溅射功率对氮化铜薄膜结构及其性能的影响

采用反应射频磁控溅射方法,在氮气和氧气混合气氛下并在玻璃基底上成功制备出了纳米氮化铜(Cu3N)薄膜,并研究了溅射功率对Cu3N薄膜的择优取向、平均品粒尺寸、电阻率、光学能隙的影响.XRD显示溅射功率对氮化铜薄膜的择优取向影响很大,在低功率时薄膜择优[111]方向,在较高功率时薄膜择优[100]方向.紫外可见光谱、四探针电阻仪等测试表明:当溅射功率从80 W逐渐增加到120 W时,薄膜的光学能隙从1.85 eV减小到1.41 eV,电阻率从1.45×102 Ωcm增加到2.99×103 Ωcm.     

Cu2S阻性存储薄膜的制备及开关特性研究

采用脉冲激光沉积（PLD）方法于室温下在Pt/TiO2/SiO2/Si（111）及高导电的Si（111）衬底上制备了Cu2S固体电解质薄膜,后经X-射线衍射、原子力显微技术对薄膜的晶体结构和表面形貌进行了表征.通过400℃退火的Cu2S薄膜在Pt/TiO2/SiO2/Si（111）衬底上取向生长,而在高导电性Si（111）衬底上则无取向生长.最好用聚焦离子束刻蚀技术及PLD方法制备了Cu/Cu2S/Pt及Cu/Cu2S/Si（111）记忆单元,这些记忆单元都显示了较好的电阻开关特性,但是在不同衬底上制备的记忆元的＂关态＂与＂开态＂的电阻比表现出较大的差异,这些差异被归结为非反应电极与Cu2S薄膜间的不同界面性质所致.     

PbTe薄膜磁控溅射生长及其微结构研究

利用磁控溅射法在BaF2（111）单晶衬底上生长了PhTe薄膜,通过原子力显微镜（AFM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶红外透射谱（FTIR）表征了溅射PbTe/BaF2（111）薄膜的微结构和光学特性．测量结果显示：溅射生长的PbTe／BaF2（111）薄膜表面由规则金字塔形岛和三角形坑组成的纳米颗粒构成,且薄膜沿〈111〉取向择优生长,其晶粒大小与表面纳米颗粒大小接近．室温下傅里叶红外透射谱及其理论模拟表明溅射生长的PbTe薄膜光学吸收带隙（Eg=0．351eV）出现蓝移,与PbTe纳米晶粒的尺寸效应有关．     

氮气分压比对硼碳氮薄膜的组分及光学带隙的影响

采用射频磁控溅射方法以不同的氮气分压比(1/10～2/3)制备出一组硼碳氮薄膜.傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)测量发现样品的组成原子之间均实现了原子级化合.XPS测量结果表明,所有样品中的B、N原子比近似为1:1,其化学配比为BCx N(0.16＜x＜1.46).紫外/可见/近红外分光光度计用于测量样品的吸收光谱.由吸收谱线在低能区域(2.0～3.0 eV)的光吸收,利用关系作图法求出光学带隙Eopt范围为0.17～0.83 eV.氮气分压比对薄膜的组分和光学带隙有很大影响,其通过改变薄膜组分而影响光学带隙,并且碳原子数小的样品具有较宽的光学带隙.以氮气分压比为1/3条件下制备的样品中碳原子数最小,它的光学带隙最宽为0.83 eV.     

温度对RTCVD法制备多晶硅薄膜生长的影响

多晶硅薄膜太阳电池是21世纪最具发展潜力的薄膜太阳电池.如何快速、大面积、高质量地沉积多晶硅薄膜一直是多晶硅薄膜太阳电池研究中的一个核心问题.文中以SiHCl3为硅源、B2H6为掺杂气,采用先进的快热化学气相沉积法(RTCVD)制备了大晶粒的多晶硅薄膜.所制备的薄膜厚度为30~40μm,沉积速率达3~7μm/min.文中还分析了沉积温度对多晶硅薄膜生长速率及晶体微观结构的影响.结果表明:当沉积温度在900~1170℃时,平均生长速率随温度近似单调递增,此时薄膜生长由表面反应阶段控制;随着温度的升高,薄膜平均晶粒尺寸也由900℃时的不足3μm增长到1170℃时的超过30μm;温度较低时,薄膜易向[220]方向生长;温度达到1170℃时,多晶硅薄膜有向[111]方向生长的趋势.     

