LIBS法测定薄膜组份比率精确度的研究

在常压空气环境下, 利用脉冲激光作用于硅基铝酸镧薄膜, 实验发现激光器能量为20 mJ, 脉冲频率3 Hz, 薄膜损伤小且能获得较好品质的光谱; 并依据两分析元素光谱强度比与原子数比之间成一定的线性关系, 对分析线的选择进行了实验研究, 发现线性拟合度不仅与分析线对的选择有关, 而且与分析样品元素比率大小有关。 测量结果表明, 当分析线对为La II 394.91 nm/ Al I 394.40 nm时, 其测量相对误差为0.59 %; 分析线对为La II 394.91 nm/Al I 396.15 nm时, 相对误差是8.32%。可见合理选择分析线对有利于提高薄膜组份比率检测精确度。     

Bi4-xLaxTi3O12铁电薄膜结构和光学性能研究

用化学溶液沉积法分别在Si(100)和石英玻璃衬底上成功制备了一系列Bi4-xLaxTi3O12(BLT)铁电薄膜;用X-射线衍射仪测量了不同退火温度和不同掺镧量的BLT薄膜的结晶情况,结果显示随着退火温度的升高BLT薄膜结晶越来越好,镧的掺入并不改变钛酸铋薄膜的钙钛矿结构;用椭偏光谱仪对不同退火温度的BLT薄膜进行了椭偏光谱测量,分析得到了薄膜的光学常数谱;用激光显微拉曼光谱仪对不同掺镧量的BLT薄膜进行激光拉曼谱测量,得到了BLT薄膜振动模式随掺镧量的变化.     

同位重复激光脉冲烧蚀对等离子体辐射的增强作用

为了提高激光诱导击穿光谱的质量, 采用高能量铷玻璃脉冲激光烧蚀土壤样品, 由组合式多功能光栅光谱仪和CCD探测器等组成的光谱分析系统记录光谱信息, 研究了有或无CsCl样品添加剂时多个激光脉冲作用于土壤样品同一位置条件下, 每个激光诱导等离子体辐射强度的变化情况, 并通过Boltzmann图方法测量了等离子体的电子温度。实验结果表明, 随着激光脉冲序数的增大, 等离子体辐射逐渐增强。计算可知, 对于含有15%CsCl的样品, 第6个激光脉冲等离子体中元素Fe、Mn、K和Ti的谱线强度比第2个激光脉冲的分别提高了3.59、2.46、2.82和1.62倍; 光谱信噪比分别提高了3.03、1.97、2.28和1.40倍; 而第6个激光脉冲等离子体的温度比第2个的升高了5 360 K。     

样品温度对激光诱导等离子体辐射强度的影响

增强激光诱导等离子体的发射光谱强度,对于精确测量微弱光谱信号,改进待测材料中低含量元素的探测灵敏度意义重要。首先对金属样品加热升温,并且在一定温度时利用波长为1 064 nm的Nd:YAG纳秒脉冲激光烧蚀样品,激发产生等离子体,测量了不同样品温度条件下等离子体的发射光谱强度和信噪比。结果表明,采用的激光能量为200 mJ时,随着样品温度的升高,等离子体辐射会逐渐增强,并且在温度为150 ℃时达到最大。计算表明,样品中分析元素Mo、Cr、Ni和Mn在温度为150 ℃时的光谱线强度比室温条件下的分别提高了54.56%,72.43%,70.29%和54.01%,光谱信噪比分别增大了37.44%,40.74%,38.6%和37.06%。实验还通过观察等离子体的照片,测量等离子体的温度、电子密度和样品蒸发量,讨论了激光诱导金属等离子体辐射增强的原因。可见,升高样品温度是改善激光等离子体光谱质量的一种有效手段。     

LaAlO3单晶基片上制备Ba0．5Sr0．5TiO3薄膜的透射电镜研究

铁电钛酸锶钡(Ba1-xSrx)TiO3(BSTO)薄膜材料具有很好的可调性，在微电子工业有广阔的应用前景。本文采用脉冲激光沉积(PLD)技术在(001)LaAlO3单晶基片上外延生长了Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜。利用透射电子显微镜对薄膜的截面样品进行了微结构和界面行为的研究。     

CsCl添加剂对土壤的纳秒激光诱导等离子体光谱的影响

为了提高土壤中激光诱导土壤等离子体光谱的质量,以纳秒脉冲激光作为激发源,研究了CsCl作为土壤样品添加剂对等离子体辐射特性的影响。实验结果表明,在激光能量为200mJ的条件下,CsCl添加剂能够明显增强等离子体的辐射强度。对于土壤样品中的元素Al、Fe和Ti,添加剂含量为20%的谱线强度比无添加剂时的分别提高了42%、39%和54%,光谱信背比分别提高了8%、24%和28%,而且元素Fe和Ti的光谱线宽度变窄了。对激光能量分别为300mJ和400mJ条件下的等离子体光谱也进行了研究。     

