BCN薄膜的硬度和剩余应力的研究

类金刚石结构的立方“BCN”材料由于兼有金刚石和立方氮化硼超硬、低摩擦的优点, 如有低摩抗磨、高的热稳定性和化学稳定性,并克服了它们的缺点,因而BCN薄膜材料被作为耐磨保护层,在电学、光学方面的性能也得到广泛应用。应用反应磁控溅射法将高质量的BCN 薄膜沉淀在硅基底上,通过用微压痕测量和弯曲技术研究了他们硬度和剩余应力,发现施于薄膜沉淀物上的偏压对其硬度和剩余应力均有重要影响。     

钙钛矿La0.75 Na0.25 MnO3外延膜的制备及磁电特性研究

目的 研究单价碱金属Na替代对钙钛矿LaMnO3结构及磁电特性的影响.方法 通过射频磁控溅射在单晶LaAlO3(100)衬底上生长了膜厚为120 nm的La0.75Na0.25MnO3外延膜,用X射线衍射仪、原子力和超导量子干涉仪、直流四探针法对其进行了表征.结果 结果表明,薄膜为赝立方钙钛矿结构,具有良好的单晶外延结构和岛状生长模式.居里温度Tc=270 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 T磁场下,磁电阻极大值为40.3%.结论 La0.75Na0.25MnO3外延膜的制备为CMR薄膜的低场和室温条件下的广泛应用提供了潜在的价值.     

硅油基底Ni薄膜的生长机理及微观结构研究

基于液相材料可用作薄膜生长基底的事实,采用真空热蒸发沉积方法,在硅油基底表面制备了具有近似自由支撑边界条件的镍(Ni)薄膜系统。在原子力显微镜(AFM)的观察下发现,镍分枝状凝聚体事实上是由尺寸为几十纳米且呈现高斯分布的原子颗粒组成,在一定的沉积速率下,其原子颗粒的平均直径随着薄膜名义厚度的增加而迅速减小;同时,还观察到了Ni薄膜的反常边缘效应,并对此现象做了一定的物理分析。     

自组装单分子膜成膜形貌及其缓蚀性能的研究

新工艺方法在玻璃基体表层及银片表面制备出3-巯基丙基三甲氧基硅烷自组装单分子膜（MPS-SAM）,并利用扫描电子显微镜（SEM）观察了玻璃基体薄膜形貌,使用自动椭圆偏振测厚仪SGC-2测出其膜厚;运用金相显微镜观测出银片表面形貌变化并结合触针式粗糙度测量仪得出其膜厚范围;同时通过塔菲尔曲线(Tafel)对银片电极的电化学性能进行了对比分析。结果表明：组装溶液的成膜形貌与致密性受组装时间的影响很大且在金属与非金属表面的成膜时间大不相同;银片表面组装膜形貌的变化决定其缓蚀性能、稳定性和致密性等条件。     

LiCl对脂肪族聚氨酯脲结构与性能的影响

通过FT-IR和DSC等研究了L iC l对脂肪族聚氨酯脲溶液粘度以及聚氨酯脲膜的结构和性能的影响。研究结果表明:L iC l的加入使聚氨酯脲溶液的初期粘度降低,后期粘度升高;含L iC l的聚氨酯脲的Tg和氨酯羰基的氢键化程度提高,但脲羰基的氢键化程度降低;L iC l的加入使聚氨酯脲的拉伸模量、硬度、撕裂强度和吸水率显著升高。     

纳米4H-SiC薄膜的光学性质研究

SiC薄膜具有结构不易控制,透明性较差的特点,采用PECVD方法淀积的纳米SiC薄膜经光学透过率测试表明,在637nm和795nm处高的光透过率,并且当薄膜的厚度增大时,仍然具有高透过率的特性,这一结果表明,PECVD技术具有制备结构均匀,透明的纳米SiC薄膜的优势,同时,在与非晶SiC薄膜进行对比中发现非晶SiC薄膜的透过率不如纳米SiC薄膜。     

