孙晓峰
,
姜斌
,
蒋书文
,
张鹰
,
王恩信
,
李燕
,
黄文
材料导报
采用射频磁控溅RF-magnetron sputting)法制备了钛酸锶钡(BST)薄膜,用快速热处理(RTA)和常缮规热处理(CFA)对薄膜进行晶化.利用AFM、XRD等技术分析了钛酸锶钡薄膜的晶化过程,以及不同退火温度和退火方法下薄膜的晶粒、晶相特性.实验表明:钛酸锶钡薄膜在500℃开始结晶,到700℃左右时结晶比较完善,晶化过程中没有出现择优取向;从表面形貌和X射线衍射图综合分析,快速退火的晶化效果要优于常规退火.
关键词:
钛酸锶钡
,
快速退火
,
常规退火
,
原子力显微镜
,
X射线衍射
张勤勇
,
蒋书文
,
李言荣
,
张万里
功能材料
系统研究了CFA与RTA两种热处理方式以及热处理温度和时间对STO薄膜微结构的影响.STO薄膜采用脉冲激光沉积法(PLD)制备.采用原子力显微镜(AFM)和XRD分别对薄膜的表面形貌和晶粒结构进行分析.结果表明,在热处理温度650～800℃范围内,相对于CFA、STO薄膜经RTA热处理后,薄膜表面晶粒大小分布均匀、致密.两种热处理方法都使薄膜的晶粒直径随温度升高而增大,并且温度越高,薄膜的晶形越完整,同样热处理温度下,RTA与CFA相比薄膜的晶粒较小,两种热处理方法的最大晶粒尺寸都＜120nm.但XRD分析结果表明,在相同热处理温度下,CFA热处理的结晶转化率较RTA热处理要高.在一定范围内,RTA热处理时间对薄膜晶粒尺寸影响不大,热处理时间越长,晶粒更加完整,表面更加均匀平整,结晶转化率越高.
关键词:
STO
,
铁电薄膜
,
晶化
,
CFA
,
RTA
李燕
,
姜斌
,
邓宏
,
蒋书文
,
周晓燕
材料导报
主要论述了低维材料的制造方法、特异性能及在光电子和微电子器件领域的应用,包括介质超晶格、金属超晶格和一维量子线;介绍了我们分别采用激光分子束外延制备的BaTiO3/SrTiO3介质超晶格及其介电性能、直流磁控溅射法制备的强紫外光反射的Cu/Ti超晶格和宽禁带的一维ZnO量子线;描述了低维材料的发展前景.
关键词:
低维材料
,
介质超晶格
,
金属超晶格
,
ZnO量子线
姜斌
,
齐增亮
,
耿永涛
,
蒋书文
,
李言荣
功能材料
对sol-gel法制备的PbTiO3薄膜采用不同晶化工艺进行晶化,研究了晶化温度和基片对薄膜晶化的影响.研究表明,采用快速晶化工艺时,在550～750℃的较宽温度范围内,薄膜能够结晶形成稳定钙铁矿相结构,在LaAlO3基片上能获得结晶良好、具有(001)择优取向的PbTiO3薄膜.与常规晶化相比,快速晶化处理的薄膜结晶质量好,晶粒较小、分布均匀致密.
关键词:
铁电薄膜
,
快速晶化
,
PbTiO3
黄文
,
孙小峰
,
蒋书文
,
张鹰
,
李言荣
功能材料
用激光脉冲沉积技术(PLD),以N型(100)Si为基底在300℃下制备100nm非晶STO薄膜,分别用常规退火(CFA),快速退火(RTA)以及激光诱导晶化(LIC)处理将其转化多晶薄膜,用XRD测定薄膜相组分和结晶质量,用AFM观测薄膜表面微结构.比较不同工艺退火对薄膜结晶品质的影响并阐述了各自形核结晶的机理.
关键词:
SrTiO3薄膜
,
退火处理
,
界面形态
,
晶化
张利
,
尹光福
,
郑昌琼
,
蒋书文
功能材料
通过与钛合金/超高分子量聚乙烯摩擦副的对比,研究了DLC/UHMWPE摩擦副分别在干摩擦、生理盐水和Hank's溶液润滑下的摩擦磨损特性.用二次离子质谱和声波反射划痕仪分别测定了DLC梯度薄膜的组分分布和附着强度,并用扫描电子显微镜观察试样表面形貌,探讨其磨损机理.结果表明:用PSI-IBED法制备的DLC薄膜的组分由内向外呈梯度变化,膜的附着强度较高.DLC梯度薄膜是一种减摩耐磨材料,其摩擦系数随载荷的增大而减小.
关键词:
类金刚石薄膜
,
超高分子量聚乙烯
,
摩擦磨损特性
姚海军
,
李燕
,
罗佳慧
,
姜斌
,
邓宏
,
蒋书文
功能材料
用激光分子束外延技术在SrTiO3(001)衬底上外延生长SrTiO3/BaTiO3多层膜,通过反射式高能电子衍射(RHEED)原位实时监测并结合原子力显微镜(AFM),研究了不同基片温度下所生长薄膜的表面平整度,利用X射线衍射(XRD)对外延薄膜进行了结构分析,结果表明薄膜具有二维生长模式,在基片温度为380～470℃之间生长的薄膜具有原子级光滑,并且具有完全C轴取向.同时运用X射线光电子能谱(XPS)研究了薄膜界面的互扩散,结果表明降低制备薄膜时的基片温度有利于减少互扩散.
关键词:
激光分子束外延
,
SrTiO3/BaTiO3
,
多层膜
,
反射式高能电子衍射
,
原子力显微镜
张勤勇
,
蒋书文
,
李言荣
材料导报
采用射频溅射法在Si(111)基片上制备了(Ba,Sr)TiO3(BST)薄膜,并对制备的薄膜进行了快速退火热处理.采用X射线衍射和原子力显微镜分析了退火温度、退火时间和加热速度对BST薄膜晶化行为的影响.研究结果表明,BST薄膜的晶化行为强烈依赖于退火温度、退火时间和加热速度.BST薄膜的结晶度随退火温度的升高而提高.适当的热处理可降低BST薄膜的表面粗糙度,BST薄膜的表面粗糙度随退火温度的升高经历了一个先降低后增大的过程,但退火后BST薄膜的表面粗糙度都小于制备态薄膜的表面粗糙度.BST薄膜的晶粒尺寸随退火温度的升高经历了一个先增大后减小的过程.随退火时间的延长,BST薄膜的特征衍射峰越来越强,薄膜的晶化程度越来越高.随退火时问的延长,BST薄膜的晶粒尺寸和表面粗糙度也经历了一个先增大后减小的过程.BST薄膜的晶粒大小主要由退火温度决定.高的升温速率可获得较小的晶粒.
关键词:
(Ba
,
Sr)TiO3薄膜
,
晶化
,
快速退火热处理
,
XRD
,
AFM
张勤勇
,
李言荣
,
蒋书文
功能材料
从经典的成核长大理论出发,建立了STO铁电薄膜的晶化动力学模型,根据模型模拟了热处理温度以及升温速率对STO铁电薄膜微结构的影响.模拟计算结果表明,在热处理温度较低的情况下,薄膜的晶粒较大,晶粒尺寸分布也较宽.随着晶化温度的升高,晶粒生长受到抑制,晶粒较小.当升温速率较小时,晶粒生长充分、晶粒较大,但晶粒大小分布不均匀.当升温速率较大时,薄膜晶粒大小分布均匀,晶粒较小.模拟计算结果与实际情况一致.
关键词:
STO
,
铁电薄膜
,
晶化动力学
,
热处理
