激光沉积修复DD5合金的枝晶外延生长控制与显微组织特征

采用DZ125高温合金粉末对DD5合金进行激光沉积修复,通过正交试验的方法,研究了激光功率、扫描速度和送粉量对单道单层沉积区枝晶外延生长的影响,实现了沉积区枝晶外延生长的控制。在此基础上,进行单道多层沉积修复试验,分析测量了单道多层沉积区的显微组织和硬度。结果表明:较低的热输入量和送粉量可显著提高沉积区枝晶外延占比;当激光功率为420 W、扫描速度为6 mm/s、送粉量为1.5 g/min时,单道单层沉积区枝晶外延占比约为100%。单道多层沉积区中下部为平面晶、沿沉积方向外延生长的柱状晶,顶部为等轴晶;沉积区γ′相不均匀地分布在γ相中,枝晶间区域的γ′相尺寸大于枝晶干区域的γ′相尺寸;沉积区底部短棒状MC碳化物沿枝晶间分布,且Ta元素含量较高;沉积区顶部的小块状以及八面体状MC碳化物随机分布。DD5合金基体平均显微硬度为425 HV_(0.5),沉积区平均显微硬度略高于基体,为449 HV_(0.5);与沉积区中部相比,沉积区底部和顶部的显微硬度略高,沉积区底部显微硬度最高。

基于元胞自动机方法与欧拉多相流技术的激光沉积IN718组织形貌模拟

为研究激光沉积过程中沉积层微观枝晶外延生长及转向机制,基于欧拉多相流技术与元胞自动机方法相结合,建立了激光沉积IN718二维熔化凝固模型;获得了沉积层温度场、流场以及微观凝固组织的演变过程,对比了模拟与实验所得沉积层枝晶外延生长区厚度,分析了顶部枝晶转向的机制。结果表明:温度场与流场相互影响,模型对沉积层厚度预测误差约为7.0%。沉积层顶部和中部晶体织构取向不同,枝晶的生长方向更偏向于局部热梯度方向,在沉积层顶部,局部热梯度的方向接近水平方向,枝晶的生长方向与局部热梯度偏角较小,因此,形成平行于激光扫描方向的枝晶区。

脉冲激光法外延生长锰氧化物薄膜

利用脉冲激光法在LaAlO3衬底上外延生长了La－Ca－Mn—O、La－Sr－Mn－O等巨磁电阻薄膜.测定了这些薄膜的电阻—温度特性，观测到了其铁磁转变及巨磁电阻效应实验发现，较高的淀积温度使薄膜的峰值转变温度Tp降低、峰值电阻率增大。

脉冲激光沉积制备La_(0.62)Ca_(0.29)K_(0.09)MnO_3外延膜及其磁热性能

采用脉冲激光沉积法在单晶SrTiO3(STO)基底上制备了La0.62Ca0.29K0.09MnO3(LCKMO)薄膜,通过调控基底温度获得了平整致密的膜层.利用二维面探X射线衍射仪和高分辨透射电子显微镜对薄膜结构进行了表征.结果表明,薄膜呈高质量取向外延生长,对应关系为{001}LCKMO||{001}STO.对薄膜的磁热性能研究表明,5 T下最大磁熵变为3.45 J/(kg·K),相对制冷效率为379.5 J/kg,磁熵半峰宽为110 K.

脉冲重复频率对脉冲激光沉积薄膜的生长过程的影响(英文)

脉冲重复频率在脉冲激光沉积技术中起重要的作用,影响最终的薄膜材料的性能。利用动力学蒙特卡罗方法,我们研究了脉冲激光沉积技术中,在不同脉冲重复频率条件下的薄膜生长的初期阶段。模拟结果显示,在低脉冲频率时,前后脉冲之间的间隔时间较长,生长岛有足够的时间熟化。因此,生长岛的密度会比较小且岛的形貌比较规则。而当脉冲重复频率增大时,岛的密度则随之增加,岛呈现出松散的或者枝杈状的形貌。另外,脉冲占空比也就是沉积时间在一定程度上也会对岛的凝聚过程有影响。最后我们将模拟结果与实验结果进行了对比和讨论。

椭偏光谱法研究激光脉冲沉积MgO薄膜材料生长

用激光脉冲沉积技术生长、制备出了一系列不同真空度、不同衬底温度和不同激光脉冲能量的MgO薄膜.对生长、制备出的一系列MgO薄膜进行了椭偏光谱测量研究,在300～800nm光谱波长范围内,得到了不同条件下生长制备的MgO薄膜的光学常数谱和膜厚,其结果显示:真空度、衬底温度和激光脉冲能量对生长MgO薄膜的折射率、膜厚均有影响,高真空、高衬底温度和适中的激光脉冲能量有利于生长制备高折射率、高密度和高质量的MgO薄膜.

