多层膜离子束混合研究亚稳合金形成和理论模型的进展(英文)

迄今为止，已经研究了大约90个二元金属系统的多层膜离子束混合，获得了许多非晶态合金（金属玻璃）。离子束混合不仅能在负生成热的，通常认为是易玻璃化的系统中合成金属玻璃，而且在正生成热的非玻璃系统，甚至在正生成热很大的互不固溶系统中也合成了金属玻璃。对此，用Miedema的生成热模型构造了二元金属系统的自由能图。在考虑了多层膜中的界面自由能后，提出了一个统一的热力学模型。对正生成热的系统，界面自由能使多层膜提高到比非晶相高的能态，从而有可能形成玻璃。而界面能对于负生成热提供的非晶化驱动力的影响可以忽略。另外，离子束混合也获得了五种结构类型的亚稳晶相（MX）。并从实验观察到的MX相和母相之间晶体学关系推导出MX相形成的原运动机制。自由能图包括了计算的MX相的自由能曲线后就更为完整了，可以用来预言离子束混合中有关合金相的形成。作者提出了用稳态退火实验来校验计算的自由能图在一些重要成份点的相对能态的合理性。实验表明，合金相的演化次序与计算推演的结果符合得很好，从而证实了Miedema理论的适用性。界面的概念也适用于同样开始于多层膜的固态反应技术。在一些正生成热的系统中，通过适当设计使多层膜中包含足够份额的界面，稳态退火确实获得了新的金属玻璃?

氧化锌薄膜体声波谐振器制作重复性和均匀性

通过磁控溅射靶材的成分调控和一系列优化过的微电子机械系统(MEMS)工艺,成功研制了基于氧化锌(ZnO)压电薄膜的固体装配型薄膜体声波谐振器(FBAR)。通过使用性能优异的靶材,所得到的器件谐振性能良好。在同一种工艺条件下得到多个硅片的中心处FBAR的谐振频率为2.365~2.379 GHz,具有较好的重复性。并且,同一硅片不同位置的器件性能还具有优异的均匀性,S11的平均相对误差很小。尤其谐振频率可以控制在2.359~2.410 GHz,相比之前的1.8~2.4 GHz,其均匀性有了明显的提升。同一硅片上9个FBAR谐振频率的平均相对误差能够低至0.256%。

不同氮气气压脉冲激光沉积氮化钛薄膜的结构和电学性能

采用脉冲激光沉积的方法,以高纯TiN为靶材,650℃为生长温度,蓝宝石为衬底,在氮气气压分别为1,2和3Pa的条件下制备了氮化钛薄膜。研究不同氮气气压对氮化钛薄膜生长质量及电学性能的影响。研究发现,在不同氮气气压条件下,均获得了高质量的氮化钛薄膜,其表面致密、(111)晶面择优取向生长且具有金属性;随着氮气压的增加,氮化钛薄膜的(111)晶面对应的衍射峰向高角度方向移动,氮化钛薄膜的N/Ti减小,方块电阻减小,反射谱的最低点向短波长方向漂移。研究结果表明氮化钛薄膜的化学组成和金属性可以通过氮气气压来调节。

表面活性剂对NiCo_2S_4纳米薄膜的电化学性能影响的研究

通过水热法在泡沫镍上成功制备了纳米结构的NiCo_2S_4薄膜,主要包括前驱体制备及硫化过程。研究表明,制备过程中添加不同种类的表面活性剂会对NiCo_2S_4薄膜的形貌、结构和电化学性能产生影响。添加表面活性剂后,NiCo_2S_4会自组装逐渐形成三维纳米片网状结构。在所有的NiCo_2S_4薄膜中,添加SDS表面活性剂的薄膜表现出最高的比电容(在0.5 A/g电流密度下达到2893 F/g)、出色的倍率特性(在10 A/g电流密度下达到1890.6 F/g)和良好的循环稳定性(1000次循环后保持率为96.1%)。研究结果表明纳米网状的NiCo_2S_4是一种极具潜力的超级电容器电极材料。

改良的热板法制备氧化钼纳米片

三氧化钼(MoO_(3))具有层状结构,在电子和光电子器件领域有着良好的应用前景.本文报道了一种改良的热板法来生长大尺寸的MoO_(3)晶体.这种方法能够在常压气氛下实现快速生长MoO_(3),具有低成本和操作简单等优点.通过改变源温度和衬底种类,可以很好地控制MoO_(3)晶体的生长速率和形貌.同时,通过光学显微镜、原子力显微镜、X射线衍射、拉曼光谱和扫描近场光学显微镜等手段,探究了其结构和物理性质.结果表明,MoO_(3)晶体在具有大尺寸的同时还表现出良好的结晶度.此外,还观察到所制备的MoO_(3)晶面上的双曲声子极化子现象,这一现象有望推动其在纳米电子和纳米光子器件中的应用.

不同活性炭对双电层电容器电荷存储的影响

活性炭作为双电层电容器(EDLC)的主材,直接影响到其电荷存储性能。选用了四种商业化的活性炭材料,通过比较其比表面积(BET)、孔径分布、表面形貌(SEM)和粒径分布,研究其制备的双电层电容器在两种电解液(TEABF_(4)/AN,TEABF_(4)/PC)中的电容特性及自放电性能,同时探讨了不同环境温度对上述器件的影响。结果表明,用四种活性炭制备的双电层电容器均具有良好的电容特性;采用大比表面积(1616 m^(2)·g^(-1))、小孔径(3.0208 nm)、小中值粒径(5.747μm)且颗粒均匀的HCE202活性炭制备的双电层电容器电荷存储性能最佳,在常温条件下开路搁置24 h后的电压保持率分别为84.4%(TEABF_(4)/AN)及81.9%(TEABF_(4)/PC),且在两种电解液中的自放电变化速率|k|值均为最小,说明其电荷存储性能受温度影响最小,表现最为稳定。

Synthesize of Metallic Glasses in Immiscible Mo-Cu System by Ion Mixing of Multilayers

In the properly designed Mo-Cu multilayered films by free energy concern,several new metallic glasses,were obtained by ion mixing in an immiscible Mo-Cu system.To elucidate the unexpected glass formation,a Gibbs free energy diagram was constructed on the basis of Miedema’s model,with a special consideration to include the interfacial free energy into the initial state of the multilayered films.It turned out that the interfacial free energy raised the multilayered films to an energetic state higher than that of the amorphous phase in a specific range depending on the fraction of interfacial atoms and that the ion-induced glass transition observed in this system was generated by the interfaces.

电偶腐蚀对先进封装铜蚀刻工艺的影响

在先进封装的铜种子层湿法蚀刻工艺中,电镀铜镀层的蚀刻存在各向异性的现象。研究结果表明,在磷酸、双氧水的蚀刻液体系中,因电偶腐蚀造成的凸点电镀铜蚀刻量约为铜种子层蚀刻量的4.9倍。通过分析凸点上锡、镍镀层的能谱数据及蚀刻效果,发现该凸点结构中的锡、镍镀层表面存在钝化层,导致锡、镍镀层的蚀刻量远低于铜镀层。在加入不同添加剂的蚀刻液中,通过络合铜或破坏锡、镍镀层表面钝化层的方法,均能达到抑制凸点上铜镀层发生电偶腐蚀的效果。其中,复合型添加剂可以使凸点上铜镀层的横向蚀刻量降低约82%,并且添加剂无残留风险。

薄膜合金化理论研究的进展

回顾了合金化理论的发展过程，概述了生成热模型，着重介绍了在此基础上发展起来的热力学计算方法，并提出了对此计算方法的改进。