最新刊期

    2003年第24卷第4期

      研究论文

    • 含稀土光学树脂的制备和性能研究

      王冬梅, 林权, 张俊虎, 杨柏
      2003, 24(4): 325-334.
      摘要:稀土高分子材料是通过稀土金属与高分子的复合而制备的一类兼具稀土光、电、磁等特性和高分子质轻、抗冲击和易加工等优良综合性能的功能材料。稀土高分子材料主要分为两大类型:一类是稀土化合物作为掺杂剂均匀分散到高分子的单体和聚合物中;第二类是稀土化合物以单体形式参与聚合或缩合以及稀土化合物配位在聚合物的侧链上获得的键合型稀土高分子材料。本文综述了国内外在稀土金属与高分子复合材料方面的研究进展及相关应用,介绍了本组在合成含稀土化合物和配合物光学树脂方面的研究情况,通过把稀土配合物复合到苯乙烯和甲基丙烯酸共聚体系中,获得了发光强度高、荧光寿命长、透光率高、机械性能好的光学树脂,并对今后工作方向进行了展望。  
      关键词:光学树脂;稀土;复合材料   
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      更新时间:2020-08-11
    • 蓝宝石R面上ZnO薄膜的NH3掺杂研究

      王金忠, 杜国同, 马艳, 赵佰军, 杨晓天, 张源涛, 刘大力, 李万程, 杨洪军, 杨树人, 吴爱国, 李壮
      2003, 24(4): 335-338.
      摘要:以NH3为掺杂源,利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)系统在蓝宝石R面上生长出掺氮ZnO薄膜。通过XRD,SEM测量优化了其生长参数,在610℃和在80sccm的NH3流量下生长出了〈1120〉单一取向的ZnO薄膜。经Hall电阻率测量,得知该薄膜呈现弱p型或高电阻率,并对其光电子能谱进行了研究。  
      关键词:蓝宝石;氧化锌薄膜;金属有机化学气相沉积;X射线光电子能谱   
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      更新时间:2020-08-11
    • 微波吸收法研究ZnO光电子衰减过程

      董国义, 傅广生, 韦志仁, 杨少鹏, 王立明, 窦军红, 李晓伟
      2003, 24(4): 339-342.
      摘要:微波吸收无接触测量技术可以用于半导体粉体材料、微晶材料等研究光生载流子衰减过程。本文采用微波吸收法在室温下分别测量了ZnO纳米材料和微晶材料的光电子衰减过程。发现在紫外激光短脉冲激发下,两种材料的导带光电子寿命有很大的差异,ZnO微晶粉体材料的光电子寿命为50ns,而ZnO纳米材料的光电子寿命仅为10ns。分析认为纳米ZnO的光电子寿命缩短是由于纳米ZnO晶体的表面积远远大于体材料的表面积,纳米材料的表面形成了大量的缺陷能级,加速了光电子的表面复合,缩短了光电子的寿命。纳米材料内部缺陷增多和量子限域效应同样会缩短光电子的寿命。  
      关键词:氧化锌;光电子;微波吸收;衰减过程   
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      更新时间:2020-08-11
    • 纳米ZnO薄膜的激子光致发光特性

      肖芝燕, 张伟力, 张喜田, 关承祥, 刘益春, 张吉英
      2003, 24(4): 343-347.
      摘要:报道了纳米ZnO薄膜激子光致发光(PL)与温度的关系。首先利用低压金属有机化学气相沉积(LPMOCVD)技术生长ZnS薄膜,然后将ZnS薄膜在氧气中于800℃下热氧化2h获得纳米ZnO薄膜。X射线衍射(XRD)结果表明,纳米ZnO薄膜具有六角纤锌矿多晶结构且具有择优(002)取向。室温下观察到一束强的紫外(326eV)光致发光(PL)和很弱的深能级(DL)发射。根据激子峰的半高宽(FWHM)与温度的关系,确定了激子纵向光学声子(LO)的耦合强度(ГLO)。  
      关键词:纳米ZnO薄膜;激子发光;光致发光;热氧化;低压金属有机化学气相沉积   
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      更新时间:2020-08-11
    • 纳米ZnO胶体可见发射机制的研究

