光照对BiFe_(0.95)Mn_(0.05)O_3薄膜铁电和输运性质的影响

采用溶胶-凝胶法在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(001)基片上制备了BiFe0.95Mn0.05O3(BFMO)薄膜,并构架了Pt/SrRuO3/BFMO/Pt型电容器。X射线衍射(XRD)分析发现在650℃快速退火可以得到良好结晶质量的多晶薄膜。紫光入射到薄膜表面,电滞回线发生变化,这是由于光照在薄膜内部产生的光生载流子影响了退极化场的分布。研究表明,在紫光照射下,薄膜的漏电流密度变大,电导由5.1×10-7S增大到6.63×10-7S。通过对暗电流密度的拟合发现,BFMO薄膜为欧姆导电机制。

紫光对外延掺锰铁酸铋薄膜物性的影响

采用溶胶-凝胶的方法在(001)取向的SrRuO3/SrTiO3(SRO/STO)异质结上制备了外延BiFe0.95Mn0.05O3(BFMO)薄膜,并以氧化铟锡(ITO)作为上电极构架了ITO/BFMO/SRO型电容器。研究表明,BFMO薄膜为良好的外延生长,当波长为404 nm的紫光入射到电容器表面,产生光电导,漏电流密度变大;测试电压为5 V时,无光和光照时的漏电流密度分别为2.92 mA/cm2和10.10 mA/cm2。通过对电流密度的拟合发现:欧姆传导为外延ITO/BFMO/SRO电容器的主要漏电机制,并且光照没有改变电容器的导电机制。在紫光照射下,外延ITO/BFMO/SRO电容器的电滞回线发生变化,这是由于光照在薄膜内部产生光生载流子的缘故。由于光辐射的作用,外延ITO/BFMO/SRO电容器的电容增大。

外延掺锰铁酸铋薄膜电容器的光电导和光伏效应

采用射频磁控溅射的方法在SrRuO 3/SrTiO 3(SRO/STO)衬底上制备了外延Mn掺杂的BiFeO 3(BFMO)薄膜,并以Pt/SRO为复合上电极构建了对称的SRO/BFMO/SRO薄膜电容器。X射线衍射揭示了BFMO薄膜具有良好的外延结构。极化-电场滞后回线、净极化强度的测试结果说明外延SRO/BFMO/SRO电容器具有较大的剩余极化强度。波长为404 nm、强度为5 mW/cm 2的紫光入射到SRO/BFMO/SRO电容器表面,电流密度相应增长。当测试电压为+8 V,无光和光照时的电流密度分别为0.14 A/cm 2和0.34 A/cm 2;当测试电压为-8 V,无光和光照时的电流密度分别为0.13 A/cm 2和0.33 A/cm 2。通过对电流密度的拟合发现:无光和光照时均为欧姆传导机制,光照并没有改变SRO/BFMO/SRO电容器的传导机制。SRO/BFMO/SRO电容器的光伏效应主要由薄膜内部极化决定。与纯BFO薄膜电容器相比,Mn掺杂增大了光伏输出的短路电流密度。

外延铁酸铋薄膜铁电性和反转特性的研究

采用磁控溅射的方法在以SrRuO3(SRO)为底电极的(001)取向的SrTiO3基片上制备了外延BiFeO3(BFO)薄膜,并以氧化铟锡(ITO)和金属Pt为上电极构架了ITO/BFO/SRO和Pt/BFO/SRO两种薄膜电容器,研究上电极对外延BFO薄膜铁电性和反转特性的影响。结果表明,两种薄膜电容器均体现了良好的饱和电滞回线,当测试电场为333kV/cm时,ITO/BFO/SRO和Pt/BFO/SRO两种电容器的剩余极化强度分别为47.6μC/cm2和56μC/cm2,矫顽场分别为223kV/cm和200kV/cm。此外,两种薄膜电容器都具有良好的保持和抗疲劳特性。通过反转和非反转电流对时间的积分,可以计算出真实的极化强度。当反转电压幅值为17V时,ITO/BFO/SRO和Pt/BFO/SRO两种电容器电流的反转时间分别为0.48μs和0.32μs,真实极化强度的计算值约为41μC/cm2和47μC/cm2,此计算值和铁电净极化强度的测量值符合的很好。

界面退火对外延BiFeO_3薄膜光伏特性的影响

采用射频磁控溅射的方法在(001)取向的SrRuO_3(SRO)/SrTiO_3(STO)衬底上制备了外延BiFeO_3(BFO)薄膜,在室温条件下溅射一层金属Pt作为上电极,构建了Pt/BFO/SRO电容器。X射线衍射显示BFO薄膜呈现良好的外延生长,极化-电场滞后回线和净极化强度测试结果说明Pt/BFO/SRO电容器具有良好的铁电性。为了检测界面对Pt/BFO/SRO电容器光伏特性的影响,将整个Pt/BFO/SRO电容器分别在180℃和500℃的条件下快速热处理2min,以改变Pt/BFO界面态。在室温、180℃和500℃的条件下,Pt/BFO/SRO电容器光伏效应的开路电压分别为0.22V、0.12V和0.05V,短路电流密度分别为9.2μA/cm^2,4.9μA/cm^2和0.12μA/cm^2。开路电压和短路电流密度都随着退火温度的升高而降低,这是高温退火恶化了界面态的结果。在室温条件下,Pt/BFO/SRO电容器光伏效应的光电转换效率为0.009 4%,大于部分前期报道的结果。

