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低维度薄膜传热机理与表征

低维度薄膜传热学是建立在微小器件研究基础上的纳米学科分支之一.综述了细微尺度传热的主要方式,着重介绍了对流换热、热传导、热辐射、相变传热、微重力传热;详细阐述了导热系数的表征方式,包括温度传感器法、光声法、显微拉曼散射法、激光泵浦法、温度探测扫描电镜法、动态热线法.最后,分析与评述了国内外研发应用现状.

关键词: 细微尺度传热 , 微纳米 , 孔隙率 , 导热系数

采用湿化学工艺在硅衬底上成功地制备了结构致密、均匀且无龟裂的SrNbxTi1-xO3薄膜.金属盐的冰醋酸溶液经回流再加入乙酸酐除去无机阴离子和结晶水,形成的金属醋酸盐与适当的络合剂形成的多配体络合物经部分水解生成的羟基化合物M(OH)n-x(L)x(L=C4H6O6或AcAc,M=Sr或Ti或Nb)经羟基聚合形成SrNbxTi1-xO3簇状溶胶.丙三醇抑制了羟基金属过度聚合,甲基纤维素(MCL)使SrNbxTi1-xO溶胶具有网状结构.SrNb0.1Ti0.9O3(SNTO)凝胶薄膜经过650～750℃/30min退火形成假立方钙钛矿结构.应用XRD、SEM和TEM对薄膜结构和形貌进行表征.室温下SNTO薄膜的电阻率为54μΩ·cm,而在160K到室温之间薄膜电阻率随温度的变化遵从p=p0+AT2.分析结果表明:Nb5+离子的施主掺杂改变了禁带宽度,实现了SrTiO3的n-型半导体化.SNTO(100)/Pt/Ti/SiO2/Si衬底上的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3(PZT)薄膜的择优取向明显,较之于Pt/Ti/SiO2/Si衬底上的PZT薄膜有良好的铁电性,其剩余极化强度也比PZT/Pt(111)/Ti/SiO2/Si的大.

关键词: 溶胶-凝胶工艺 , SrNbxTi1-xO3薄膜 , 电学性能

溶胶-凝胶法SrInxTi1-xO3薄膜的制备及表征

常亮亮 , 殷明志

绝缘材料 doi:10.3969/j.issn.1009-9239.2011.01.004

以Sr(OOCCH3)2·H2O,In(NO3)3·41/2H2O及Ti(OC4H9)4为原料,用溶胶-凝胶工艺制备了SrInx-Ti1-xO3(SITO)薄膜.SITO凝胶薄膜经过575~725℃/60 min退火形成立方钙钛矿结构.用XRD、SEM对薄膜结构和形貌表征.霍尔测定表明In-STO薄膜属于空穴导电的p-型半导体.SITO薄膜形貌与溶胶的陈化时间有关,最佳陈化时间为5~20h.

关键词: 溶胶-凝胶法 , SrInxTi1-xO3薄膜 , 结构

La1-xSrxMnO3薄膜的制备、结构及电磁特性

徐驰 , 殷明志 , 高文娟 , 彭焕英

材料科学与工程学报

以无机盐为原料,采用溶胶-凝胶工艺在Si衬底上制备La1-xSrxMnO3（LSMO）薄膜,XRD和TEM分析表明LSMO薄膜呈现纳米晶菱形钙钛矿结构,SEM分析表明LSMO薄膜表面平整、光滑致密。磁学测试结果表明：在0T、0.4T和0.8T时薄膜的Tp分别为220K、224K和229K,随着磁场的增大Tp移向高温的同时峰值电阻降低,这与铁磁相变及磁场对DE作用的影响有关。MR极值在250K左右达18.4%。

