天然锗纳米晶的制备与中子嬗变掺杂研究

采用离子注入法及退火工艺,在硅基二氧化硅薄膜中制备了镶嵌结构的天然Ge纳米晶样品. 通过退火实验研究,发现随着退火温度的升高,纳米晶的晶态峰峰位红移,这意味着Ge纳米晶受到的应力减小. 当退火温度达到 700 ℃时,纳米晶的晶态峰强度显著增强,而且薄膜中与Ge有关的缺陷发光减弱. 采用中子嬗变掺杂法对天然Ge纳米晶进行了掺杂,X射线荧光光谱数据表明,样品中成功的引入了Ga杂质和As杂质. 薄膜中形成的与Ge有关的缺陷具有稳定的结构,中子辐照之后其发光仍然存在,而且,掺杂后的样品中没有发现与Ga或As有关的     

He离子辐照金属钨引入缺陷的微结构研究

采用能量为100keV的He离子在室温下辐照金属钨,辐照注量范围为1.4×1017-3.5×1017/cm2,辐照后对样品进行了1100℃退火处理.利用X射线衍射、慢正电子多普勒展宽和扫描电镜技术研究了钨中He离子辐照引入的缺陷和注量之间的关系.研究结果表明辐照并退火后材料内部晶面间距增大,空位型缺陷浓度或尺寸随辐照注量的升高而增大,而高注量辐照的样品表面晶粒间连接疏松并存在孔隙,钨表层可能生成了大尺寸的He空位复合体或He泡.     

异步冷轧纯铁回复与再结晶的电子背散射衍射研究

本文采用异步轧制工艺成功制取等轴状超细晶纯铁,通过DSC曲线确定其退火工艺,使用电子背散射衍射（EBSD）观测超细晶工业纯铁在不同温度退火后的组织形貌和晶粒尺寸,研究其回复再结晶行为.结果表明,在400℃时,材料开始发生回复,再结晶形核开始,随着退火温度的提高,再结晶程度加深.当退火温度达600℃时,再结晶过程基本完成.     

真空退火对ZnS与PbS混合薄膜结构和光学性质的影响

采用电子束蒸发的方法在石英基片上一次沉积厚度约为400nm的ZnS与PbS混合薄膜多个样品,随后将不同样品在3×10-3Pa的真空中分别以100～600℃退火1h.样品的成分、结晶性能、表面形貌和光学性质分别采用X射线能量色散谱、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜和分光光度计等进行检测.结果表明,制备态样品为非晶态,300℃真空退火的样品已开始结晶;当退火温度不低于500℃时,退火过程中,混合薄膜中的PbS大量挥发,退火后样品中的PbS含量明显减小.随着退火温度从100℃升高到600℃,样品的表面粗糙度和表面颗粒尺寸是先减小、后增大;光学透射率则呈现先升高后下降再升高的变化特性;退火后混合薄膜光学性质的变化与薄膜的成分、结晶性能和表面形貌的变化密切相关.     

溅射功率对掺铝氧化锌薄膜光电学性质的影响

利用射频磁控溅射在BK-7玻璃基片上沉积掺铝氧化锌薄膜,研究溅射功率对薄膜光电性能的影响.当溅射功率从250 W增加到400 W时,X射线衍射的结果发现,250 W制备的薄膜只有(002)衍射峰,而300 W以上的样品则出现了新的(101)衍射峰;而且随着溅射功率的增加,(002)峰的强度减弱,(101)峰的强度增强.薄膜的厚度随溅射功率的增加而变厚,电阻率随溅射功率的增加而减小,从200 W功率时的24.6×1-0 4Ωcm减小到400W时的7.2×1-0 4Ωcm.样品在可见光区域的平均光学透射率都大于85%,其光学带隙随载流子浓度的减小而减小.     

退火温度对水热合成的纳米晶Ni_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4铁氧体磁性能的影响

采用水热法在180℃下合成纳米级的尖晶石相的Ni0.6Zn0.4Fe2O4铁氧体材料,在空气中退火温度分别为600、800、1000℃.使用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和振动样品磁强计(VSM)分别表征NiZn铁氧体纳米粉体的相组成、微结构以及磁性能.XRD衍射谱和FTIR谱表明:未退火和退火的纳米晶NiZn铁氧体皆为单一尖晶石相;退火温度对晶格常数基本无影响,主要提高了致密度以及使晶粒尺寸得到长大;样品的饱和磁化强度随着退火温度的提高逐渐增大到1 000℃时的58.75 emu/g;样品的矫顽力与未退火的样品相比,先增加后减小,其矫顽力主要取决于样品的微结构.     

