射频反应溅射纳米SnO2薄膜气敏特性研究

采用射频反应溅射在瓷管上制备了SnO2气敏薄膜元件,以及用传统方法制备了SnO2厚膜元件.两种元件经测试表现出对乙醇较高的灵敏度,对两种元件进行了性能对比测试.测试表明,无论在灵敏度、响应恢复时间,还是在检测浓度范围上,SnO2气敏薄膜元件都比传统的厚膜元件性能优越.SnO2气敏薄膜元件经过表面修饰,在200×10-6体积浓度下接近30.对薄膜元件加热温度及选择性进行了研究,初步探讨了元件稳定性及其敏感机理.     

超导薄膜临界磁场的非线性非局域效应研究

在处理薄膜中的超导现象的理论时,London理论、Pippard理论和GL理论都有其局限性,因为这些理论都不能完全解释超导电性的本质。根据对超导薄膜临界磁场普遍适用的公式,结合实验测得的超导薄膜临界磁场在理论上应该具有非线性、非局域性的特点;分析了影响超导电性的各种要素,得出了London理论、Pippard理论下修正后的临界磁场的表达式;分析了GL理论下波函数分别为球面波和正弦波时临界磁场分布情况。     

316奥氏体不锈钢渗N/镀CrN复合改性层组织与性能

分别在400、440、480 ℃下对316奥氏体不锈钢进行12 h的渗氮处理,再对渗氮后的试样进行物理气相沉积(PVD)镀CrN薄膜.采用扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、维氏显微硬度计和材料表面综合测试仪(HSR-2M)、电化学工作站等对复合改性层的表面形貌、截面形貌、成分、显微硬度、耐磨性以及耐蚀性进行测试.结果表明:400 ℃离子渗N/镀CrN试样耐磨性最差,耐蚀性最好;而480 ℃离子渗N/镀CrN试样耐磨性最好,耐蚀性最差;但比相同温度下单独渗氮试样的综合性能好.     

脉冲激光沉积法制备氧化铋薄膜及其电化学性质研究

首次采用355nm脉冲激光沉积在不锈钢基片上制备了氧化铋薄膜，X—射线衍射(XRD)测试表明在基片温度为300℃，沉积时间为0．5h制备得到的Bi2O3薄膜具有四方结构，SEM和Raman光谱测定对该Bi2O3薄膜的表面形貌和锂化前后的结构进行了表征，结果表明薄膜由小于100nm针状晶粒组成，锂化后的产物可能是LixBi2O3。此外，由电位阶跃法测定了上述Bi2O3薄膜电极的锂离子扩散系数。电化学测定表明，上述Bi2O3薄膜具有充放电循环性能,在电压范围为0．70～3．5V，该氧化铋薄膜在充放电速率为2C时的比容量大约为100mAh／g，并且保持经100次以上充放电循环而没有明显的衰减。     

一种长波红外宽光谱长波通滤光片的优化设计

长波红外宽光谱长波通滤光片是光谱成像技术中重要的光学元件。论述了设计长波红外宽光谱长波通滤光片的设计原则和方法,并对这种长波红外宽光谱长波通滤光片优化设计进行了研究。根据等效折射率理论,以周期性对称膜系为基础,使用压缩透射区内波纹幅度的部分膜层优化方法,设计了满足性能指标要求的长波红外长波通滤光片。经过优化,所设计的长波红外宽光谱长波通滤光片,高透射波段内平均透射率大于90%,最低透射率高于85%;截止波段内平均透射率小于1%,最高透射率低于5%。研究表明,用部分膜层优化方法设计的膜系,膜层结构简单,有利于膜层厚度的监控,既能克服全自动优化方法给工艺上带来的困难,又弥补了解析法设计膜系时不能调整光谱特性的不足。     

溅射功率对氧化铝薄膜结构和光学性能的影响

采用射频反应磁控溅射法,在K9双面抛光玻璃基底上制备了一系列不同溅射功率的Al2O3薄膜,并对部分薄膜进行退火处理.利用X线衍射法对Al2O3薄膜退火前后的晶体结构进行分析,采用椭圆偏振光谱仪对薄膜的厚度、折射率和消光系数进行测试和拟合.实验结果表明:测射功率在100~300 W时,沉积的Al2O3薄膜退火前后均为非晶态;薄膜在可见光范围内具有良好的透光性能,透射率接近90%,为透明膜;薄膜的沉积速率随溅射功率的增大而增大;薄膜在可见光波段的折射率n随波长的增大而减小,平均值随溅射功率的增大呈现出先增大后减小的变化趋势;薄膜消光系数k的平均值亦随溅射功率的增大呈现先增大后减小的变化趋势.     

