一、磁控溅射Cu/Al多层膜的固相反应（论文文献综述）
朱顺进[1]（2021）在《钴铁氧基复合薄膜的生长及其物性研究》文中研究表明随着信息技术的发展,磁性材料在信息存储、微波器件和光信息技术等领域发挥着重要的作用。CoFe2O4由于具有高矫顽场、大的磁致伸缩系数、良好的化学和热稳定性,在磁性存储、磁光器件和复合多铁性材料等领域,具有重要的研究价值和广阔的应用前景。然而,实验制备的CoFe2O4薄膜矫顽场普遍不大,微结构难以调控,这就限制了 CoFe2O4材料的研究和应用。针对这些问题,我们通过使用化学溶液法（CSD）、脉冲激光沉积（PLD）和近几年新发展的起来的磁场辅助脉冲激光沉积（MF-PLD）技术,对CoFe2O4及其复合薄膜进行了研究。获得了具有垂直于基片的柱状微结构的CoFe2O4薄膜,并提高了薄膜的磁性能。1.我们利用HMF-PLD技术,在单晶Si（001）衬底上成功制备出了具有（111）取向的CoFe2O4薄膜,通过改变制备过程中的磁场大小,实现了对CoFe2O4薄膜的晶粒尺寸、应力状态和微结构的调控。通过对薄膜晶粒尺寸和柱状结构尺寸的调控,改变了薄膜晶粒间的磁耦合状态,提高了薄膜的磁性能。在0.7T的磁场环境中制备的薄膜样品的矫顽场达到6kOe。2.通过构建CoFe2O4/La0.7Sr0.3MnO3/CoFe2O4三明治层状结构的复合结构薄膜,我们观察到了复合薄膜由于La0.7Sr0.3MnO3中间层厚度的改变,从刚性耦合到退耦合的变化过程。相较于单一的CoFe2O4层,La0.7Sr0.3MnO3层的引入,提升了复合薄膜的饱和磁化强度。3.利用CSD法制备了 CoFe2O4/La0.7Sr0.3MnO3多层膜,复合薄膜中颗粒间的磁相互作用,会受到硬磁相的晶粒尺寸和软-硬磁界面两个方面的影响。提升薄膜制备过程中退火温度,不仅有利于硬磁相CoFe2O4的晶粒长大,并接近其单畴尺寸,还有利于消除界面处的缺陷。因此,退火温度的升高,增强了复合材料中的耦合刚性,提高了复合薄膜的磁性能。其中,复合薄膜在室温下最大矫顽场为8.27 kOe,最大磁能积可以达到2.4MG·Oe。4.通过不同的摩尔比例混合的CoFe2O4与La0.7Sr0.3MnO3复合靶材制备了相应的复合薄膜,观察到体系中电子的遂穿效应和界面散射会增强薄膜的磁致电阻;另一方面,CoFe2O4和La0.7Sr0.3MnO3界面处,Mn元素的磁矩倾向于与Co元素的磁矩呈相反排列,有利于界面附近的La0.7Sr0.3MnO3层向铁磁金属态转变,根据渗流模型,有利于提高薄膜中的磁电阻转变温度。CoFe2O4摩尔占比为50%的复合薄膜,在200K处1T磁场下的低场磁电阻（LFMR）达到了 19%。5.通过在磁场下制备BiFeO3薄膜,利用磁场改变了薄膜的微结构,实现了柱状生长。随着磁场的增加,薄膜的晶粒尺寸先增大后减小,而晶粒的长大,界面和缺陷的减少,有利于铁电性的增强。磁场下制备薄膜具有的柱状微结构将有利于增强薄膜的压电性能的提升。拓展了 MF-PLD技术的研究体系的范围。综上所述,通过对制备工艺参数的调节,提高了 CoFe2O4及其复合薄膜的磁性,在相应复合薄膜中获得了增强的磁电阻效应,拓展了磁场在样品制备中的应用。