      宋国利, 刘慧英, 孙凯霞, 杨幼桐, 陈保久
      2003, 24(4): 348-352.
      摘要:关于ZnO可见发射机制的讨论目前尚无定论。本文研究了不同颗粒尺寸的纳米晶ZnO胶体的发射性质,观测到两个发射带,其中之一是激子发射,另一个是可见发射;发现两个发射带的峰值能量之间存在线性关系,并由此提出了可见发射机制是来自导带的电子到深陷阱的跃迁。  
      关键词:纳米ZnO胶体;可见发射;激子发射;量子限域效应   
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      更新时间:2020-08-11
    • 矿化剂浓度和温度对水热法合成氧化锌晶体形态的影响

      韦志仁, 董国义, 王立明, 李志强, 张华伟
      2003, 24(4): 353-357.
      摘要:采用水热法,通过改变矿化剂浓度和温度合成了具有不同形态的氧化锌晶体。在较低的温度(350℃),填充度为35%,矿化剂KOH浓度小于2mol/L时,只合成了氧化锌微晶。当矿化剂KOH浓度大于3mol/L时,合成出多种形态氧化锌晶体,大的晶体达到几十到几百微米,小晶体仅几微米。当矿化剂KOH浓度从4mol/L增加到5mol/L时,晶体的大小没有明显改变。在高矿化剂条件下合成的晶体显露完整的晶面结构,主要显露柱面m{1010}、锥面p{1011}、负极面O面{0001},有时也显露Zn面{0001}。晶体表面出现斑坑,显示出晶体的表面缺陷。在430℃,填充度为35%,矿化剂KOH浓度大于15mol/L时,合成了多种形态氧化锌晶体,大晶体有几十到几百微米,小晶体仅几微米。当矿化剂KOH浓度为2mol/L,KBr浓度为1mol/L时,最大晶体的长度达到1mm。矿化剂KOH浓度为4mol/L时,晶体没有增大。粒度较大的氧化锌晶体形状多为六棱锥体,显露柱面m{1010}、锥面p{1011}、负极面O面{0001}。晶体表面光滑,完整性好,质量高于350℃时合成的晶体。  
      关键词:氧化锌;水热法;矿化剂;晶体形态   
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      更新时间:2020-08-11
    • 弱耦合多原子晶体中磁极化子的有效质量

      胡文弢, 李景杰, 冯有良, 肖景林
      2003, 24(4): 358-362.
      摘要:采用Lagrange乘子法,利用Huybrechts线性组合算符和幺正变换,研究弱耦合多原子半无限极性晶体中磁极化子的振动频率和有效质量。结果表明:在电子无限接近晶体表面时,磁极化子的振动频率和有效质量均与表面磁极化子的相同;在电子处于晶体深处时,磁极化子的振动频率未变,但其有效质量除了与声子和电子间耦合常数有关外,还与其所处深度有关。  
      关键词:多原子半无限极性晶体;磁极化子;振动频率;有效质量   
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      更新时间:2020-08-11
    • 磁场中多原子晶体中极化子的激发能量

      王成舜, 刘亚民, 肖景林
      2003, 24(4): 363-366.
      摘要:研究磁场中多原子晶体中极化子的激发态的性质。采用线性组合算符和幺正变换方法,分别导出强、弱耦合情形下磁极化子的激发能量和平均声子数。结果表明,磁极化子的激发能量和平均声子数不仅包括不同支LO声子与电子耦合的贡献,而且还存在不同支LO声子间相互作用所贡献的附加项。  
      关键词:多原子晶体;线性组合算符;磁极化子;激发能量;平均声子数   
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      更新时间:2020-08-11
    • 极化子有效质量的性质

