王琛英
,
杨树明
,
李常胜
,
景蔚萱
,
林启敬
,
蒋庄德
,
张易军
稀有金属材料与工程
研究利用原子层沉积获得的小于10 nm Al2O3薄膜表面形貌特点.采用该技术获得4和8 nm的Al2O3薄膜,利用原子力扫描电镜(AFM)和扫描电镜(SEM)对薄膜表面形貌进行测量,通过最小二乘法和多重分形研究薄膜表面形貌,分析得出利用原子层沉积技术加工超薄Al2O3薄膜,其形貌与成膜原理有关,与厚度无关.
关键词:
原子层淀积
,
Al2O3
,
多重分形
景蔚萱
,
齐含
,
成妍妍
,
蒋庄德
,
陈路加
,
周帆
,
王兵
稀有金属材料与工程
以硅基底和光纤纤芯阵列为定位夹具,手工排列熔凝法得到的Au微球,获得3×3 Au微球阵列;在Au微球表面先用水浴法合成ZnO纳米线、后固定葡萄糖氧化酶,得到球形跨尺度阵列葡萄糖酶电极.对球形跨尺度结构的表面形貌、葡萄糖氧化酶的固定效果、酶电极的电化学性能进行了定量表征.球形跨尺度结构阵列葡萄糖传感器的线性范围为0～2.5mmoFL、灵敏度为17.24 μA·(mmol/L)-1·cm-2、最低检出限为3.44 μmol/L、Michaelis-Menten常数为1.85 mmol/L.
关键词:
Au微球
,
ZnO纳米线
,
跨尺度结构
,
水浴法
,
葡萄糖传感器
朱强
,
蒋庄德
,
赵则祥
,
王海容
,
杨树明
稀有金属材料与工程
对在纳米压入仪上进行悬臂梁法测量弹性模量的主要影响因素进行了综合分析,主要包括加载系统悬置弹簧刚度、压头压入、梁沿截面宽度方向挠曲、梁支座附加挠曲等影响.在考虑这些因素的基础上,得到了悬臂梁的有效挠度,利用有效挠度与载荷之间的关系,评价悬臂梁材料的弹性模量.对单晶硅(100)悬臂梁试样进行了实验,得到其弹性模量为155 GPa±9.5%GPa,与参考文献值符合较好.表明在纳米压入仪上进行悬臂梁法测量,只有综合这些影响因素后,才能获得有效、准确的弹性模量测量结果.
关键词:
悬臂梁法
,
微构件
,
弹性模量
,
MEMS
,
纳米压入仪
赵则祥
,
朱强
,
杨树明
,
蒋庄德
稀有金属材料与工程
阐述了指数曲线拟合方法和多项式拟合方法.分别用上述方法对52条卸载过程载荷-位移曲线进行了拟合,其中多项式的最高次数分别选为2～6种.在NANOINDENTERⅡ上对13个试样进行了压入实验,试样包括4个块体材料试样和9个膜/基材料试样,最大压入深度分为2组,即:一组为200 nm和500 nm,另一组为1 μm和2 μm.在每种压入深度下,对每个试样进行两次压入.通过上述实验,13个试样可得到52条卸载过程载荷-位移曲线的数据文件.用所述拟合方法对所有卸载曲线进行了拟合并得到相应的拟合曲线参数.用所得到的参数对试样的硬度和弹性模量进行了评定,对各种曲线拟合方法得到的载荷-位移拟合曲线与实测的载荷-位移曲线之间的关系进行了分析.分析结果表明:在上述曲线拟合方法中,5次多项式曲线拟合是最佳的拟合方法,而指数曲线拟合是最差的拟合方法,曲线拟合方法对纳米压入法材料力学性能的测量结果产生较大的影响.
关键词:
纳米压入
,
曲线拟合
,
力学性能
,
MEMS
周志涛
,
王海容
,
蒋庄德
,
刘冲
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2008.01.018
对于热压印光刻而言,制备具有精确几何结构、良好耐磨损性能以及长使用寿命模板至关重要.在分析现有Si或SiO2模板使用性能基础上,提出了在TiN涂层/玻璃基体上制备热压印模板.首先采用直流磁过滤电弧在玻璃上沉积TiN薄膜,然后,通过聚焦离子束在薄膜上加工出最小线宽71nm的栅型结构,最后,使用所加工的模板,进行热压印实验,获得了良好的压印结果.实验结果表明,TiN作为模板材料可以获得高保真度的纳米图案,并且由于TiN比Si或SiO2具有更高硬度和强度,玻璃基体也具有很好的机械性能,由TiN/玻璃系统制备的压印模板的机械性能和使用寿命较之Si或SiO2基模板得到很大提高.
关键词:
纳米压印光刻
,
热压印
,
压印模板
,
聚焦离子束
,
硬质涂层
赵则祥
,
蒋庄德
,
王海容
稀有金属材料与工程
在介绍纳米压入法微机械力学性能测量原理的基础上,提出了纳米压入法微机械材料力学性能测量不确定度的I,II类影响因素的观点,并将I类影响因素分为直接和间接影响因素,将II类影响因素分为主要影响因素和次要影响因素.在阐述由这些因素产生的测量不确定度的评价方法基础上,对单晶硅(111)体材的硬度和弹性模量进行了测量与评定,其硬度和弹性模量的评定结果分别为13.57GPa±0.85GPa和156.33GPa±7.85GPa.
关键词:
纳米压入
,
MEMS
,
力学性能
,
不确定度
周向阳
,
蒋庄德
,
王海容
稀有金属材料与工程
对等离子法制备的400 nm厚Cu膜-Si(100)基底系统(退火温度为300 ℃)进行了纳米压入实验,目的是寻找一种可靠的软金属薄膜本征模量的评定方法.研究结果表明:基于等模量假设的计算方法可以有效避免材料堆积行为和最小化基底效应对薄膜弹性模量评定的显著影响.结合使用连续刚度测试(CSM)技术,Oliver-Pharr分析法中材料蠕变及热漂移行为的误差影响因素也被消除.利用这种方法得到的Cu膜弹性模量为(92.2±1.8)GPa,和文献值符合较好.与通用的利用数学模型从复合模量中分离出薄膜模量的方法相比,这种方法更为准确和简便.
关键词:
纳米压入
,
软金属薄膜
,
力学性能
,
弹性模量
,
铜