王窈[2]（2021）在《脉冲能量作用下Al/Ni含能多层膜爆炸特性及应用研究》文中研究说明金属薄膜电爆炸驱动飞片技术是一种重要的动高压加载技术,以该技术为核心的冲击片雷管已应用于多个武器型号中。但由于现有的金属电爆炸薄膜电能转化为飞片动能效率较低,使得该技术难以适应未来武器系统小型化的发展需求,亟需开展能量转换效率高、易集成、可靠、安全的新型电爆炸薄膜设计、制备及应用技术研究。为此,本论文从电爆炸金属薄膜材料设计出发,将Al/Ni含能多层膜作为电爆炸材料,系统地开展了Al/Ni含能多层膜材料的制备工艺及微结构、Al/Ni含能多层膜的电学特性、Al/Ni含能多层膜合金化反应机制、Al/Ni含能多层膜电爆等离子体流场特性以及基于Al/Ni含能多层膜的冲击片雷管特性等几个方面的研究。论文的主要研究内容和结论如下:（1）利用磁控溅射制备了不同调制周期的Al/Ni含能多层膜样品,采用TEM、XRD、AFM、DSC、XPS和APT等分析和表征方法对薄膜样品的微观结构、化学成分、粗糙度、放热性、界面结构和成分进行了分析表征。结果表明:制备的Al/Ni含能多层膜成膜质量好,薄膜内部无孔洞、裂纹,叠层结构明显,层与层之间界面平直、清晰。Al/Ni含能多层膜主要以多晶状态存在,由Al和Ni相组成,其中在Al膜和Ni膜界面处存在原子互扩散厚度和原子扩散长度的不对称现象,调制周期为500 nm的Al/Ni含能多层膜,在Al沉积到Ni薄膜界面处的元素混合及原子互扩散层的总厚度为42 nm,而在Ni沉积在Al膜界面处的元素混合及原子互扩散层的总厚度仅为24 nm。同时研究了退火温度和调制周期对Al/Ni含能多层膜相的演变、薄膜微观结构以及原子扩散过程的影响。结果表明:当调制周期小于100nm时,在473 K时开始出现合金化反应,在573 K反应完成;而调制周期大于100nm后,在573 K时才开始出现合金化反应。另外,退火过程中存在Ni元素只向上层Al扩散的异常原子扩散行为,该现象来源于初始态Al/Ni含能多层膜界面的不一致。（2）采用MEMS技术制备Al/Ni含能桥箔换能元样品,在脉冲电流条件下,分别对不同调制周期的Al/Ni含能桥箔换能元的电学特性进行了实验研究。研究发现,换能元的电爆时间和提供给飞片的驱动能量与Al/Ni含能多层膜的调制周期有关。降低调制周期能够有效降低换能元电爆炸时间和提高飞片的驱动能量,调制周期为25 nm的Al/Ni含能桥箔换能元拥有最短电爆时间和最大驱动飞片能量。（3）基于分子动力学计算原理,建立了Al/Ni含能多层膜计算模型,获得了Al/Ni含能多层膜初始温度和调制周期对反应温度、反应时间以及反应速率的影响规律。模拟结果表明,当初始温度低于Al熔化温度时,Al/Ni含能多层膜体系依靠固体扩散,合金化反应速率较慢;当初始温度高于Al熔化温度时,Al/Ni含能多层膜体系出现液体扩散现象,扩散系数较高,合金化反应速率明显增加;同时调制周期的增加会显着提高Al/Ni含能多层膜发生合金化反应的时间。分析了调制周期为25 nm的Al/Ni含能多层膜在电爆炸熔化阶段发生了合金化反应,导致能量转换效率最高,其反应机制可描述为:由于Al原子的低熔点特性,Al/Ni含能多层膜中Al薄膜优先发生熔化,熔化后的Al原子加剧了Ni原子向Al薄膜层扩散,在Al和Ni薄膜界面处产生Al Ni金属间化合物,在此过程中,由于Ni薄膜的存在导致熔化后的Al薄膜层仍然能保持一定的完整性,体积并未明显膨胀,因此Al Ni金属间化合物能继续形核长大,直至反应完成。