退火温度对ZnO/SiO_2复合薄膜结构及光学性能的影响

采用溶胶-凝胶(sol-gel)法在玻璃衬底上制备ZnO/SiO2(ZSO)复合薄膜,并采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)和光致发光(PL)谱对样品的形貌、晶体结构、透过率及光致发光性能进行表征.SEM结果表明,样品为双层结构,随着退火温度的升高,颗粒变大,并产生团聚现象;XRD结果表明,样品经退火处理后生成六方纤锌矿型ZnO,衍射峰强度和晶粒尺寸随退火温度的升高而增大;UV-Vis结果表明,样品同时具有ZnO和SiO2特征吸收边,双层复合薄膜中ZnO和SiO2两种不同材料的能带不连续导致360nm附近的曲线不平滑,并使能带蓝移,经400℃退火处理后的样品透过率较高;PL谱结果表明,在355nm波长激发下,样品分别在紫外区和蓝光区域产生发射峰,随着退火温度的升高,样品内缺陷密度减小,由缺陷引起的发光强度减弱.     

奥氏体316不锈钢微观缺陷的热演化

从微观结构缺陷热演化的角度研究奥氏体316不锈钢。对样品由373 K升温到1 473 K,然后间隔50 K,等时退火。微观缺陷由正电子湮没谱(positron annihilation spectroscopy, PAS)和透射电子显微镜(transmission electron microscope, TEM)表征。随着退火温度的升高,空位型缺陷逐渐回复。在退火温度673～823 K范围内,出现明显的位错聚集和位错网的非均匀分布。在退火温度873 K后,位错型缺陷逐渐回复。退火温度873～973 K时有大型微观析出相析出。随后,析出相尺寸减小,大部分在1 123 K之前回溶。在1 373 K退火后,样品中几乎没有缺陷。     

光电薄膜材料FeS2(黄铁矿)的研制

研究了用电沉积法制作太阳能电池薄膜材料.分别用三种含铁元素和硫元素的水溶液淀积FeS2薄膜,将所得的样品在N2氛围中退火,退火温度分别为400℃和500℃.结果表明,从FeSO4*7H2O+Na2S2O3*5H2O水溶液得到的薄膜中含FeS2的衍射峰比从其它两种水溶液得到的薄膜中含FeS2的衍射峰多而明;退火温度为400℃比500℃更合适;另外,为防止薄膜氧化,在真空中干燥效果最佳.     

Cr,Mo对Cu/Si(100)薄膜体系结构、电阻率及扩散性能的影响

利用简易合金靶材在Si(100)基底单靶磁控溅射制备Cu(Cr)、Gu(Mo)薄膜.研究薄膜在300~500℃退火前后的结构、电学及扩散性能的变化.结果表明,Cr、Mo的加入增强了Cu薄膜的(111)织构,且溅射态薄膜电阻率显著增加.真空退火后,Cu(200)和Cu(220)衍射峰增强,但薄膜保持较强的(111)织构.Cu(1.19%Cr)薄膜电阻率随温度升高先减小后增加,400℃退火后电阻率最小,为2.76μΩ.cm,接近纯Cu薄膜(2.55μΩ.cm);而Cu(1.28%Mo)薄膜的电阻率一直呈下降趋势.Cu(1.28%Mo)薄膜在400℃退火30 min后,薄膜与Si基底间的互扩散深度约60 nm,与纯Cu薄膜(约70 nm)相似.而Cu(1.19%Cr)薄膜的互扩散深度较小为30 nm.Cr显著减小了Cu、Si之间的互扩散.这与Cr在薄膜/基体界面处的偏聚有关.     

双极晶体管中子辐照后的高温退火特性

利用硅双极晶体管在线监测中子注量,其直流增益和损伤常数是作为探测器指标的重要参数。高温退火可使受到中子辐照的双极晶体管性能部分恢复,进而可以重复使用。开展高温退火特性研究,分析双极晶体管直流增益的恢复程度以及损伤常数的重复性。在快中子脉冲堆上对贴片型3DG121C双极晶体管进行三轮中子辐照,每轮辐照累计注量2.64×10~(13)cm~(-2)。经过第一轮中子辐照后,双极晶体管直流增益下降至辐照前的40%,经过180℃连续24 h的高温退火后,直流增益恢复至辐照前的67%;经过第二轮辐照后,直流增益下降至第二轮辐照前的50%,在相同条件下退火后,直流增益恢复至第二轮辐照前的73%;经过第三轮辐照后,直流增益下降至第三轮辐照前的58%,在相同条件下退火后,其直流增益恢复至第三轮辐照前的87%。三轮实验结果表明:双极晶体管直流增益倒数随辐照中子注量变化的线性关系基本一致,具体表现为其损伤常数具有很好的重复性。利用该高温退火特性,将双极晶体管作为中子注量探测器应用于快中子脉冲堆中子注量在线监测,监测结果与活化箔结果基本吻合。     

