三氧化钨晶化薄膜的制备及微观结构研究

研究了三氧化钨（WO3）晶化薄膜表面分子结构的AFM表征及X射线衍射谱。结果发现，WO3溶胶掺铂薄膜经460℃热处理后晶化，元胞为正六面体，内含1个WO6八面体，氧离子位居6个面心，钨离子处在体心，晶格常数为（0．75±0．05）nm。自然生长面为002面，在002面上的元胞中有5个离子，4个氧离子位居四边形的顶点，钨离子处于中心，氧离子的间距为（0．55±0．05）nm。     

Effect of humidity on the surface adhesion force of inorganic crystals by the force spectrum method

Effect of relative humidity on the surface adhesion force of several inorganic crystals of mica, CaF₂ and KCl was studied by atomic force microscopy (AFM). The results showed that the magnitude of surface adhesion force is mainly dependent on the surface free energy of the adsorbed liquid film, but almost independent of the thickness of the film. Furthermore, the deliquescence on the crystal surface was investigated, which demonstrated the capability of the force spectrum method to monitor changes in ionic concentrations of adsorbed liquid film in real-time.     

Si/Al/BN多层膜的制备及研究

本文采用磁控溅射系统制备了Si/Al/BN多层膜结构,并通过XRD,AFM,傅立叶红外光谱仪,纳米压痕仪等对Si/Al/BN多层膜结构进行了表征,表征结果表明本实验制备的Si/Al/BN多层膜基片符合高频声表面波器件基片的要求,为金刚石/IDT/BN多层膜超高频声表面波器件的制备奠定了基础.     

基于原子力显微镜的石墨烯可控裁剪方法研究

石墨烯是一种新奇的纳米材料,其电学特性与几何构型密切相关,因此特定几何构型的加工技术是石墨烯基纳米器件走入实际应用的关键．然而迄今为止,还没有能够快速、低成本实现上述目标的方法．本文提出了一种基于原子力显微镜（AFM）机械切割的石墨烯裁剪方法,实现了各种石墨烯纳米结构如纳米带、三角形等的可控加工;探索了载荷与裁剪效果之间的关系,同时结合旋转基底法实现了AFM针尖效应对切割力检测影响的有效克服,在理论和实验上系统研究了晶格切割方向对纳米切割力大小的影响．本研究表明实时切割力可以作为纳米加工过程的状态反馈信息来指引纳米切割的进行,这为实现晶格精度的石墨烯可控加工奠定了理论与实验基础,由于该方法还具有与并行探针相兼容的优点,因此有望在规模化、批量化、低成本的石墨烯基纳米器件制造中发挥重要作用．     

原子力显微镜相位象的理论和应用

文章讨论了原子力显微镜在轻敲模式下相位象的两类主要理论,简谐近似理论和能量理论;介绍了相位象在软材料如聚合物等表面分析研究上的应用,以及目前相位象研究的新问题。     

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）.     

锗/硅量子点形貌随退火温度的变化与电学特性研究

研究了锗(Ge)量子点薄膜表面形貌随退火温度的变化及其相应的电学特性。以锗烷为主要反应气体,应用等离子增强化学气相沉积法(PECVD)在300℃温度、p-硅(100)基片上沉积了锗量子点薄膜,然后分别在400℃、500℃、600℃温度下退火。应用原子力显微镜(AFM)系统地观察了锗量子点薄膜的二维、三维图像,发现原位生长的锗量子点尺寸起伏大、薄膜表面比较粗糙。退火后,锗量子点分布趋于均匀,并且随退火温度的升高,量子点呈一定的取向排列,表面变得平整。通过电流-电压(I-V)和电容-电压(C-V)测试,发现锗量子点薄膜具有良好的电学特性。随退火温度的升高,电流、电容显著增大,漏电流减小,说明退火后,锗量子点薄膜晶界和粗糙度减小,使样品的表面、界面特性更好。     

温度补偿对氮化铝(AlN)薄膜择优取向的影响

氮化铝(AlN)薄膜不同的择优取向直接影响其压电性和声波传递速度.本文通过改变衬底补偿温度对AlN薄膜的择优取向进行了研究.在正常实验溅射完成后继续通入氮气对衬底进行温度补偿.应用XRD和AFM对氮化铝薄膜的取向性和表面形貌进行表征分析,结果表明本实验制备出了较好的(002)面和(100)面取向的AlN薄膜,而且薄膜沉积均匀,比较致密.     

黄原胶分子形貌的原子力显微镜研究

通过溶胶凝胶的方法制备了黄原胶水溶液,并采用轻敲模式原子力显微镜(AFM)对不同浓度的黄原胶分子溶液的表面微观结构形态进行了观察.实验结果表明,轻敲模式下的AFM能够观测到黄原胶分子的微观结构,浓度为0.1g/L时分子类似于球状体的颗粒,以多聚体形式存在.浓度达到0.01g/L时能够形成稳定的网状结构,当浓度达到0.001g/L的情况下形成单个纤维分子.利用AFM截面软件对网状结构和单个纤维进行分析,发现了云母表面出现的黄原胶分子分别为双链和单链.本文中提出了黄原胶分子从网状结构到单个纤维形成过程的假设模型,很好地解释了实验观察结果,对以后的实验研究有很大意义.     

一种有机硅烷/稀土复合薄膜制备及纳米摩擦学性能

采用分子自组装技术在单晶硅基底上制备了有机硅烷/稀土（APTES/RE）复合薄膜.利用椭圆偏振仪、接触角测量仪及X射线光电子能谱(XPS)仪分析表征了薄膜的结构,并采用原子力显微镜（AFM）研究了硅基片和复合薄膜的纳米摩擦学性能.结果表明：随着探针的滑动速度和载荷的增加,针尖与样品间摩擦力增加;硅基片和复合薄膜表面的黏附力和摩擦力随着相对湿度的升高而增大;APTES/RE复合薄膜具有较低的摩擦系数及黏附力和显著的抗黏着及减摩效果,显示出其在微机构表面润滑中良好的应用前景.