界面结构对Cu/Ni多层膜纳米压痕特性影响的分子动力学模拟

金属多层膜调制周期下降到纳米级时,其力学性质会发生显著改变. Cu-Ni晶格失配度约为2.7%,可以形成共格界面和半共格界面,实验中实现沿[111]方向生长的调制周期为几纳米且具有异孪晶界面结构的Cu/Ni多层膜,其力学性质发生显著改变.本文采用分子动力学方法对共格界面、共格孪晶界面、半共格界面、半共格孪晶界面等四种不同界面结构的Cu/Ni多层膜进行纳米压痕模拟,研究压痕过程中不同界面结构类型的形变演化规律以及位错与界面的相互作用,获取Cu/Ni多层膜不同界面结构对其力学性能的影响特征.计算结果表明,不同界面结构的样品在不同压痕深度时表现出的强化或软化作用机理不同,软化机制主要是由于形成了平行于界面的分位错以及孪晶界面的迁移,强化机制主要是由于界面对位错的限定作用以及失配位错网状结构与孪晶界面迁移时所形成的弓形位错之间的相互作用.     

真空热处理对落叶松木材纤维素形貌及结构的影响

以我国东北主要用材树种落叶松木材为研究对象,采用真空热处理方法对其材质进行改良,探究其纤维素形貌及结构热响应机制。采用湿化学法提取未处理和不同真空热处理条件下(180～220℃温度范围,处理6 h)落叶松木材纤维素,利用扫描电子显微镜观察其形貌,X射线光电子能谱和X射线衍射仪分析其化学结构及结晶度变化。结果表明：未处理木材提取的纤维素呈棒状且表面有序平行结构,热处理后木材纤维素变弯曲且表面呈扭曲结构,并随热处理温度升高,纤维素表面扭曲越显著。由X射线光电子能谱分析,随热处理强度增加,纤维素O/C比值由未处理材65.5%降低至59.5%,并且C1含量增加、 C2和C3分别降低,表明热处理木材提取的纤维素碳链缩短,并且其表面存在半纤维素以及热处理过程中木质素与碳水化合物缩聚反应形成的木质素-碳水化合物。随热处理温度提高,纤维素结晶度增加,同时纤维素中Ⅱ型占比提高、Ⅰ型降低,并且二者晶胞结构和分子基团构象存在差异,进而导致热处理前后木材提取的纤维素形貌结构不同。研究结果有助于深入理解木材化学成分热响应特性,为优化真空热处理改性木材工艺提供理论依据。     

热处理对制备辉光放电聚合物薄膜结构及光学性能的影响

利用低压等离子体聚合技术制备了约5 μm的辉光放电聚合物薄膜, 将所制备的样品放入热处理炉中通入氩气保护, 分别在280 ℃, 300 ℃, 320 ℃, 340 ℃进行热处理. 对热处理后的样品采用傅里叶变换红外吸收光谱(FT-IR)分析了不同热处理温度对薄膜结构的影响. 对CH振动区进行了分峰高斯拟合, 定量的分析了个官能团的变化. 利用紫外可见光谱仪分析了热处理前后薄膜在紫外–可见光区域内光学透过率及光学带隙的变化. 结果表明: 随着热处理温度的升高,薄膜中H含量减少, 薄膜中甲基相对含量减少, 而双键、芳香环结构相对含量增加, 在600 nm以后的可见光区, 薄膜的透过率减小. 薄膜光透过率的截止波长红移, 光学带隙减小.关键词：热处理薄膜结构等离子体聚合光学性能     

热处理温度对MgB2超导材料的超导电性及微观结构的影响

采用粉末烧结方法在不同温度（650℃，700℃，750℃，800℃，850℃，900℃）制备了MgB2超导块材．采用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）研究了热处理温度对MgB2超导材料的成相及微结构的影响．采用磁化法测定不同温度制备MgB2超导材料的超导电性．结果显示热处理温度对MgB2超导材料的晶粒尺寸、形状和超导电性有明显影响，700℃制备的MgB2超导体具有最高的临界电流密度和最好的磁通钉扎特性，细小的晶粒尺寸是样品磁通钉扎特性改善的原因．     