甘氨酸-硝酸盐法合成纳米YSZ微粉及其性能

用甘氨酸-硝酸盐法合成了纳米级钇稳定化氧化锆（YS Z）微粉. 用粉末X射线衍射方法对合成产物和煅烧粉体进行物相分析, 并计算了YSZ合成粉 体的平均晶粒尺寸. 用热膨胀仪和交流阻抗谱分别研究了合成原粉的烧结收缩率和烧结样品 的电学性能. 研究结果表明, 当金属离子与甘氨酸的摩尔比为1∶2时, 用甘氨酸-硝酸盐 法可直接合成纳米级YSZ微粉, 600 ℃和1 000 ℃煅烧粉体的平均晶粒尺寸分别为9.8 5和40.5 nm. 经1 000 ℃预烧的YSZ样品的烧结性能明显高于1 200 ℃预烧YSZ样品. YSZ样 品在1 400 ℃烧结6 h的相对密度分别为99.3%和98.6%, 烧结温度范围为1 400~1 450 ℃ . 经1 450 ℃烧结后的样品在850 ℃时电导率分别为0.037和0.021 S/cm.     

退火温度对溅射氧化锌薄膜的影响

利用射频磁控溅射技术在玻璃基片上制备了高度C轴择优取向的纳米氧化锌(ZnO)薄膜,采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了退火热处理温度对ZnO薄膜形貌、结构和内应力的影响规律.结果表明:热处理可以明显改善薄膜的结晶质量,薄膜的晶粒变得致密,尺寸也变得均匀;(002)衍射面的晶面间距和内应力均低于未经热处理的样品;当温度高于450℃以后,薄膜的致密度反而下降,部分晶粒异常长大,随着退火温度的逐渐升高,ZnO薄膜(002)衍射面的晶面间距和内应力先减小,到450℃达到最小值,后又逐渐增大,可见450℃热处理后,薄膜的表面形貌、结构和内应力均得到很大的改善.     

轻、重离子辐照烧绿石Lu_2Ti_2O_7导致的非晶结构变化

采用标准固相反应烧结法制备烧绿石结构的Lu_2Ti_2O_7.在室温下,用800keV Kr~(2+)和200keV He~+进行辐照.辐照后的样品采用掠入式X射线衍射(GIXRD)表征.结果表明:用800keV Kr~(2+)辐照样品时,辐照剂量达到2×10~(14)cm~(-2)(相应dpa(displacement per atom)为0.4)时,样品出现非晶化转变,并且随着辐照剂量的增加,非晶化转变量不断增加,增加至一定值后不再变化,未出现完全的非晶化转变;用200keV He~+进行辐照时,即使辐照剂量增加至2×10~(17)cm~(-2)(dpa为1.25),样品也没有出现非晶化转变.通过分子动力学模拟对结果进行分析后发现:重离子辐照时,样品在较小范围内产生较多的缺陷,且电子能损较低,样品温度增幅较小,缺陷复合率低,易导致非晶化转变;而轻离子辐照时结果相反.     

预退火对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9纳米晶合金巨磁阻抗效应的影响

用HP4294A型阻抗分析仪测量了经不同温度预退火后再540℃退火的Fe73.5Cu1Nb3S i13.5B9纳米晶合金薄带的巨磁阻抗,并结合XRD衍射图谱和AFM图谱,研究了预退火对纳米晶介观结构的影响.结果发现,200℃、300℃和400℃预退火处理40 m in对随后540℃退火的Fe73.5Cu1Nb3S i13.5B9薄带-αFe(S i)纳米晶介观结构产生了影响,颗粒团聚优势明显减弱,横向各向异性场减小,巨磁阻抗比得到了显著的提高.     

