基于分子束外延技术可控制备Ga原子团簇的研究

本研究基于分子束外延(Molecular Beam Epitaxy,MBE)技术在Si(100)衬底表面成功制备金属Ga原子团簇.通过控制变量法,研究其尺寸形貌与工艺参数之间的关系.第一组对照实验分别在940℃、970℃、1000℃的Ga源温度下制备Ga原子团簇.实验结果表明,Ga源温度的升高导致Ga的蒸发量增加,进而沉积在Si衬底表面的Ga原子增多,Ga原子自组装成团簇,最终表现为Ga原子团簇的高度升高.第二组对照实验分别在3 s、6 s、10 s、40 s、50 s、60 s的沉积时长下制备Ga原子团簇.实验结果表明,沉积时长增加导致团簇的高度逐渐增加,主要由新吸附原子和竞争效应驱动.第三组对照实验分别在0 s、60 s、300 s的退火时长下制备Ga原子团簇.实验结果表明,退火时长的增加导致团簇的高度下降和团簇内的原子重新排列和分布有关.第四组对照实验分别在420℃、500℃的退火温度下制备Ga原子团簇.实验结果表明,升温至500℃退火会促进Ga原子团簇呈现有序排列,是表面原子的热运动和Ga原子团簇与Si(100)的晶格匹配度的共同作用的结果.

快淬Fe_(85)Ga_(15)合金的显微组织和磁致伸缩性能

采用熔体快淬方法制备了不同辊速(v=12m/s、15m/s、20m/s)条件下的Fe85Ga15合金薄带样品,对薄带样品的组织结构和磁致伸缩性能进行了研究。结果表明,合金薄带的组织结构和磁致伸缩性能与快淬时的冷却速度密切相关,v=20m/s辊速条件下制备的薄带在磁场为45kA/m时,其磁致伸缩系数λ达-125×10-6,伸缩曲线尚未完全饱和。对薄带组织形貌的观察表明,薄带样品内晶粒沿薄带厚度方向呈现出取向性排列。XRD分析表明,辊速的提高可以抑制有序DO3相的析出,α-Fe相和非对称DO3结构的Fe3Ga相衍射峰发生重叠并有劈裂现象。TEM分析表明,合金基体中存在着富Ga原子团簇。薄带样品大的磁致伸缩系数主要来源于样品强的形状各向异性和非平衡制备条件下合金内部的特殊晶体结构。

Fe_(82)Ga_(18)合金的磁致伸缩效应及显微组织研究

采用真空感应熔炼惰性气体吹铸方法,制备出了晶粒组织沿径向择优生长的φ3 mm Fe82Ga18合金棒材,沿轴向饱和磁致伸缩值达到92×10-6。系统研究了Fe82Ga18合金不同热处理方式下的相结构和磁致伸缩性能,通过对比退火前后合金的组织结构及性能发现,吹铸法制备的Fe82Ga18合金棒材,大的磁致伸缩性能缘自合金内部所具有的大量短程有序富Ga原子团簇,同时该合金沿〈110〉方向具有择优生长的趋势。