氧分压对 NiOx 薄膜微结构和电阻开关特性的影响

利用磁控溅射方法在镀Pt的Si（100）衬底上沉积制备NiO x 薄膜,研究了氧分压对薄膜微结构和电阻开关特性的影响．微结构观测分析结果表明：在20％氧分压下,可获得沿[200]晶向择优生长的N iO x 多晶薄膜,薄膜表面平整致密,晶粒平均直径约为13.8 nm ,垂直衬底生长形成柱状晶粒结构．磁性测试结果显示薄膜具有典型的铁磁性磁化曲线,但薄膜饱和磁矩随着氧分压增加急剧降低．电学测试结果表明20％氧分压氛围下沉积制备薄膜样品的电流电压曲线呈现出典型的双极性电阻开关特性：在－0.6 V读取电压下,可获得大于10的高／低电阻态阻值比．指数定律拟合电流电压实验曲线表明：薄膜低电阻态漏电流为欧姆接触电导;而薄膜处于高电阻态时,低电压下的漏电流仍以欧姆接触电导为主,高电压下则以缺陷主导的空间电荷限制电流为主．     

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.     

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.     

射频磁控溅射高饱和磁化强度Fe-N薄膜

用射频磁控溅射法分别在具有20nmFe衬底的Si(100)和NaCl单晶基片上成功地制备出具有高饱和磁化强度的Fe-N薄膜.用X射线衍射仪、透射电子显微镜和振动样品磁强计研究了氮气分压和基片温度对Fe-N薄膜相结构和磁性的影响.结果表明,当氮气分压为2.66×10-2Pa,基片温度为100~150℃时,最有利于α-″Fe16N2相的形成.在此条件下制备的Fe-N薄膜的饱和磁化强度高达2.735T,超过纯Fe的饱和磁化强度值.     

ZnO薄膜的制备及其特性研究

采用射频磁控溅射技术生长出高质量（002）晶面取向的ZnO薄膜.通过XRD和AFM研究了射频功率和氧气比例对ZnO薄膜的结构和表面形貌的影响.研究结果显示,射频功率在50W下氧气比例为45%时,所生长的ZnO薄膜可以用于制作高质量的表面声波仪（SAW）.     

New achievements in X-ray optics??the X-ray lens and its applications

An X-ray lens consists of a large number of X-ray capillaries. It can collect divergent X-rays emitted from an X-ray source and form a focused or parallel beam of high intensity. So it is an effective tool for adjusting and controlling wide bandwidth X-ray beams. In this paper, the X-ray lens made by the X-ray Optics Laboratory of Institute of Low Energy Nuclear Physics at Beijing Normal University and its applications in the field of X-ray analysis are presented.     

X光管的构造、原理及应用

针对多种不同类型的X光管的结构性能进行了综合阐述。介绍了一般常规的X光管的构造、主要部件的工作原理以及影响其性能的参数设置,并对几种具有特殊结构的反射式X光管的结构设计、适用范围、性能优势等作了系列说明。分析了透射阳极X光管的结构及其具有的较高射线产生率和辐照通量密度的特点,从热膨胀系数及晶格常数匹配角度探讨了靶材选取的依据。研究结果表明,X光管在其发展完善的过程中,阴极和阳极的结构设计会对其性能产生重大的影响,阴极的装配高度和阳极的构造形态会影响到X射线的产生效率,各种结构设计方式终其目的都是要获得更加稳定的X射线束,更加灵巧轻便的装配,以及有效的辐照通量和更低的功率损耗。     

NSRL衍射和散射站的性能及在材料科学中的典型应用

介绍了国家同步辐射实验室二期工程X射线衍射和散射光束线实验站的建设与主要设备．利用设备采用X射线反射法，在不破坏样品的情况下得到了Si／C多层膜的结构信息；通过对标准Si粉末样品的FWHM测试表明该站可进行粉末全谱扫描；利用X射线掠入射衍射技术分析了ZnO薄膜的生长条件与结构的关系；采用X射线散斑方法直接观测了弛豫铁电体内部的纳米空间尺度的电极化团簇的空间时间构造．     