不同电极对外延BiFeO_3薄膜铁电性能的影响

采用磁控溅射的方法在SrRuO3/SrTiO3(001)衬底上外延生长BiFeO3薄膜,研究以不同金属或氧化物做顶电极时的铁电、铁磁性质和漏电流及其导电机制。X射线衍射图谱和Φ扫描图结果显示BiFeO3薄膜沿c轴外延生长,以Pt、Al做顶电极的薄膜剩余极化强度2Pr为68μC/cm2,生长Pt/SRO、FePt顶电极的薄膜剩余极化强度较小,2Pr为44μC/cm2,矫顽场2Ec约为370±20 kV/cm。薄膜的漏电流密度较小而且趋于饱和,在U=12 V时最大为1.94×10-3A/cm2,体传导普尔弗兰克导电为BiFeO3薄膜主要的导电机制。BFO薄膜展现出弱磁性,饱和磁化强度为9.3 emu/cm3,矫顽场为338 Oe。

基于基金会现场总线的煤粉静电除尘系统

采用基金会现场总线技术,控制秦皇岛某港16套HD型煤粉高压静电除尘器,分析了FCS与DCS的 异同,给出了基于FF的煤粉高压静电除尘系统模型、原理与实现;阐明了各个子系统的功能实现方法;多台煤 粉高压静电除尘装置可应用基金会现场总线技术实现远端综合控制,具有全数字化、系统全开放、控制分散的 特点,其技术经过变异可用于钢铁、石化等工业生产控制领域．

(La_(0.5)Sr_(0.5))CoO_3为电极的Pb(Zr_(0.4)Ti_(0.6))O_3和Pb(Zr_(0.2)Ti_(0.8))O_3铁电电容器结构及电学性能

分别采用磁控溅射法和溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备了(La0.5Sr0.5)CoO3(LSCO)和Pb(Zr1-xTix)O3(PZT)薄膜,在Pt(111)/Ti/SiO2/Si基片上构架了LSCO/Pb(Zr0.4Ti0.6)O3(PZT(40/60))/LSCO和LSCO/Pb(Zr0.2Ti0.8)O3(PZT(20/80))/LSCO铁电电容器,研究了两种铁电电容器的结构和性能。XRD结构分析表明:两种四方相的不同Zr/Ti比例的PZT薄膜均为结晶良好的多晶钙钛矿结构。在5 V测试电压下,LSCO/PZT(40/60)/LSCO和LSCO/PZT(20/80)/LSCO两种铁电电容器的剩余极化强度(Pr)和矫顽场(Ec)分别为:28μC/cm2和1.2 V以及32μC/cm2和2 V。相对于PZT(40/60),PZT(20/80)具有较大的剩余极化强度和矫顽场,是由于其矩形度(c/a)较大。两种电容器都具有较好的脉宽依赖性和抗疲劳性。在5 V的测试电压下,LSCO/PZT(40/60)/LSCO电容器的漏电流密度为3.2×10-5A/cm2,LSCO/PZT(20/80)/LSCO电容器的漏电流密度为3.11×10-4A/cm2,经拟合分析发现:在0～5 V的范围内,两种电容器都满足欧姆导电机制。

大学物理实验教学改革的探讨与实践

大学物理实验作为理工科学生进校后的第一门基础实验课,是学生学习实验技能和实验方法的开始.通过大学物理实验的学习,不仅可以培养学生综合分析问题和解决问题的能力,还可以引导学生适应科学技术的发展.合理有效的物理实验教学方案是顺利完成物理实验教学的必备条件.对大学物理实验教学中常用的两种教学模式、不同的实验教学方法和课程考核方式进行了论述和分析,并将教学实践中的实验教学模式、教学方法和课程考核方式进行改革,通过改革,极大地提高了学生对该课程的参与度,同时也激发了学生的创新意识,培养了学生的动手能力.