热处理温度对MgB2超导材料的超导电性及微观结构的影响

采用粉末烧结方法在不同温度(650℃,700℃,750℃,800℃,850℃,900℃)制备了MgB2超导块材.采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)研究了热处理温度对MgB2超导材料的成相及微结构的影响.采用磁化法测定不同温度制备MgB2超导材料的超导电性.结果显示热处理温度对MgB2超导材料的晶粒尺寸、形状和超导电性有明显影响,700℃制备的MgB2超导体具有最高的临界电流密度和最好的磁通钉扎特性,细小的晶粒尺寸是样品磁通钉扎特性改善的原因.     

强磁场对不同厚度Fe-Ni纳米多晶薄膜的生长过程及磁性能的影响

有无6 T强磁场条件下, 利用分子束气相沉积方法制备了21 nm和235 nm厚的Fe-Ni纳米多晶薄膜. 研究发现, 0 T时, 21 nm厚的薄膜是晶粒堆叠而成, 晶粒尺寸为6–7 nm; 6 T时, 21 nm厚的薄膜首先在基片表面形成了晶粒相互连接的5 nm平坦层, 晶粒沿基片表面拉长, 随后以6–7 nm尺寸的晶粒堆叠而成; 0 T时, 235 nm厚度的薄膜生长初期平均晶粒尺寸为3.6 nm, 生长中期平均晶粒尺寸为5.6 nm, 生长末期薄膜近似柱状方式生长, 晶粒沿生长方向拉长; 6 T时, 235 nm厚度的薄膜在基片表面也形成了晶粒相互连接的5 nm平坦层, 晶粒沿基片表面拉长, 随后以尺寸均匀的6.1 nm晶粒堆叠而成; 而且, 6 T强磁场使得不同厚度薄膜的面外与面内矫顽力都降低.     

真空退火对L1_0-CoPt薄膜结构、磁性及表面形貌的影响

本文利用磁控溅射的方法制备了L1_0-CoPt薄膜,研究了不同退火条件对薄膜结构、磁性以及表面形貌的影响.通过优化退火温度、保温时间以及升温速率,制备出了具有大矫顽力、高矩形比、粗糙度小的垂直各向异性L1_0-CoPt薄膜.实验发现,较高的退火温度有利于克服CoPt薄膜有序化转变所需要的能量,同时适当延长退火时间可以提高CoPt薄膜的扩散系数,从而促使无序相fcc转化为L1_0有序相fct结构.此外,退火过程中减缓升温速率可以有效减小薄膜粗糙度,从而形成平整连续膜.     

强磁场对不同厚度Fe80Ni20薄膜的微观结构及磁性能的影响

有无6 T强磁场条件下利用分子束气相沉积方法制备了不同厚度的Fe₈₀Ni₂₀薄膜. 研究发现, 薄膜的面内矫顽力随厚度增加而降低且符合Neel理论; 矩形比随厚度的增加先快速增大后缓慢降低; 6 T磁场抑制了颗粒团聚及异常长大, 并降低了薄膜表面的粗糙度, 这使薄膜的矫顽力要小于无磁场作用的薄膜, 矩形比大于无磁场作用的薄膜; 而且薄膜在垂直于基片表面的6 T磁场作用下由0 T下的面内磁各向异性转变为磁各向同性.关键词：强磁场气相沉积微观结构磁性能     

Quantum effects in rutherford back-scattering and emission of electrons near a crystal axis

Abstract

By increasing the strength of the interaction potential for a reasonable range of values, we show that the angular pattern of the electron intensity, about a crystallographic axis, changes from one dominated by Bragg peaks to an essentially structureless curve. This retains a significant dependence on h, and by that token cannot be identified with the ‘classical envelope’.     