对Al/Ni含能多层膜电爆炸后产物进行分析表明,反应产物为Al Ni金属间化合物,验证了脉冲能量作用下Al/Ni含能多层膜的合金化反应机制。（4）采用发射光谱法和阴影成像测试了Al/Ni含能多层膜电爆等离子体的特性,分析了Al/Ni含能多层膜调制周期、输入能量对等离子体热力学和动力学的影响规律。结果表明,调制周期为25 nm的Al/Ni含能桥箔换能元产生的等离子体电子温度和密度最高,电爆更加剧烈,因此,周期为25 nm的Al/Ni含能桥箔换能元的电爆等离子体射流膨胀和空气冲击波膨胀速度最大。（5）对Al/Ni含能桥箔换能元对驱动飞片特性进行了研究,并分析了调制周期对飞片速度的影响。结果表明,调制周期为25 nm的Al/Ni含能桥箔换能元电爆驱动的飞片速度最高,与传统Cu桥箔相比,飞片速度提高了28%左右。在此基础上,设计并制备了基于Al/Ni含能多层膜的冲击片雷管样品,开展了加速膛直径对起爆特性的影响研究。研究结果发现,采用加速膛直径为0.8 mm的冲击片雷管起爆HNS-IV炸药的感度最高;采用加速膛直径为0.6 mm和0.4 mm的冲击片雷管起爆HNS-IV炸药的感度基本相当。上述应用研究结果可为高能量转换效率冲击片雷管的设计、制备提供技术支撑。
杨丙文[3]（2020）在《基于锰基尖晶石结构热敏薄膜电阻制备及性能研究》文中提出负温度系数（NTC）的热敏电阻显示出电阻随温度升高呈指数下降的特性。NTC热敏电阻广泛应用于电路保护,温度监控和温度补偿等领域。NTC热敏电阻具有可靠性高,制造成本低,响应速度快,易于更换且适用温度范围广等特点,因此被广泛应用于家用电器,消费电子产品,汽车电子和医疗设备。具有尖晶石结构的化合物AB2O4（A,B=Mn,Ni,Cu,Co,Fe,Cr等）是最为热门的NTC材料,并且得到了最广泛的关注。在尖晶石结构化合物中,金属阳离子位于氧四面体位中心和氧八面体中心位置上。通常采用如下方程表示NTC材料的电性能,R=R0exp（Ea/KbT）,B=Ea/Kb,其中R0是在正无穷大温度下的电阻,T是绝对温度值,Ea是导电活化能,Kb是玻尔兹曼常数。B值是活化能Ea与玻尔兹曼常数Kb的比值。此外,一些宏观物理量,例如R25,B值常数,活化能和响应时间,代表NTC热敏电阻器件的主要特性,是NTC热敏电阻的生产和研究所注重的参数。本论文的研究以锰基NTC材料为研究对象,以固相反应法制备了 MnCoNi三元,MnCoNiCu四元,MnCoCu三元,MnCoCuRu四元的NTC热敏电阻材料,通过改变组成成分、制备工艺等条件,研究上述NTC材料的物相结构、微观形貌、元素分布、价态分布、电阻率、活化能、温度电阻特性等。此外通过一系列半导体工艺,镀膜、光刻、刻蚀等,制备了薄膜NTC传感器。取得了以下的研究成果:（1）固相反应法制备了不同元素配比MnCoNi三元NTC热敏电阻材料,研究了组成成分对其表面形貌、微观结构、离子分布和电性能的影响。随着Co含量的增加,材料的B值出现了小幅度下降,室温电阻率也有下降。