溶胶凝胶法制备ZnO薄膜及性质研究

以二水醋酸锌为原料,使用溶胶凝胶法在(100)Si衬底上旋转涂敷得到ZnO薄膜.采用傅立叶变换红外光谱和X射线衍射(XRD)分析经N2、空气、O2不同气氛400℃退火ZnO薄膜的成分和结构差异.使用XRD、原子力显微镜和光致发光手段重点研究了N2气氛条件下,ZnO薄膜结构与发光特性随退火温度的变化规律,发现400℃下退火更适于干凝胶薄膜经历结构弛豫,生成具有(002)择优取向、性质优良的纳米晶ZnO薄膜.计算该样品的晶粒尺寸为41.6 nm,晶格常数a=0.325 3 nm,c=0.521 nm,其PL光谱出现495 nm附近强的绿光发射峰,可能源于ZnO纳米晶粒表面缺陷氧空位(Vo).随着退火温度升高,ZnO生成量减少、晶粒体表面积比(S/V)减小共同作用导致绿光峰强度变弱.     

毫米波辐照对昆明鼠皮肤组织Raman光谱的影响

为探讨高功率毫米波辐照对小鼠皮肤全部换为Raman光谱的影响,并为毫米波辐照的治疗和防护提供剂量学依据。采用高功率密度毫米波辐照小鼠背部,50s后立即取辐照部位皮肤制成样品,辐照样品和对照组样品冰冻切片后,测定毫米波辐照区域不同深度的小鼠皮肤组织切片的拉曼光谱。结果显示:与对照组比较,辐照后的特征峰位855cm-1、932cm-1消失,1080cm-1、1125cm-1和1166cm-1的峰强增大,1230~1410cm-1峰带中峰位增多,1585cm-1和1653cm-1峰强度大幅增加,2722cm-1峰减小及2930cm-1峰左侧翼减小。这表明,毫米波辐照50s使得小鼠皮肤组织中的蛋白质构象发生了变性,皮肤组织受到一定程度的损伤。     

衬底温度对Zn_(0.97)Cr_(0.03)O薄膜的结构和发光及磁性的影响

采用PLD的方法在衬底温度为300,400,500,600℃下制备了Zn_(0.97)Cr_(0.03)O薄膜。利用X射线衍射仪、AFM、荧光光谱仪、VSM研究衬底温度对薄膜的结晶、表面形貌、内在缺陷、磁性的影响.实验结果表明:所有薄膜都具有(002)峰择优取向,且400℃下制备的薄膜最为平整;4个样品都存在光激发,300℃的发光强度最强、400℃次之,而500℃和600℃的发光强度明显减弱,这些与样品中缺陷态有密切的关系;4个样品都具有室温铁磁性,且随着衬底温度的增加饱和磁化强度Ms先增加后减小,400℃下制备的薄膜具有最大的饱和磁化强度,这些磁性变化与样品中Zn空位和Cr~(3+)浓度变化有密切关系.     

硅中离子注入层的卤钨灯辐照快速退火研究

本文研究了硅中离子注入层的卤钨灯辐照快速退火,对注B 和注P 样品分别测量了经1100℃、15秒和1050℃、12秒退火后注入层的载流子浓度分布,并与950℃、30分钟常规热退火样品作了比较;结果表明,卤钨灯辐照快速退火具有电激活率高、注入杂质再分布小及易于推广使用等优点.对于100keV、1×10~(15)cm~(-2)P 注入样品,经1050、10秒卤钨灯辐照退火后,表面薄层电阻为74.8Ω/□;对通过920(?)SiO_2膜,25keV、1×10~(15)cm~(-2)B 注入样品,经1100℃、15秒卤钨灯辐照快速退火后表面薄层电阻为238.0Ω/□;而经过950℃、30分钟常规热退火后,以上两种样品的表面薄层电阻分别为72.0Ω/□和245.8Ω/□.采用这种退火方法制作出了结深为0.10μm 的近突变P~ N 结,并测量了结深与退火时间的关系.     

BiFeO_3-BaTiO_3颗粒膜的光电特性

利用磁控溅射方法在单晶n型Si(100)片上生长了BiFeO_3-BaTiO_3颗粒薄膜,研究了BiFeO_3-BaTiO_3颗粒膜在不同退火温度下的光电特性.实验结果表明,随着退火温度的升高,样品的光伏效应和光电导效应逐渐变大,这应该来源于BiFeO_3与BaTiO_3晶粒尺寸随退火温度增加而增加的特性.在400℃, 500℃和600℃退火的样品的光伏电压分别为90, 240和250 mV,其光电流与暗电流比率分别为28, 50和126.所有样品均具有良好的铁电性,在光照(光强20 mW/cm~2的白炽灯)条件下, 600℃退火样品的铁电电滞回线相比无光照时发生了明显的变化,样品的饱和电极化强度增大了2.3倍. BiFeO_3-BaTiO_3颗粒膜材料除了有显著的光伏效应和光电导效应外,光对它的铁电特性也有显著的调控作用.这可能对该材料在光电性能领域的应用有一定的促进作用.