当前铁电学和铁电材料研究的几个问题

概括分析了近一二年来国际上铁电学和铁电材料研究的发展，提出了发展我国相关研究的一些设想，包括铁电物理学的发展、铁电材料的研究、铁电薄膜、铁电薄膜器件的市场前景分析，以及铁电微电机械系统等．     

预制孔穴对激光诱导等离子体辐射的增强作用

通过在样品表面上预制孔穴的方法,研究了激光诱导等离子体辐射的增强效应.实验过程中,采用高能量钕玻璃脉冲激光器(1064nm,6J,0.7ms)烧蚀土壤样品.在预制小孔参数分别为0.8mm、1.0mm、1.2mm直径和0.8mm、1.0mm、1.2mm深度的条件下,测量了激光诱导等离子体的光谱强度和信背比.实验结果表明,利用小孔对激光等离子体的约束作用,明显地增强了等离子体的辐射强度.实验确定的优化条件是,预制0.8mm直径和1.0mm深度孔穴,采集第二个脉冲激发的等离子体辐射,可以获得较高质量的激光光谱.     

压电和铁电薄膜及其应用的发展趋势

本文讨论了压电和铁电薄膜材料及其在固体器件中应用的发展趋势。薄膜生长技术的进展,为压电和铁电薄膜集成固体器件在各个领域的应用开辟了广阔的前景。ZnO和AIN薄膜将广泛地用于SAW和BAW器件。特别是成功地制作了薄膜体声波谐振器和高次谐波体波谐振器。以PbTiO_3为基的PZT和PLZT固溶体外延薄膜将应用于热电探测器和SAW器件。在实现了对多层薄膜的界面结构及其特性的成功控制之后,铁电薄膜将在铁电存储和集成光学领域发挥重要作用。     

激光诱导击穿固体样品中金属元素光谱的实验研究

激光诱导击穿样品产生的等离子体寿命通常在微秒量级,对其时间演化过程进行了解有利于优化信号采集.定标曲线是定量分析的基础,并且与测量灵敏度和准确度密切相关.采用聚焦的脉冲激光束击穿样品形成等离子体,其发射光谱由中阶梯光栅光谱仪分光,并由增强型电荷耦合器件(ICCD)进行光电探测采集.为了实现对金属元素的激光诱导击穿光谱(LIBS)测量,在石墨中分别加入Ca,Al,Na,K等元素制作成片状实验样品,利用实验装置进行了系统的激光击穿光谱探测研究.应用ICCD100 ns光学门宽的时间分辨率,通过实验得到了等离子体的时间演化特性曲线,分析了激光击穿固体样品后各待测元素的演化过程.根据含有不同浓度的同种元素样品的LIBS实验结果,归纳出各元素浓度与谱线强度的定标曲线,且大多数定标曲线的线性拟合相关度较高.同一元素不同波长的谱线,其定标曲线的斜率不同,对其差异进行了分析.     

Ferroelectric characteristic of group IV elements added SrBi2Ta2O9 thin films

The SrBi₂Ta₂O₉ (SBT) thin film added IV group elements was fabricated on the Pt/Ti/SiO₂/Si substrate by the metal–organic decomposition (MOD) method, the Pt electrode was deposited on the SBT thin film by the DC spattering method. The electric properties of the ferroelectric capacitor were measured. The remanent polarization and the relative dielectric constant of the SBT thin film have decreased, according to the amount of IV group elements addition. The IV group elements added SBT thin film with low relative dielectric constant and low remanent polarization is suitable for the application of the ferroelectric gate FET type memory.     

红外光学薄膜材料折射率温度特性的研究方法

红外光学系统中靠近探测器的光学元件通常处于低温环境中,低温环境会使得光学元件表面薄膜的透射光谱发生漂移,进而严重影响红外光学系统的成像质量。研究发现光谱漂移是由于系统中红外光学薄膜的折射率发生了改变。论文针对红外光学薄膜材料折射率温度特性开展了研究,在光学薄膜理论基础上,通过分析几种波长色散模型的特点,提出了一种红外光学薄膜材料折射率温度特性的研究方法。该方法基于不同温度测得的透射率光谱,通过光谱反演得到不同温度条件下光学薄膜材料的折射率,并在Cauchy色散模型的基础上,通过数据拟合分析,能够得到红外光学薄膜材料的折射率温度/波长色散公式。采用该方法对PbTe、Ge两种典型红外光学薄膜材料折射率温度特性进行了分析研究,验证了该方法的可行性。     

Preparation of ferroelectric PLZT thin films

Transparent ferroelectric PLZT thin films were prepared on fused-quartz substrates by rf sputtering using a powder target of pulverized ceramic PLZT. The substrate temperature was kept above 550° C to obtain the film. Excess PbO in the target may act as a sort of flux for crystal growth. The dielectric constant of the film was 500 at room temperature and the film showed a ferroelectric hysteresis curve. By an appropriate annealing, the transparency of the film became improved. The electrooptic effects of the film was measured for the first time. The light intensity reflected from the film was changed strongly by application of the electric field. With light incident at 70° , an intensity change of 33% was obtained at the electric field of 12.5kV/cm.     

