不同厚度的FePt薄膜, 并利用原子力显微镜(AFM)、 X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)表征样品的形貌、结构和磁性. 结果表明: 将薄膜样品在H₂气氛中经600 ℃退火1 h, 得到了L1₀-FePt薄膜; 薄膜具有(001)织构或明显的(001)取向生长, 随着沉积厚度
的增加, FePt的晶粒尺寸变大, 样品的有序化程度增大, (001)取向生长呈减弱的趋势; 样品均具有明显的垂直磁各向异性, 随着薄膜厚度的增加, 平行膜面矫顽力增大, 垂直膜面矫顽力先增大后减小, 当沉积厚度为10 nm时, 样品的垂直磁各向异性最佳.     

Fe层厚度对Fe／Mo多层膜巨磁电阻的影响

详细研究了用溅射法制备的Ｆｅ／Ｍｏ多层膜系统的结构，磁性及磁电阻效应。发现当保护Ｍｏ层厚度为０．８ｎｍ、Ｆｅ层厚度ｄＦｅ由２．２ｎ，减到０．４ｎｍ时，ＧＭＲ在ｄＦｅ〈１．４ｎｍ有一迅速增加，并在ｄＦｅ＝０．９ｎｍ时达极大值，然后下降，矫顽力显示出类似的行为。     

HV/CVD Grown Relaxed SiGe Buffer Layers for SiGe HMOSFETs

High-vacuum/chemical-vapor deposition (HV/CVD) system was used to grow relaxed SiGe buffer layers on Si substrates. Several methods were then used to analyze the quality of the SiGe films. X-ray diffraction and Raman spectroscopy showed that the upper layer was almost fully relaxed. Second ion mass spectroscopy showed that the Ge compositions were step-graded. Transmission electron microscopy showed that the misfit dislocations were restrained to the graded SiGe layers. Tests of the electrical properties of tensile-strained Si on relaxed SiGe buffer layers showed that their transconductances were higher than that of Si devices. These results verify the high quality of the relaxed SiGe buffer layer. The calculated critical layer thicknesses of the graded Si1-xGex layer on Si substrate and a Si layer on the relaxed SiGe buffer layer agree well with experimental results.