铍焊件残余应力X射线断层扫描测定法

铍是广泛应用于核能、航空和航天工业的稀有轻金属，作为结构材料，因加工过程而引入的残余应力对其制品的使用将带来不良影响，测定残余应力的大小具有重要的意义。针对传统X射线残余应力检测技术，提出了X射线断层扫描测定法。该方法利用现有仪器，通过改变测定技术和计算方法，可以无损测定铍等轻金属制品表面残余应力及沿层深的分布。采用这一新方法计算了弧形铍焊件焊缝附近表面、距表面0．5mm和1．0mm处的残余应力，同时还计算出铍无应力(103)晶面的面间距d0，结果与根据晶面间距公式计算出的铍（103)晶面的面间距吻合较好。     

小型低强度X射线成象仪

采用新型Ｘ射线象增强器，研制开发成功一种小型低强度Ｘ射线成象仪．它具有分辨率好（≥５ｌＰ／ｍｍ）、工艺简单、成品率高（８０％）、便于携带（整机重４ｋｇ）、可在明室实时观察透视象等特点．本文中论述该仪器的工作原理、结构、性能和在医学领域的可能应用．     

基于能量色散X荧光分析法测溶液浓度

目的 溶液浓度是一项重要的计量参数,溶液浓度测量广泛应用于工业和科学研究等领域。为了快速、准确测量溶液浓度,本文提出了能量色散X荧光分析方法。方法 将配制好的10种三氯化铁溶液作为标准溶液,利用能量色散X荧光分析方法测量出溶液中Fe的特征 X 射线峰峰面积,得到三氯化铁溶液的标准曲线,利用该标准曲线,对5组三氯化铁溶液进行了测量。结果 实验结果表明,三氯化铁的浓度与溶液中Fe元素的特征 X 射线峰的峰面积成较好的线性关系。且对五组三氯化铁待测溶液浓度进行数据分析,结果表明实验测得最大误差为1.74%,其他误差都在1%以内,小于传统的折射率测量误差（大约 3%）。另外,为了进一步分析其精确度,分别计算了浓度梯度差。由梯度差可知,最大梯度差为 3.71%,绝大多数在1%以内,最小为0。结论 该方法具有较高的精确度,且出数据快,随测随得,为快速、准确测量溶液浓度提供参考。     

高电荷态离子129Xeq+激发Au表面产生的X射线谱

目的研究高电荷态离子129Xeq (q=28,29,30)入射金属Au表面产生的特征X射线谱。方法应用高电荷态离子束流激发。结果在束流强度小于139 nA条件下,单离子的X射线产额可达10-8量级,特征X射线的产额随入射离子的动能和势能(电荷态)的增加而增加。结论与传统的X射线产生方法不同,高电荷态离子可以激发重原子的内壳层特征X射线谱,其产额高,品质好。     

太阳耀斑中单能X射线源发射(II)

本文用大量观测数据在［１］的基础上证明：太阳耀斑中不但存在来自ｐｅｐ过程的单能（～１２．５ｋｅＶ）的Ｘ射线源发射，而且存在来自ｄ＋ｅｄ＋过程的单能（～２５ｋｅＶ）的Ｘ射线源发射。并根据理论模型提出关于耀斑Ｘ射线谱测量的建议。     

机械合金化Fe100-xCux体系的结构

利用XAFS和XRD方法分别研究了机械合金化80 h制备的Fe_100-xCu_x 系统的晶体结构及Fe和Cu原子的局域配位环境.结果表明,当x＞40时,样品中Fe原子的bcc结构消失,Cu原子的近邻结构基本不变,fcc晶格参数随x的增加而减小;当x＜30时, Cu原子的fcc结构消失, Fe原子的近邻结构基本不变,bcc晶格参数随Cu原子的比例减小而增大;而x=30左右时,fcc和bcc结构共存.研究结果还表明, Fe原子和Cu原子的比例不是相差很大时,Fe原子和Cu原子的近邻配位无序度会在很大的范围内变化,说明Fe-Cu二元体系不可能形成均匀的过饱和固溶体,存在Cu富集区和Fe富集区,是由多种物态组成的混合物.     

纳米SiC颗粒SAXS表征及其与 XRD、SEM的比较

对在不同工艺下制备的两组纳米SiC颗粒分别进行了小角X射线散射(SAXS)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)测试．结果显示，两组颗粒试样存在尺寸和粒度分布差异，不同测量方法所包含的信息各有侧重．利用二维探测器XRD系统进行了SAXS和XRD测量，探讨了该系统在SAXS测量中的数据采集和处理方法，对这些测试结果及其与SEM的结果进行了综合分析比较．发现SAXS更适合于样品尺寸的总体状态表征。能提供更丰富的信息，计算结果更可靠．