      张志伟, 赵翠兰
      2003, 24(4): 367-370.
      摘要:采用线形组合算符和幺正变换相结合的方法,求出了晶体中极化子与温度和耦合强度的依赖关系。根据依赖关系,讨论了4种不同情况,从中看出:当温度保持不变时,有效质量将随耦合强度的增加而增加,这是由于随耦合强度的增大,电子声子之间的相互作用增强,则极化子的有效质量增大。当耦合强度不变时,有效质量随温度的变化而变化,且耦合强度越大,受温度的影响越强。当接近弱耦合极限时,与温度无关。这是由于弱耦合极限下,电子近似为自由电子,与晶格振动无关,故温度的变化对慢速运动的极化子的有效质量无影响。  
      关键词:极化子;有效质量   
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      更新时间:2020-08-11
    • LP-MOCVD生长(ZnCdTe,ZnSeTe)/ZnTe复合量子阱的激子发光研究

      王晓华, 单崇新, 张振中, 张吉英, 范希武, 吕有明, 刘益春, 申德振
      2003, 24(4): 371-374.
      摘要:用低压金属有机化学气相沉积(LPMOCVD)的方法在GaAs(100)衬底上生长了(ZnCdTe,ZnSeTe)/ZnTe复合量子阱结构。测量了生长样品的光致发光(PL)谱,得到两个发光峰(记为I1,I2),分析认为高能侧的峰为Zn0.9Cd0.1Te浅阱峰,而低能侧的峰为ZnSe0.2Te0.8深阱层的发射。对样品进行了变激发强度的PL谱测量,当激发强度增加时,PL谱中两个发光峰的比值(I2/I1)开始时迅速增加,然后缓慢减小。这是由于浅阱中的电子和空穴隧穿入深阱中导致空间电荷的分离,从而在复合量子阱结构中产生了一个内建电场所引起的。  
      关键词:复合量子阱;隧穿几率;光致发光   
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      更新时间:2020-08-11
    • 固溶体半导体ZnS1-xTex(0≤x≤1)多晶薄膜的制备及特性研究

      李莹, 孙汪典, 唐振方
      2003, 24(4): 375-379.
      摘要:ZnS1-xTex是制作短波长光波段光电子器件和紫外探测器的理想材料。本文介绍了ZnS1-xTex多晶薄膜的真空蒸镀制备情况,并用原子力显微镜、X射线衍射仪、能量色散谱仪、紫外可见分光光度计、荧光光谱分析仪等对制备的多晶薄膜的性质进行了测试和分析,发现该多晶薄膜保持了单晶薄膜的紫外吸收、光致发光等良好特性。  
      关键词:固溶体半导体;ZnS1-xTex多晶薄膜;真空蒸镀;紫外吸收;光致发光   
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      更新时间:2020-08-11
    • InGaN量子点的诱导生长和发光特性研究

      李昱峰, 韩培德, 陈振, 黎大兵, 王占国, 刘祥林, 陆大成, 王晓晖, 汪度
      2003, 24(4): 380-384.
      摘要:降低InGaN的维数是提高GaN基发光器件发光效率的一种非常有效的方法,本文的工作主要集中在高密度InGaN量子点的生长和分析上。在MOCVD设备上,经过钝化和低温两个特殊工艺条件,在高温GaN表面生长了一层低温岛状GaN,形成表面形貌的起伏,进而导致表面应力的不均匀分布。在这一层低温岛状GaN的诱导性作用下生长并形成InGaN量子点。通过原子力显微镜、透射电子显微镜和光致发光谱对其微观形貌和光学性质进行了观察和研究。从原子力显微镜以及透射电子显微镜观察得到的结果表明:InGaN量子点为平均直径约30nm、高度约25nm、分布较均匀的圆锥,其密度约1011cm-2。室温下,InGaN量子点材料的PL谱强度大大超出相同条件生长的InGaN薄膜材料。这些现象表明,用InGaN量子点代替普通InGaN薄膜,有望获得发光效率更高的GaN基发光器件。  
      关键词:InGaN;量子点;诱导生长;微观形貌;发光   
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      更新时间:2020-08-11
    • 白光发光二极管的制备技术及主要特性