MgB2超导体的相图及其对薄膜制备的指导作用

MgB2适合于制备约瑟夫森结,在超导电子学领域有很好的应用前景。制备高质量的MgB2薄膜至关重要,应用Mg-B/Mg-B-O体系的相图指导MgB2薄膜生长意义重大。总结MgB2相体系及相关系,详细对比分析Mg-B/Mg-B-O体系的热力学相图,总结分析富氧区杂项MgO的生成机理及其对MgB2薄膜质量和性能的影响,研究分析有氧体系下Mg-B/Mg-B-O热力学相图对MgB2薄膜材料制备生长的指导意义,探讨HPCVD环境下采用原位生长技术制备MgB2超导薄膜时热力学相图的指导作用及相关制备工艺。     

改性TiO2薄膜对水杨酸光催化降解的影响

利用溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜光催化剂,考察掺杂铁、银离子改性与酸处理的TiO2薄膜以及有微量H2O2存在时光催化降解水杨酸的活性,并对改性薄膜光催化降解水杨酸的动力学进行研究.实验表明:改性后的TiO2薄膜光催化剂的活性均有不同程度的提高,其中体相掺铁和酸改性的TiO2薄膜光催化活性最高,并且改性的TiO2薄膜降解水杨酸过程符合一级反应;微量的H2O2存在使TiO2光催化降解效率明显提高.     

(001)取向FePt薄膜的有序化过程及磁性

在加热到400°C的MgO(001)单晶基片上,用磁控溅射法沉积了25 nm厚的FePt薄膜,在Ta=[500°C,800°C]温度范围进行5 h的热处理.用X射线衍射仪、振动样品磁强计和可外加磁场的磁力显微镜分析了薄膜的结构和磁性.结果表明,未经热处理的薄膜能够在MgO(001)单晶基片的诱导下实现(001)取向生长,但仍处于无序的A1相,呈软磁性.Ta=500°C,薄膜结构没有明显改变.Ta=600°C,FePt发生部分有序化,薄膜中A1相和L10相(有序相)共存,形成一种具有磁各向异性的特殊硬磁-软磁复合体.软磁相的磁性主要表现在沿平行于膜面方向施加磁场的磁化曲线中,但矫顽力可以达到10 kOe(1Oe=103/4πA m-1),硬磁相的磁性主要表现在沿垂直于膜面方向施加磁场的磁化曲线中,矫顽力却只有5kOe.这说明薄膜中硬磁相和软磁相之间存在强烈的交换耦合,形成了磁性弹簧.当Ta提高到700°C,薄膜基本完成有序化,磁化易轴彻底转向垂直于膜面的方向,矫顽力大于20 kOe.原子力显微镜和磁力显微镜观察表明,薄膜由岛状颗粒构成,在Ta=700°C时大部分颗粒内部形成多磁畴结构,在不太大的磁场作用下依靠畴壁移动和消失变为单磁畴,磁化反转过程应该主要依靠形核.     

退火方式对纳米FeCoPd/SiO_2复合薄膜结构和磁性的影响

采用溶胶—凝胶旋涂法,通过氢气还原及快速退火两种方式在Si(100)基片上获得纳米Fe Co Pd/Si O2复合薄膜,并对其进行了X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)表征分析,进一步研究不同退火方式对纳米Fe Co Pd/Si O2复合薄膜样品结构和磁性能的影响.结果表明,经过氢气还原处理后,薄膜中的Fe Co具有较强的(200)择优取向,且薄膜的矫顽力较小,表现出较好的软磁特性.