条形畴结构的FeCoAlON薄膜磁性的研究

用磁控射频溅射法制备了FeCoAlON薄膜, 研究了Al-O和N元素的添加对FeCo合金薄膜的软磁性的影响. 研究结果表明: 随着Al, O, N元素添加量的增加, 薄膜微结构从多晶转化到纳米晶再转化到非晶态, 薄膜表现为软磁性; 在N的含量较高时, 薄膜呈现条形畴结构, 本文对条形畴结构出现的机理和条件作了详细讨论, 并发现具有条形畴结构的薄膜的磁导率频率特性具有多峰共振的特点.关键词：铁钴基合金薄膜条形畴     

铜和镍原子的跃迁振子强度F－值的确定

此文阐述了通过实验测定Ｃｕ和Ｎｉ原子的某些激发能级寿命来确定跃迁振子强度Ｆ－值的方法,并给出主要理论公式和确定结果。     

Synthesis and magnetic properties of multilayer Ni/Cu and NiFe/Cu nanowires

Highly ordered composite nanowires with multilayer Ni/Cu and NiFe/Cu have been fabricated by pulsed electrodeposition into nanoporous alumina membrane. The diameter of wires can be easily varied by pore size of alumina, ranging from 30 to 100 nm. The applied potential and the duration of each potential square pulse determine the thickness of the metal layers. The nanowires have been characterized by transmission electron microscopy (TEM), magnetic force microscopy (MFM), and vibrating sample magnetometer (VSM) measurements. The MFM images indicate that every ferromagnetic layer separated by Cu layer was present as single isolated domain-like magnet. This technique has potential use in the measurement and application of magnetic nanodevices.     

Point Defect Production Under High Internal Stress Without Dislocations in Ni and Cu

Kiritani et al. have observed a large number of small vacancy clusters without dislocations at the tip of torn portions of fcc metals such as Au, Ag, Cu and Ni. Small vacancy clusters, rather than dislocation cell structures, have also been observed after high-speed compressive deformation, suggesting the possibility of plastic deformation without dislocations. In this paper, in order to investigate the mechanism of deformation without dislocations, change in formation energy of point defects under high internal stress was estimated by computer simulation. Elastic deformation up to - 20% strain was found to provide a remarkable lowering of formation energy of point defects. For example, when Ni is subjected to elastic strain, the formation energy of an interstitial atom decreases to 40% that without strain and the formation energy of a vacancy decreases to 51% that without strain. The number of point defects formed under thermal equilibrium during deformation was evaluated. The number was judged to be insufficient for explaining the formation of vacancy clusters as observed in experiments.     

自旋转向相变中的条纹磁畴研究

用光激发电子显微镜研究了Fe／Ni铁磁膜和Co／Cu／Fe／Ni磁耦合膜中的条纹磁畴．实验发现：在Fe／Ni体系中，条纹磁畴宽度随着铁层厚度趋近于自旋转向相变点呈指数下降；在Co／Cu／Fe／Ni体系中，Fe／M层中的条纹磁畴会沿着钴层磁矩的方向排列，其磁畴宽度会随着Co-Fe／Ni间的层间耦合强度呈指数下降．理论上推导出条纹磁畴随着磁各向异性能和层间耦合强度变化的统一公式，而实验结果与理论符合得非常好。     

自旋转向相变中的条纹磁畴研究

用光激发电子显微镜研究了Fe/Ni铁磁膜和Co/Cu/Fe/Ni磁耦合膜中的条纹磁畴. 实验发现：在Fe/Ni体系中,条纹磁畴宽度随着铁层厚度趋近于自旋转向相变点呈指数下降;在Co/Cu/Fe/Ni体系中,Fe/Ni层中的条纹磁畴会沿着钴层磁矩的方向排列,其磁畴宽度会随着Co－Fe/Ni间的层间耦合强度呈指数下降. 理论上推导出条纹磁畴随着磁各向异性能和层间耦合强度变化的统一公式,而实验结果与理论符合得非常好.