      蒋大鹏, 赵成久, 侯凤勤, 刘学彦, 范翊, 张立功, 褚明辉, 申德振, 范希武
      2003, 24(4): 385-389.
      摘要:利用发射波长为470nm的蓝光发光二极管作为基础光源,通过荧光粉转换方法制备白光发光二极管,荧光粉主要采用稀土激活的铝酸盐Y3Al5O12:Ce3+(YAG)。在工作电流为15mA条件下,所研制的白光LED的法向光强为2890mcd;色坐标为x=0.29,y=0.33;显色指数为77;流明效率为149lm/W。研究制备了不同色温的白光LED,色温范围从2700~8000K,研究了色温与色坐标之间的对应关系。并且与国外同类产品进行比较,部分指标已经超过了国外同类产品水平。  
      关键词:白光LED;蓝光LED;荧光粉   
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      更新时间:2020-08-11
    • ZnCdSe量子点的激子行为研究

      单崇新, 范希武, 张吉英, 张振中, 王晓华, 吕有明, 刘益春, 申德振, 孔祥贵, 吕少哲
      2003, 24(4): 390-394.
      摘要:用金属有机化学气相沉积(MOCVD)的方法在晶格失配较小的情况下制备了ZnCdSe量子点,并用原子力显微镜(AFM)和极低温度下的发光光谱确认了量子点的形成。原子力显微镜观测的形貌变化发现,随着生长后时间的增加,量子点的尺寸逐渐增大,而密度减小,这是由于熟化过程作用的结果。随着量子点生长完毕与加盖层之间间隔时间的增加,量子点的发光峰位明显红移,且由变温光谱得到的激子束缚能逐渐变小。这可以解释为随着间隔时间的增加,量子点的熟化过程导致量子点的尺寸增大,量子限域效应减弱所致。  
      关键词:ZnCdSe;量子点;金属有机化学气相沉积;熟化   
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      更新时间:2020-08-11
    • 李梅, 曲轶, 王晓华, 徐莉, 李辉, 刘维峰, 刘国军
      2003, 24(4): 395-398.
      摘要:研究了具有45°内反射镜的0.98μm辐射波长的应变InGaAs/AlGaAs/GaAs单量子阱面发射半导体激光器结构,并采用MBE方法进行了材料制备。同时利用X射线双晶衍射,低温(10K)光致发光(PL)和电化学C-V方法检测和分析了外延薄膜的光电和结构特性。在光致发光谱线中我们得到了发射波长0.919μm的谱峰,谱峰范围跨跃0.911~0.932μm,双晶回摆曲线、电化学C-V分布曲线显示所设计的结构基本得到实现。  
      关键词:半导体激光器;面发射;分子束外延;双晶回摆曲线   
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      更新时间:2020-08-11
    • BaFBr:Eu2+的发光及电特性研究

      周映雪, 汪东升, 张新夷
      2003, 24(4): 399-402.
      摘要:采用高温固相反应方法制备的BaFBr:Eu2+粉末样品,未经X射线、真空紫外或紫外光辐照,用波长大于400nm的光激发样品,可观测到Eu2+的390nm发光。样品的电子自旋共振(ESR)谱证实在BaFBr:Eu2+粉末样品的制备过程中,会产生大量的晶格缺陷,分别为电子和空穴陷阱,它们在光激励发光过程中充当不可缺少的角色。本工作将BaFBr:Eu2+粉末制成压片,在其一侧制作两个电极,以研究电阻电压关系、剩余电压随时间的变化以及与电极材料的关系等电学特性。电特性研究结果也表明,样品中有电子和空穴陷阱两类缺陷,BaFBr:Eu2+的发光,源自激发能通过这两类缺陷向Eu2+的能量传递。  
      关键词:BaFBr:Eu2+;光激励发光;F心;电特性   
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      更新时间:2020-08-11
    • ZnS:Zn,Pb宽带蓝色发光和发光机制

      邹开顺, 李岚, 谭海曙, 张晓松, 余华
      2003, 24(4): 403-406.
      摘要:用固相反应法制备了一系列ZnS:Zn,Pb荧光粉。改变不同的灼烧温度和激活剂的掺杂量,通过对灼烧后荧光粉进行光谱分析,我们发现Pb2+在ZnS基质中的发光与制备条件有关:灼烧温度为800~950℃时,能得到Pb2+在ZnS基质中的蓝色发光。测量了其光致发射光谱、激发光谱,以及灼烧后荧光粉的成分。研究了阴极射线下ZnS:Zn,Pb荧光粉的相对发光亮度与荧光粉电压的关系,ZnS:Zn,Pb的相对亮度比ZnS:Ag,Cl的高,比ZnS:Zn更高。研究了发光衰减时间与温度的关系,得到了ZnS:Zn,Pb的蓝色发光可能来源于Pb2+的D波段发射的结论。并对其发光机制进行了一些探讨。这种新型蓝粉可应用于VFD和FED等低压显示屏。  
      关键词:ZnS:Zn;Pb荧光粉;阴极射线发光;寿命   
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      更新时间:2020-08-11
    • 纳米介孔ZrO2及其表面修饰的发光性质