Preparation and properties of AZO thin films on different substrates

Al doped ZnO (AZO) films were deposited on glass, polyethylene naphthalate (P EN) and polyethylene terephthalate (PET) at room temperature by radio frequency magnetron sputtering. The structural, surface morphology, electrical and optical properties of the AZO films were characterized by X-ray diffractometry (XRD), atomic force microscopy (AFM), Hall effect measurement and ultraviolet-visible spectrometer, respectively. The films exhibit highly c-axis preferred orientation, a nd AZO film on glass exhibits compressive stress while that on plastic subs trates presents tensile stress. The electr ical property of the AZO film on glass is the best among the films on three kinds of substrates. The value of the figure of merit for the AZO film on PEN is much better than that of the AZO film on PET and is close to that of AZO on glass in the wavelength range of 500? 900 nm.     

退火气氛对SrTiO3薄膜电学性能的影响

在不同的退火气氛下,采用金属有机物分解法在(111)Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了SrTiO3薄膜材料,并对其结构和电学性能进行了研究。X射线衍射结果显示SrTiO3薄膜都呈现多晶立方钙钛矿结构。对比不同气氛下制备出的SrTiO3样品电学测量结果,发现在氧气氛中退火后,样品具有较低的漏电流和较好的介电性能,这可能是由于氧气氛中退火减少了SrTiO3薄膜内氧空位的浓度引起的。     

膜厚与硅含量对硅基铜膜的电导率和残余应力的影响

与铝相比铜膜具有电导率高,抗电迁移能力大而代替铝膜作为集成电路的内连线和地线,其残余应力和电导率是两个重要的参数．本文对硅片上铜膜的残余应力和电导率进行了研究．结果表明,膜中的残余应力随膜厚的增加而增加;硅含量越多,残余应力越小;电导率随膜厚的增加而增加直到趋于最大值;硅含量越大,其导电率越小．     

低温生长纳米ZnO薄膜的结构

采用气体放电活化反应蒸发技术(GDARE),以玻璃为衬底,在较低的温度下沉积纳米ZnO薄膜,用二次蒸镀法克服薄膜生长饱和问题、有效增加膜厚及改善薄膜质量。讨论了GDARE法低温下沉积纳米ZnO薄膜的生长过程及成膜机理。由原子力显微镜(AFM)和X-射线衍射谱(XRD)分析薄膜表面形貌和晶体结构,研究结果表明,二次蒸镀法沉积的双层纳米ZnO薄膜具有更好的结晶质量及长期稳定性,薄膜沿C轴高度取向生长,内应力较小,晶粒尺寸均匀,平均粒径约35nm,表面粗糙度降低。     

含表面活性剂液膜的去湿特性

针对存在壁面滑移的含非溶性表面活性剂液膜在固体表面的去湿过程,应用基于润滑理论建立的液膜厚度及表面活性剂浓度的演化方程组,采用PDECOL程序对液膜演化历程进行了数值模拟,并分析了各特征参数对去湿特性的影响.结果表明,Marangoni效应对垂直方向上液膜厚度的变化影响微弱,液膜厚度的变化由分离压及毛细力所主导;Marangoni数对最终形成的去湿结构的影响并不显著,减小毛细力数则有助于抑制去湿过程的发展;增大滑移系数可以加速去湿进程,而最终形成的去湿结构明显缩小;增大平衡液膜厚度,液膜表面变形程度减小,液膜厚度逐渐趋于平稳.     

Developments and unsolved problems in nano-lubrication

The main achievements in the area of nano liquid film, e.g. the distinction between different lubrication regimes, properties of thin film lubrication, the transition between liquid and solid state, ordered and disordered state, the failure of thin lubricant film, the equivalent viscosity and flowing characteristics of micro-fluid, the influence of solid surfaces on nano-lubrication, thin film lubrication of polymer, superlubricity, have been reviewed and some unsolved problems are discussed.     

衬底对溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜晶体结构和发光特性的影响

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)旋涂法在Si(100)和熔石英衬底上制备ZnO薄膜,利用X射线衍射(XRD)、光致发光谱(PL)等手段分析得到ZnO薄膜的晶体结构和发光特性.结果表明,在Si(100)衬底上制备的ZnO薄膜呈现沿各个晶面自由生长的特性,而熔石英衬底上制备的样品呈现沿c轴择优取向生长的特性.     