脉冲激光沉积制备NiO(111)外延薄膜及其结构研究

采用脉冲激光沉积法(PLD)在具有六方纤锌矿结构的蓝宝石衬底上制备了NiO外延薄膜,研究了沉积温度、氧分压对薄膜结构和形貌的影响。在650℃、20Pa氧分压的条件下制得了高结晶质量的单晶NiO薄膜。高能电子衍射分析发现,该NiO薄膜沿Al2O3[11–20]方向入射的衍射图像为清晰的斑点,说明NiO薄膜的生长模式为岛状模式,薄膜与衬底的外延匹配关系为:(111)[11–2]NiO//(0001)[11–20]Al2O3。

沉积温度对高温超导带材YBiO3缓冲层外延生长的影响

采用脉冲激光沉积(PLD)方法,在LaAlO3(001)基片上研究了沉积温度对用作高温超导带材缓冲层YBiO3结晶的影响。结果表明,随着沉积温度的升高,YBiO3缓冲层结晶质量提高,取向趋于完美,表面较为平整。当沉积温度为700℃时,单晶外延的YBiO3与LaAlO3基片的外延关系为:YBiO3(001)//LaAlO3(001)和YBiO3[110]//LaAlO3[100],其晶格失配度为1.3%,平均粗糙度约为3.4nm。

激光脉冲外延生长Pb(Zr_(0.52)Ti_(0.48))O_3薄膜及其特性研究

利用激光脉冲法在LaAlO3衬底上沉积制备LaNiO3薄膜作为底电极并外延生长(100)Pb(Zr0.52Ti0.48)O3铁电薄膜,系统研究了生长温度对PZT外延结构和电学特性的影响。研究发现当生长温度高于550℃时即可得到外延(100)PZT薄膜。在对所制备的PZT薄膜的结构和性能测试表明,650℃下生长的PZT薄膜外延性最佳,并且表现出优异的介电和铁电性能,介电常数ε、剩余极化Pr和矫顽场Ec分别为900、26.5μC/cm2和52.1kV/cm。试验还证实这种外延PZT薄膜具有优良的抗疲劳特性,可用于铁电存储器的制备中去。

脉冲激光沉积c轴取向BiCuSeO外延薄膜及其热电性能

利用脉冲激光沉积技术在SrTiO3单晶基片上制备了BiCuSeO薄膜并详细研究了沉积温度对薄膜晶体结构、微观形貌及热电输运性能的影响。在最佳沉积温度(330℃)下,所制备的BiCuSeO薄膜不含任何杂相且沿c轴取向外延生长,与基片的外延关系为[010]SrTiO3∥[010]BiCuSeO和[001]SrTiO3∥[100]BiCuSeO。电学性能测试表明该薄膜在20～350 K内均表现出金属导电特性,室温电阻率仅为12.5 mΩ·cm,远低于相应的多晶块体材料。计算所得的室温功率因子PF约为3.3μW·cm-1·K-2,高于相应的多晶块体材料,表明c轴取向BiCuSeO外延薄膜在薄膜热电器件领域具有重要的应用前景。

脉冲激光沉积薄膜生长机制的计算机模拟研究

建立了一个分子动力学模型以研究脉冲激光沉积金属薄膜的成膜过程，探讨激光沉积中极高的瞬时沉积率和载能粒子轰击对成模机制的影响。以能量为10eV的Cu原子入射到Cu（100）表面为例，进行了分子动力学模拟的计算。结果表明，激光成膜过程中载能粒子的瞬时高通量沉积极大地增加了外延表面的原子扩散活性，促使薄膜能在低温下以原子层尺度逐层生长。

脉冲激光沉积碳薄膜生长中氢气的作用

采用石墨靶，通过脉冲激光沉技术在２０℃的玻璃和硅衬底上沉积出厚度为１００ｎｍ的碳薄膜，所用的激光泊是ＡｒＦ激光（λ－１９３ｎｍ，２４ｎｓ）。通过调节氢气流量使反应室的压力在１．３３×１０＾－５～１３３Ｐａ之间变化，拉曼光谱测量显示有－１５００ｃｍ＾０－１为中心的宽峰，这与用其他方法蛊的典型类金刚石碳（ＤＬＣ）膜相类似，随着增大氢气压力，膜的吸收系数减小，而光带隙增大。

脉冲激光沉积(La(0．2)Bi(0．8)FeO3)(0．8)-(NiFe2O4)(0．2)薄膜及其多铁性能研究

采用脉冲激光沉积法,在(100)SrTiO_3基底上,制备了(La_(0.2)Bi_(0.8)FeO_3)_(0.8)-(NiFe_2O_4)_(0.2)(LBFO-NFO)多铁薄膜,通过X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜确定了LBFO-NFO多铁薄膜的显微结构,通过标准铁电测试系统(RT-66A)和振动样品磁强计(VSM)分别测试了LBFO-NFO多铁薄膜的铁电性能和铁磁性能.研究发现:多铁薄膜中LBFO和NFO二相均沿(100)方向外延生长,晶粒尺寸在100～150nm之间;薄膜具有明显的电滞回线(P_=7.6μC/cm^2)和磁滞回线(M_s=4.12×10~4A/m),显示出明显的铁电铁磁共存特性.通过对薄膜生长条件的控制,可削除杂质相,减小LBFO-NFO薄膜的漏电流,提高铁电及铁磁性能.