      杨秀健, 施朝淑, 陈永虎, 陈航榕
      2003, 24(4): 407-411.
      摘要:水热合成法制备的高度有序多孔ZrO2具有规则六角排列、均匀纳米孔洞(约18nm),并且其蓝、(近)紫外光发射强度比纳米微晶材料高2个数量级。本文研究了纳米介孔ZrO2这种不同于常规体材料与纳米晶材料的特殊发光性质。通过化学方法对纳米介孔ZrO2进行表面修饰后,能进一步提高其光发射强度约3倍。通过这些发光性质的研究,以期增进对ZrO2发光机理的认识。  
      关键词:ZrO2;光致发光;表面修饰   
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      更新时间:2020-08-11
    • ZnqCl2薄膜与器件的制备及其光电特性

      刘彭义, 许宁生, 赵福利, 邓少芝, 陈军, 叶建青, 龚孟濂
      2003, 24(4): 412-416.
      摘要:用热蒸发技术成功地制备了新合成的二氯取代的八羟基喹啉锌(ZnqCl2)薄膜,并制作成有机发光器件。紫外吸收谱分析表明,器件在225,290,350,392.5nm处有4个吸收峰。光致发光和电致发光研究表明,ZnqCl2薄膜有良好的发光特性,器件的发光亮度大。并分析了ZnqCl2薄膜的能级结构。  
      关键词:薄膜制备;ZnqCl2薄膜;光电特性;有机发光器件;电致发光   
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      更新时间:2020-08-11
    • 并五苯场效应发光管机理分析与场效应管制作

      郭树旭, 刘建军, 王伟, 张素梅, 石家纬, 刘明大
      2003, 24(4): 417-420.
      摘要:采用并五苯材料,通过物理气相沉积,生长出无依托的晶体薄膜,厚度在微米量级,长度是毫米量级,长度和厚度的比大约为1000。为了使晶片有个依托,以聚酰亚胺作为粘合剂,把并五苯晶体薄膜平铺粘在玻璃衬底上。在显微镜下观测,有机薄膜平整、无裂痕,符合制备器件的要求。然后,制备出有机场效应管。并对有机场效应管IV特性和发光机理进行了分析探讨。  
      关键词:并五苯;有机单晶薄膜;场效应发光管   
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      更新时间:2020-08-11
    • Si(100)和蓝宝石(0001)衬底上3C-SiC的Raman研究

      孙国胜, 罗木昌, 王雷, 赵万顺, 孙艳玲, 曾一平, 李晋闽, 林兰英
      2003, 24(4): 421-425.
      摘要:单晶Si和蓝宝石(0001)是两种重要的3C-SiC异质外延衬底材料,然而,由于Si及蓝宝石和3C-SiC之间大的晶格失配度和热膨胀系数失配度,在3C-SiC中会产生很大的内应力,直接影响3C-SiC的电学特性。Raman散射测试是一个功能很强的测试方法,其强度、宽度、Raman位移等有关Raman参数可以给出有关SiC晶体质量的信息,其中包括内应力。利用背散射几何构置的Raman方法研究了Si(100)和蓝宝石(0001)衬底上LPCVD方法生长的SiC外延薄膜,在生长的所有样品中均观察到了典型的3C-SiC的TO和LO声子峰,在3C-SiC/Si材料中,这两个声子峰分别位于970.3cm-1和796.0cm-1,在3C-SiC/蓝宝石材料中,分别位于965.1cm-1和801.2cm-1,这一结果表明这两种外延材料均为3C-SiC晶型。利用一个3C-SiC自由膜作为无应力标准样品,并根据3C-SiC/Si和3C-SiC/蓝宝石的TO和LO声子峰Raman位移相对于自由膜的移动量,得到3C-SiC中的内应力约分别为1GPa和4GPa。实验发现在这两种材料的TO声子峰的Raman位移移动方向相反,通过比较3C-SiC、Si和蓝宝石的热膨胀系数,预期Si衬底上的3C-SiC外延膜受到的应力为张应力,而蓝宝石衬底上3C-SiC受到的应力则为压应力。  
      关键词:3C-SiC;Raman光谱;Si(100);蓝宝石(0001)   
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      更新时间:2020-08-11
    • 非晶硅薄膜的激光晶化及深度剖析喇曼光谱研究