铁电存储器中Pb(Zr,Ti)O_3集成铁电电容的制备

在铁电不挥发存储器 (FERAM)技术中 ,集成铁电电容的制备是关键工艺之一。文中提出一种制备集成铁电电容的改进工艺 :采用 lift-off技术在衬底样品表面淀积铁电电容 Pt/Ti下电极 ,然后用 Sol-Gel方法制备 PZT薄膜。在 PZT薄膜未析晶前 ,先将它加工成电容图形 ,再高温退火成为 PZT铁电薄膜。最后完成铁电电容 Pt上电极。与传统工艺相比 ,改进后的工艺能保持 PZT铁电薄膜与金属上电极之间良好的接触界面。测试结果表明 ,工艺条件的变动不会影响 PZT铁电薄膜的成膜和结构 ,从而可得到性能优良的铁电电容。     

非致冷热释电红外探测器敏感元的研究

非致冷热释电红外探测器由于具有光谱响应宽、无需致冷等显著优点，近年来成为红外成像领域的研究热点，其结构中最关键的部分是敏感元。研究敏感元材料的制备、结构和性能，采用半导体光刻工艺和化学腐蚀的方法成功地对PZT铁电薄膜进行刻蚀，同时采用剥离技术对相应的电极实现了图形化。     

Solution‐Processed Flexible Broadband Photodetectors with Solution‐Processed Transparent Polymeric Electrode

Room‐temperature solution‐processed flexible photodetectors with spectral response from 300 to 2600 nm are reported. Solution‐processed polymeric thin film with transparency ranging from 300 to 7000 nm and superior electrical conductivity as the transparent electrode is reported. Solution‐processed flexible broadband photodetectors with a “vertical” device structure incorporating a perovskite/PbSe quantum dot bilayer thin film based on the above solution‐processed transparent polymeric electrode are demonstrated. The utilization of perovskite/PbSe quantum dot bilayer thin film as the photoactive layer extends spectral response to infrared region and boosts photocurrent densities in both visible and infrared regions through the trap‐assisted photomultiplication effect. Operated at room temperature and under an external bias of ‐1 V, the solution‐processed flexible photodetectors exhibit over 230 mA W^‐1 responsivity, over 1011 cm Hz1/2/W photodetectivity from 300 to 2600 nm and ≈70 dB linear dynamic ranges. It is also found that the solution‐processed flexible broadband photodetectors exhibit fast response time and excellent flexibility. All these results demonstrate that this work develop a facile approach to realize room‐temperature operated ultrasensitive solution‐processed flexible broadband photodetectors with “vertical” device structure through solution‐processed transparent polymeric electrode.     

铁电薄膜的厚度对其相变性质的影响

当铁电薄膜的厚度改变时,利用平均场近似方法,研究了基于横场伊辛模型的铁电薄膜的相变性质。在文中利用数值计算方法计算了不同厚度的铁电薄膜的相图和居里温度。研究结果表明,厚度对铁电薄膜的相图会产生明显的影响,但对居里温度则几乎没有影响。     

铁电薄膜：理论与应用

本文评述了铁电薄膜的制备力法;对铁电薄膜的理论研究成果作了概括的讨论,重点讨论表面层与膜层内应力对薄膜铁电行为的影响;文中介绍了铁电薄膜在存储、发光、显示及探测等方面的应用;最后简要地指出了铁电薄膜的理论与应用研究的前景。     

溶胶一凝胶工艺对PZT铁电薄膜结构的影响

本文阐述了用溶胶一凝胶法制备锆钛酸铅（ＰＺＴ）铁电薄膜的工艺参数对薄膜结构的影响。实验表明，采用合适的工艺参数能制备出具有钙钛矿型结构的ＰＺＴ铁电薄膜。     

应用于FRAM的集成铁电电容的研究

集成铁电电容的制备是铁电存储器的关键工艺之一。该文采用射频(RF)磁控溅射法在Pt/Ti/SiO2/Si制备Pb(Zr,Ti)O3(PZT)薄膜,上下电极Pt采用剥离技术工艺制备,刻蚀PZT薄膜,形成Pt/PZT/Pt/Ti/SiO2/Si集成电容结构,最后高温快速退火。结果表明,这种工艺条件可制备性能良好的铁电电容,符合铁电存储器对铁电电容的要求。