脉冲激光沉积技术在磁性薄膜制备中的应用

脉冲激光沉积制膜(PLD)是近年来迅速发展起来的制膜新技术,首先简要介绍了脉冲激光沉积技术的原理、特点和优势以及在磁性功能薄膜研究中的应用,最后说明了该技术的最新发展趋势。

纳米薄膜脉冲激光沉积技术

简要介绍了脉冲激光薄膜沉积 (PLD)技术的物理原理、独具的特点 ,并且介绍了在PLD基础上结合分子束外延 (MBE)特点发展起来的激光分子束外延 (L -MBE) ,以及采用L

ZnO薄膜的脉冲激光沉积及性能研究

利用脉冲激光沉积技术在氧的活性气氛下烧蚀锌靶,在石英玻璃衬底上沉积获得ZnO薄膜,分析并研究了薄膜的微观组织及表面形态及激光能量密度、基体温度、氧压等工艺参数对沉积ZnO膜的影响。结果表明,在基体温度为450-550℃、氧压为31Pa、激光能量密度为31J/cm^2条件下,膜表面完全氧化,ZnO沿（002）晶面生长;当基体温度为500℃时,ZnO薄膜光学性能优异。

脉冲激光沉积GaN薄膜的研究进展

脉冲激光沉积(PLD)技术凭借其低温生长优势,逐步在GaN薄膜外延领域得到广泛应用。回顾了近年来PLD技术外延生长GaN薄膜的研究进展,包括新型衬底上的GaN薄膜外延研究进展,以及作为克服异质外延的重要手段——缓冲层技术的发展现状。从目前的研究进展可以看出,应用PLD技术制备GaN薄膜及其光电器件具有广阔的发展前景。

脉冲激光沉积法制备La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3薄膜及其结构和表面特性

利用脉冲激光沉积法在(001)取向的LaAlO_3(LAO)衬底上实现了La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3(LSCO)薄膜的外延)对薄膜结构和表面形貌的影响.X射线衍射结果生长.主要研究了衬底温度(Ts),激光能量(El)和氧气压强(pO2显示在Ts=700～850℃的范围内沉积的LSCO薄膜都具有c轴取向.从扫描电子显微镜和原子力显微镜照片可以看出上述3个沉积参数中,氧压对LSCO薄膜表面形貌的影响最为显著,较低氧压下沉积的薄膜具有较光滑的表面.通过实验,确立了能够制备同时具有c轴取向和光滑表面的薄膜的最佳沉积参数范围.

脉冲激光沉积法在蓝宝石衬底上制备a轴取向YSZ薄膜

采用脉冲激光沉积方法,通过金红石相TiO2(200)纳米诱导层在蓝宝石衬底上生长了(200)取向的萤石相钇稳定氧化锆(YSZ)薄膜。通过反射式高能电子衍射对薄膜生长过程进行原位监测;用XRD分析进行后位的薄膜结构表征;使用原子力显微镜来观测薄膜的形貌及晶粒大小。结果表明,我们成功地在蓝宝石衬底上外延了具有三重旋转织构的a轴取向萤石相YSZ薄膜,其外延关系为YSZ(200)∥TiO2(200)∥Al2O3(0001);YSZ[010]∥TiO2[001]∥Al2O3[11-20]。

退火温度对BCZT外延薄膜电学性能的影响及其导电机制分析

脉冲激光沉积技术制备Ba_(0.85)Ca_(0.15)Zr_(0.1)Ti_(0.9)O_(3)(BCZT)外延薄膜时通常需要较高的沉积温度,且易含有氧空位缺陷。本文旨在提供一种基于脉冲激光沉积技术接后退火处理工艺,并成功在导电基板上制备了高质量BCZT外延薄膜,探究了退火温度对BCZT外延薄膜结构和性能的影响。不同温度(750、800、850和900℃)退火后薄膜均呈现纯净物相,且随着退火温度的升高,薄膜的铁电性能逐渐提高,2Pr由4.2μC/cm^(2)提升至17.6μC/cm^(2),但900℃退火温度下薄膜样品的漏电流问题最严重。通过拟合J-E关系表明,低电场下700℃至850℃退火后的薄膜均遵循欧姆导电机制,而900℃退火后的薄膜遵循空间电荷限制电流机制,高电场下所有退火温度下的薄膜均遵循福勒-诺德海姆隧穿机制。