      徐晓轩, 林海波, 武中臣, 李洪波, 俞钢, 朱箭, 张存洲, 张光寅
      2003, 24(4): 426-430.
      摘要:利用共焦显微喇曼光谱仪,对采用PECVD方法制备的非晶硅薄膜进行了退火晶化。晶化后薄膜的喇曼光谱表明,薄膜由非晶硅结构转变为微晶硅结构,同时根据微晶硅结构的喇曼光谱的晶化峰位的移动,可以计算出晶化后微晶硅晶粒尺寸为5nm左右。在对晶化后的薄膜进行深度剖析喇曼光谱研究中,对光谱进行分峰拟合,根据晶化峰的积分强度和非晶峰的积分强度的深度剖析曲线,可以看出晶化程度最高的部分位于薄膜中央,也就是在薄膜上层和接近衬底底部材料结构仍是非晶硅结构,而位于薄膜中间的材料结构转变为微晶硅结构。  
      关键词:纳米微晶硅;共焦喇曼光谱仪;深度剖析;激光晶化   
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      更新时间:2020-08-11
    • 直流磁控溅射氮化铁薄膜生长的动力学标度

      王欣, 高丽娟, 于陕升, 郑伟涛, 徐娓, 郭巍, 杨开宇
      2003, 24(4): 431-434.
      摘要:利用直流磁控溅射方法,以Ar/N2作为放电气体,通过改变放电气体中N2的流量(N2流量比分别为5%,10%,30%,50%)及溅射时间(160,30,20,10,5min),在玻璃衬底上沉积了FexN薄膜。用X射线光电子能谱(XPS)方法确定了不同N2流量下薄膜的成分;X射线衍射(XRD)方法分析了不同N2流量下的FexN薄膜结构,当N2流量比为5%时获得了FeN0.056相,10%时为ε-Fe3N相,30%和50%流量比下均得到FeN相。利用原子力显微镜(AFM)和掠入射X射线散射(GIXA)方法研究了膜表面的粗糙度和形貌,发现随着N2流量的增加,薄膜表面光滑度增加,薄膜表面呈现自仿射性质。动力学标度方法定量分析表明:薄膜表面因不同N2流量的影响而具有不同的动力学指数,当氮气流量比为5%时,静态标度指数α≈0.65,生长指数β≈0.53±0.02,薄膜生长符合基于Kolmogorov提出的能量波动概念的KPZ模型指数规律。  
      关键词:氮化铁薄膜;动力学标度;直流磁控溅射   
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      更新时间:2020-08-11
    • 基片温度对坡莫合金薄膜结构和磁电阻的影响

      王凤平, 刘还平, 吴平, 潘礼庆, 邱宏, 田跃, 罗胜
      2003, 24(4): 435-437.
      摘要:用磁控溅射方法制备了系列坡莫合金Ni80Fe20薄膜。利用X射线衍射、扫描电子显微镜和原子力显微镜分析了薄膜的结构、晶粒取向、薄膜厚度、截面结构和表面形态。用4点探测技术测量了薄膜的电阻和磁电阻。结果表明:随衬底温度的升高,晶粒明显长大,膜内的缺陷和应力显著减小,而且增强了薄膜晶粒的[111]择优取向。结果表明,薄膜电阻率显著减小,而磁电阻显著增大。  
      关键词:坡莫合金薄膜;磁控溅射;结构;磁电阻   
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      更新时间:2020-08-11
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