磁控共溅射Al-Pb合金薄膜中固溶度的扩展

利用磁控共溅射法在液氮冷却的衬底(LNCs)上制备了Al-Pb合金薄膜,运用EDX、XRD、TEM和SEM对薄膜成分、结构及形貌进行了研究。结果表明,Al-Pb薄膜在Pb含量为7.38%～2.73%(原子分数,下同)的宽范围内,均存在Al在Pb中的fccPb(Al)亚稳过饱和置换固溶体,固溶度与膜成分相关,随薄膜Pb含量的变化,固溶度在3.03%～5.31%Al之间变化,Al-48.9%Pb膜扩展固溶度最大(5.31%Al),薄膜Pb含量降低或升高时,fccPb(Al)固溶体的固溶度下降。此结果与Miedema理论计算的Al-Pb系混合焓随Pb含量的变化趋势相似。低温衬底下Pb的体扩散弱化并导致相分离倾向降低是固溶延展的动力学原因。

机械合金化诱导固溶度扩展机制研究进展

简述了机械合金化工艺的基本过程及其诱导固溶度扩展的研究现状。在简述固溶度扩展基本原理的基础上 ,着重介绍了目前机械合金化诱导固溶度扩展的几种机理模型及各自局限性 。

透明导电CuCr_(1-x)Mg_(x)O_(2)(x=0-0.08)薄膜的固溶度扩展和c轴外延生长

采用脉冲激光沉积(PLD)技术,在0~15°斜切的α-Al_(2)O_(3)(0001)衬底上生长了c轴外延的CuCr_(1-x)Mg_(x)O_(2)(x=0-0.08)系列薄膜。随Mg掺杂量增加,薄膜均为单相铜铁矿结构,表现出符合Arrhenius热激活模式的半导体电输运行为,室温电阻率单调下降2~3个数量级,热激活能由0.22 eV下降至0.025 eV,由此推断薄膜中Mg的固溶度至少为0.08,与多晶(~0.03)相比显著扩展。这是由于PLD薄膜生长具有非平衡、瞬时爆炸特征,使靶材第二相(MgCr_(2)O_(4))中的Mg重新以等离子态定向运输到衬底上,迁移固溶到薄膜晶格中,固溶度扩展。薄膜(x=0,0.02)在380~780 nm可见光区的透过率为60%~80%,直接光学带隙E g分别为3.06 eV、3.04 eV。更多Mg^(2+)替代Cr^(3+)时,会在价带顶上方引入受主能级并展宽,使热激活能显著下降,产生更多空穴载流子,透过率和光学带隙略有下降;Mg固溶到晶格中,促进薄膜层状晶粒长大,外延性提高,使电阻率进一步下降。