Pb过量对以Ti-Al为阻挡层的硅基铁电电容器极化翻转性能的影响

以射频磁控溅射法生长的La0.5Sr0.5CoO3(LSCO)为电极,采用溶胶-凝胶法在以Ti-Al为导电阻挡层的Si基片上生长了用不同Pb过量前驱体溶液(溶胶)制备的LSCO/Pb(Zr0.4Ti0.6)O3(PZT)/LSCO电容器,以此构造了Pt/LSCO/PZT/LSCO/Ti-Al/Si异质结。Pb过量对LSCO/PZT/LSCO电容器极化翻转性能的影响表明:不同Pb过量溶胶对电容器的极化翻转性能影响很大,其中Pb过量15%的溶胶制备的样品在550℃常规退火1 h后相对具有较好的翻转性能。在5 V的外加电场下,LSCO/PZT/LSCO电容器的矫顽电压和剩余极化强度分别为1.25 V和24.6μC/cm2。疲劳和电阻率测试分析表明:在经过109翻转后,不同样品的抗疲劳性能均很好,而电阻率随前驱体溶液Pb过量的增加呈现下降的趋势。

紫光对多晶掺锰铁酸铋薄膜铁电和电输运性质的影响

采用溶胶-凝胶的方法在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(001)基片上制备了5%Mn掺杂的BiFeO3(BFMO)薄膜,并构建了Pt/BFMO/Pt对称型电容器,研究了紫光对多晶BFMO薄膜铁电性及J-V特性的影响。实验发现,在紫光的照射下,薄膜的电导增大,这是由于紫光入射在BFMO薄膜上,产生了光生载流子。当外加电压为5V时,漏电流密度由9.1mA/cm2增大到16.3mA/cm2。Pt和BFMO的接触满足金属-半导体理论中的欧姆接触,并且光的存在并没有改变Pt/BF-MO/Pt电容器的漏电流机制。当光入射到薄膜表面,样品的剩余极化强度增大,由无光时的91.7μC/cm2增大到光照时的99.9μC/cm2。

保持温度对偏轴磁控溅射法制备BiFeO_3薄膜结构和性能的影响

本文采用偏轴磁控溅射方法在Pt/TiO2/SiO2/Si(111)基片上制备了多晶BiFeO3(BFO)薄膜,并构架了Pt/BFO/Pt异质结电容器。利用X射线衍射(XRD)、铁电测试仪等手段研究了保持温度对BFO薄膜结构和性能的影响。XRD图谱表明制备的BFO薄膜均为多晶结构,在保持温度400℃±2℃的区间内得到的BFO薄膜不含明显杂相,其它的温度均有明显的杂相。在保持温度为400℃时得到了较为饱和的电滞回线,在900 nm厚度的情况下,剩余极化强度仍可以达到Pr>40μC/cm2,达到了实际应用的要求Pr>10μC/cm2。漏电流拟合机制表明在低场下属于欧姆机制,在高场下比较接近空间电荷限制电流(SCLC)机制。

上电极对镧镍共掺铁酸铋薄膜电学性质的影响

采用溶胶？凝胶法在Pt（111）/Ti/SiO2/Si（001）基片上制备了La和Ni共掺的多晶Bi0.975La0.025Fe0.975Ni0.025O3（BLFNO）薄膜,分别以氧化铟锡（ITO）和Pt/Sr Ru O3（SRO）为上电极构建了ITO/BLFNO/Pt和SRO/BLFNO/Pt两种电容器。研究了两种上电极对BLFNO薄膜电学性质的影响。当测试电场为1 333 kV/cm时,ITO/BLFNO/Pt和SRO/BLFNO/Pt电容器的剩余极化强度分别为105和139μC/cm2。通过拟合两种电容器的电流密度,发现导电机理都为Poole-Frankel机制。当404 nm的紫光入射到两种电容器表面,电流密度都相应的增大。测试电场为250 kV/cm时,ITO/BLFNO/Pt电容器电流密度增长量为6.55×10？4 A/cm2;而SRO/BLFNO/Pt电容器的增长量为1.38×10？4 A/cm2。

Pt/SrRuO3/Bi0.975La0.025Fe0.975Ni0.025O3/Pt薄膜电容器的光伏效应

采用溶胶-凝胶法在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(001)基片上制备了厚度分别为240、360、480和600 nm的多晶La和Ni共掺的Bi0.975La0.025Fe0.975Ni0.025O3/(BLFNO)薄膜,并以Pt/Sr Ru O3(SRO)为复合上电极构建了Pt/SRO/BLFNO/Pt薄膜电容器。用波长为404 nm、强度为5 mW/cm2的紫光作为光源测试了Pt/SRO/BLFNO/Pt薄膜电容器的光伏效应。实验发现:Pt/SRO/BLFNO/Pt薄膜电容器的光电流随极化的翻转而反转;此外,Pt/SRO/BLFNO/Pt薄膜电容器的光伏效应还体现了对BLFNO薄膜厚度依赖性。开路电压随厚度的增加而增大,短路电流密度随厚度的增加而减小。当上电极Pt/SRO的电势高于底电极Pt时,开路电压分别为-0.08、-0.10、-0.13和-0.35 V,短路电流密度分别为6.72、5.71、0.83和0.61μA/cm2;当上电极Pt/SRO的电势低于底电极Pt时,开路电压分别为0.07、0.09、0.10和0.27 V,短路电流密度分别为-5.75、-4.38、-0.92和-0.28μA/cm2。通过对Pt/SRO/BLFNO/Pt薄膜电容器光伏效应的分析发现,极化起着主导作用。