镓锌氧化物半导体薄膜的晶粒生长特性及其微结构研究

采用Zn O:Ga3O2高密度陶瓷靶作为溅射源材料,利用射频磁控溅射技术在玻璃基片上制备了镓锌氧化物(Ga Zn O)半导体薄膜.基于X射线衍射仪的测试表征,研究了薄膜厚度对Ga Zn O样品晶粒生长特性和微结构性能的影响.研究结果表明:所制备的Ga Zn O样品为多晶薄膜,并且都具有六角纤锌矿型结构和(002)晶向的择优取向生长特性;其(002)取向程度、结晶性能和微结构参数等均与薄膜厚度密切相关.随着薄膜厚度的增大,Ga Zn O样品的(002)择优取向程度和晶粒尺寸表现为先增大后减小,而位错密度和晶格应变则表现为先减小后增大.当薄膜厚度为510 nm时,Ga Zn O样品具有最大的(002)晶向织构系数(2.959)、最大的晶粒尺寸(97.8 nm)、最小的位错密度(1.044×1014m-2)和最小的晶格应变(5.887×10-4).     

纸张大变形非线性有限元分析

根据虚功原理和薄板度理论,对纸张在自重作用下的静动力学特性作了非线性有限单元法数值建模。就纸张大变形问题给出了几何非线性增量格式更新拉格朗日描述,编制了2D有限元计算程序,并采用Newton-Rephson迭代法对送纸过程中纸张的大幅弯曲垂落进行数值分析。计算结果表明,此法计算量小、精度高,二维结果优于一维结果,与实测值相当吻合,适用于分析纸张的机械特性。     

薄金属膜光学常数的椭偏法测定

依据椭偏测光法的原理,采用内外反射法测量透明基底上薄金属膜的光学常数的厚度,并在计算机上利用单纯形法计算得到薄金属膜的折射率、消光系数和几何厚度,并对数据进行了系统误差的修正。     

电沉积NiHCF薄膜的离子选择性研究

采用电沉积方法在铂、铝基体上制备出具有电化学控制离子交换（ESIX）性能的电活性NiHCF（Nickel Hexacyanoferrate）薄膜，在1mol／L（NaNO3＋CsNO3）和1mol／L（KNO3＋CsNO3）混合溶液中分别测定了不同Cs^＋浓度下薄膜的伏安特性曲线和电化学交流阻抗谱，并根据CV曲线和EIS曲线的变化特征分析了薄膜对Cs^＋／K^＋和Cs^＋／Na^＋离子的选择性。结果表明，交流阻抗技术与循环伏安法相结合可较好地用来表征混合溶液中离子膜的选择性。     

电沉积-热解法制备Ce2O3薄膜的抗氧化性能研究

采用电沉积-热解法在1Cr18Ni9Ti合金表面沉积氧化铈陶瓷薄膜,经过900℃下100 h的高温氧化实验及金相分析发现,氧化铈薄膜可显著降低合金的氧化增重和氧化膜剥落量,促进试样表面形成致密均匀的氧化膜,大大提高了合金的抗高温氧化性能,电沉积参数为25 V,60 s时,沉积的薄膜抗高温氧化性能略佳。     

苯乙烯吡啶盐染料分子的拉曼光谱

测定了三种用来制备Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｂｌｏｄｇｅｔｔ（Ｌ－Ｂ）膜的苯乙烯吡啶盐染料分子的拉曼光谱。实验发现，在光照射下，碳碳双键的拉曼峰强度逐渐变小，由此证实了这类有机染料分子在光照射下碳碳双键发生断键，这可能是引起Ｌ－Ｂ膜光学二次谐波信号随时间减小的主要原因。     

HfO_x缓冲层对γ-Fe_2O_3纳米微粒膜电阻开关特性的影响

本文利用射频磁控溅射和滴涂法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了HfOx/γ-Fe2O3/HfOx三明治结构,研究了HfOx缓冲层对γ-Fe2O3纳米微粒薄膜电阻开关特性的影响.微结构观测分析结果显示:γ-Fe2O3纳米微粒平均粒径约为34.3 nm,HfOx缓冲层为氧配比不足的单斜相多晶薄膜.电学性能测试表明:插入HfOx缓冲层后,γ-Fe2O3纳米微粒薄膜的电阻开关特性明显改善:在-0.8 V读取电压下,高/低电阻态阻值平均比值约为18.7,该比值可稳定维持100个循环周期.指数定律拟合实验曲线结果表明:高阻态漏电流以缺陷主导的空间电荷限制隧穿电流为主;而低阻态则以欧姆接触电导为主.Ag上电极与HfOx缓冲层界面处氧离子的定向漂移使得薄膜中氧空位缺陷形成的导电细丝通道周期性地导通与截断,从而使得薄膜呈现电阻开关效应.     

利用STM直接观察红荧烯薄膜中的质量密度波

在异质外延薄膜的生长中,应力对薄膜的结构和形貌起着至关重要的作用.理论研究表明,在非公度的薄膜中,应力可以通过形成质量密度波(MDW,Mass Density Wave)的形式释放出来.但是,迄今为止还没有直接的证据证明质量密度波的存在.本文我们用扫描隧道显微镜(STM,Scanning Tunnelling Microscopy)在Bi(001)表面形成的单层红荧烯薄膜中,直接观察到了质量密度波.其表现形式为表面高度有微小的正弦波动,并且分子取向发生周期性畸变.此外,我们还指出质量密度波的形成是由于红荧烯单层膜相对Bi衬底的晶格转动所导致的,由于转动方向不同,质量密度波会呈现出条形或之字形两种不同形状的条纹.     

射频磁控溅射方法制备氧化钒薄膜的研究

利用射频磁控溅射的方法．在不同的衬底温度和溅射功率下制备了氧化钒薄膜样品，并在纯氩气环境下作了退火处理，用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和激光扫描共聚焦显微镜扫描图像，对样品进行研究．XRD分析显示退火前样品为非晶态，退火后为结晶态．并用激光共聚焦显微镜对图像做了验证．对比退火后样品的XRD图谱显示在其它条件相同时．可以通过增大溅射功率或降低衬底温度．来提高退火后薄膜样品的结晶程度，并增强V2O5(001)晶面的取向性；通过对比退火前样品的XPS谱可知在其它条件相同时，通过升高衬底温度或减小溅射功率．可以提高薄膜样品中高价钒的含量．     

薄膜微结构分析的几种X射线散射技术

文章厄要介绍了X射线小角反射、X射线漫散射技术、X射线表面衍射和多晶薄膜的小角衍射实验原理和实验技术．特别针对各种实验技术中实验数据的采集要求做了细致描述;通过对自旋阀、异质结构中的应变、薄膜深度轮廓及应变规律等的研究,说明这些散射技术在薄膜研究中的应用．