Research on colored lyotropic liquid crystals

Splendidly colored lyotropic liquid crystals formed in the ternary system of a novel cationic surfactant, 3-p-nonylphenoxy-2-hydroxypropyl trimethyl ammonium bromide （NPTAB）-n-butanol-water system, had been observed under polarized light microscope. Small-angle X-ray scattering （SAXS）, ^2H （deuterium） quadrupolar splitting （^2H NMR） were employed to confirm the structures of these liquid crystals. The structural transformation of these special lyotropic liquid crystals had been confirmed by differential scanning calorimetry （DSC）. The influences of liquid crystal film thickness, temperature and conserving time on the color of liquid crystals have been investigated. It is also theoretically discussed for forming and changing of liquid crystal color.     

立方氮化硼表面的金属膜

在立方氮化硼的合成过程中发现了金属膜；揭示了金属膜的形貌，分析了金属膜的成分，确定金属膜由Ｆｅ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｍｇ构成；分析了金属膜在合成立方氮化硼过程中的作用，提出了金属膜的形成机制。     

掺杂与应力对ZrO2薄膜电子结构和光学性质的影响

利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法系统地研究了掺杂和应力对ZrO_2薄膜的电子结构与光学性质的影响.本文首先研究了Hf原子替代掺杂对ZrO_2薄膜物性的影响,研究结果表明,Hf原子掺杂减小了ZrO_2薄膜的带隙和态密度大小,可在一定程度上降低其表面缺陷电荷和漏电流.掺杂Hf原子后介电峰和吸收峰的值明显下降,同时介电峰和吸收峰的波形均出现了窄化现象,半高宽显著减小.本文也着重研究了不同应力下四方晶相ZrO_2薄膜物理性质变化及规律.研究发现压应力显著调控了ZrO_2薄膜的带隙以及价带顶和导带底附近的能带结构.施加应力后吸收峰的吸收范围和强度均显著增大,峰值对应的光子能量蓝移则表明对紫外光的吸收随着应力的增加有所增强.在低能量红外和可见光区域,施加压应力后ZrO_2薄膜的折射率变大,但在紫外线区域,压应力使ZrO_2薄膜的折射率呈现出先增大后减小的波动特性.上述研究结果为ZrO_2薄膜材料的设计与应用提供了理论依据.     

量子尺寸效应对超薄Pb(111)薄膜性质的影响

讨论了超薄Pb(111)薄膜在构型和稳定性方面的量子机制.首先对量子尺寸效应和电子生长以及薄膜稳定性的判断标准作了介绍,然后以Pb(111)薄膜作为例子,介绍了其生长的特性和强烈的量子尺寸效应,最后阐述了量子尺寸效应对薄膜的物理和化学性质具有深刻影响.     

阳极氧化铝电解着色研究

应用XPS和离子探针显微分析法,检测了在含有Cu~(2 ),Sn~(2 )或Ni~(2 )电解液中,电解着色的铝氧化膜孔隙中沉积物的组成,考察了着色过程的电极行为以及膜阻抗的变化.结果表明,在电解着色过程中,AC负半周发生金属的沉积和H~ 的还原,正半周发生氧化膜的活化和部分沉积金属的氧化,孔隙中的沉积物是金属及其氧化物的水溶胶,它导致膜的交流阻抗增大.由此,文中提出了电极交流阻抗等效电路,并求得各参数值.实验结果可较好地说明氧化膜阻扰与色调的关系,以及不同着色膜性能的差别.     

微菱形织构表面旋转轴密封性能研究

综合考虑液膜空化及质量守恒边界条件,构建了轴面微菱形织构油封模型,通过数值计算获得膜压分布和微菱形孔结构参数对密封性能的影响关系。结果表明：微菱形孔所引起的动压效应可使膜压场产生变化,从而影响密封可靠性、润滑特性和泵汲效应;通过改变结构可控制泵吸方向、稳定液膜和减小摩擦。为提高稳定性和泵汲效应,并降低泄漏和磨损,选用半轴比γ=0.4~0.6、孔深h₁=1.5~4.5μm和微孔旋转角α=40°~50°轴面微菱形孔织构更为合理。     

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.