关键词: 溶胶-凝胶工艺 , LSMO薄膜 , 磁阻

La1-xSrxMnO3薄膜的制备、微观结构及电性能

高文娟 , 殷明志 , 徐驰 , 彭焕英

材料导报

以无机盐为原料,采用溶胶-凝胶法在Si衬底上制备了La1-xSrxMnOa (LSMO)薄膜.XRD和TEM测试表明LSMO薄膜呈现纳米多晶菱形钙钛矿结构,薄膜的(012)、(110)晶面间距分别为0.38nm、0.28nm.SEM分析表明LSMO薄膜表面平整、光滑致密.电学测试La1-xSrx MnO3/Si异质结的I-V特性曲线表明,随着Sr掺杂量的增加,同一偏压下的开启电压变小,当电压大于10V时,La1-xSrxMnO3/Si异质结的电流迅速增大,呈现传统的p-n结特征.

关键词: 溶胶-凝胶法 , 异质结 , LSMO/Si电性能 , p-n结

新型溶胶-凝胶工艺制备La0.5Ca0.5MnO3薄膜及性能分析

杨亮亮 , 殷明志 , 常亮亮

材料开发与应用 doi:10.3969/j.issn.1003-1545.2011.02.011

鉴于以醇盐为原料溶胶-凝胶制备La0.5Ca0.5MnO3薄膜工艺中存在诸多苛刻因素,本文以无机盐为原料采用溶胶-凝胶工艺在SiO2/Si(100)衬底上制备了La0.5Ca0.5MnO3薄膜.并用XRD、SEM和TEM等分析手段对薄膜进行了表征,通过不同磁场下电阻-温度(R-T)曲线,研究了样品的磁电阻(CMR)效应.结果表明:薄膜具有假立方钙钛矿晶体结构,表面良好晶粒平均约为30nm且随退火温度的升高而增大;四探针法测定0.6μm厚度的La0.5Ca0.5MnO3薄膜室温下的电阻率为0.0303Ω·cm;磁电阻在210K峰值达到14.5%.

关键词: 溶胶-凝胶工艺 , La0.5Ca0.5MO3薄膜 , 阻温特性

钛酸锶薄膜的制备与应用研究进展

常亮亮 , 殷明志 , 杨亮亮

材料开发与应用 doi:10.3969/j.issn.1003-1545.2011.01.015

介绍了钛酸锶(STO)薄膜的五种制备方法(等离子体增强化学气相淀积、射频磁控溅射、金属有机化学气相沉积、脉冲激光沉积、溶胶-凝胶)及STO薄膜在电容-电压敏双功能材料、CMOS器件、氧敏材料、PZT铁电薄膜电极材料等方面的应用的研究进展.提出了需进一步开展的研究课题如:晶粒晶界控制、界面控制、漏电导机制、疲劳机制、非线性效应及大面积高质量薄膜的制备技术等.

关键词: 钛酸锶 , 制备技术

碱催化多孔二氧化硅薄膜的制备和性能表征

殷明志 , 姚熹 , 张良莹

功能材料

以水为介质,NH3*H2O为催化剂,丙三醇(C3H5(OH)3和聚乙烯醇(PVA)为添加剂,正硅酸乙脂(TEOS)溶胶-凝胶工艺可制备纳米多孔二氧化硅薄膜.体系的H2)/TEOS＞15,TEOS的水解-聚合过程可通过添加剂效应,pH效应等控制.碱催化会使二氧化硅的溶解度增大,也能使二氧化硅胶粒带负电荷,抑制了二氧化硅胶粒之间的聚合长大,而丙三醇与TEOS的水解中间Si(OR)4-x(OH)x结合,抑制其与二氧化硅胶粒的聚合.聚乙烯醇(PVA)能使二氧化硅溶胶具有网状结构,使二氧化硅溶胶易于成膜.该工艺制备的多孔二氧化硅薄膜具有纳米多孔结构.其Vicker硬度在600～800N/mm2,热导率＜0.2w@m-1 K-1.

关键词: 溶胶-凝胶工艺 , TEOS , 多孔二氧化硅薄膜