通过对Mn1.4Co0.9Ni0.7O4三元NTC经过280℃高温老化,MCN片式热敏器件没有出现大幅度的电性能变化,验证了 MnCoNi三元NTC材料的稳定性和可靠性。通过研究退火温度对Cu掺杂MnCoNi的影响,发现在1200℃下,当退火温度为1200℃时,样品XRD图像特征峰明晰,其B值为3184 K,25℃的电阻率为260Ω·cm,Cu的掺杂可以降低B值和25℃的电阻率。（2）利用固相反应法制备Mn1.5CoNi0.5O4的NTC材料为基础,制备了 NTC材料的片式块体器件。利用Mn1.5CoNi0.5O4陶瓷靶材,通过半导体工艺制造了具有不同膜厚的薄膜MCN热敏电阻器件,并研究了厚度对所制备薄膜的表面形貌,晶体结构,元素分布,响应时间和电性能的影响。片式MCN热敏电阻的响应时间为5.13 s;薄膜厚度为528 nm,610 nm和677 nm的薄膜MCN热敏电阻分别为0.43 s,0.46 s和0.52 s。MCN热敏电阻响应时间比片式MCN热敏电阻低大约一个数量级。（3）通过固态反应方法制备了掺有RuO2（0.1、0.2、0.3）的Mn1.6Co0.4CuO4粉末,运用第一性原理对RuO2的能带结构和态密度（DOS）的模拟分析,解释了 RuO2对MCCR低电阻率的影响,价带顶（VBM）和导带底（CBM）部分重叠,并且跨越穿插费米能级,RuO2具有金属的导电特性。Ru02的添加导致晶体结构的价态和阳离子位置发生变化,Cu2+离子价态改变为Cu+离子,Mn2+离子和Mn3+离子向Mn4+离子的转化。掺杂RuO2后,电阻率,活化能和B值降低,最小电阻率为0.13Ω·cm,活化能为0.115 eV,B值为1329K。（4）选择x=0.1的RuO2掺杂Mn1.6Co0.4CuO4块体靶材,通过一系列的半导体工艺制造MCCR薄膜热敏电阻,包括磁控溅射镀膜,光刻胶涂胶,光刻机曝光,显影,湿法刻蚀等工艺流程制备了 MCCR薄膜热敏电阻,并研究了不同退火温度对电性能和微观形貌结构的影响。不同退火温度的MCCR薄膜热敏电阻传感器在25℃下的电阻为47.31、27.4、18.9和13.56Ω。同时,这些传感器的热时间常数分别为0.78 s、0.97 s、1.05 s和1.24 s,响应时间优于块体片式传感器。
徐秀兰[4]（2021）在《超高纯铁磁性金属靶材溅射镀膜的性能研究》文中研究说明近年来,半导体技术和各种先进电子元器件得到了飞速发展。铁磁性稀有贵金属及其合金溅射靶材作为支撑半导体集成电路、存储芯片等先进元器件制造的重要材料,具有广阔的市场前景。然而,由于铁磁性材料通常具有独特的电、磁等性能,其高纯金属靶材制作难度很大,相关的产品几乎全部被西方企业所垄断,使得我国在智能制造、基础专用材料制备技术和自给保障能力等方面面临“卡脖子”的困局。本文结合我国目前在超高纯铁磁性金属靶材的加工制造方面的不足,一方面开展铁磁性金属靶材溅射镀膜的性能分析,研究靶材的透磁率、元素添加、退火等相关工艺对成膜性能的影响,为高质量、高性能的铁磁性靶材的研发和设计提供科学依据;另一方面,通过引入界面插层、表面活性剂、覆盖不同的保护层、优化热处理温度等手段,进一步研究界面电子结构对铁磁性靶材溅射所得纳米磁性薄膜性能的影响,通过对界面电子结构的调控优化了薄膜的性能,并揭示了其中的调控机理。本论文的主要研究内容及结果如下:（1）研究了 Co靶材的透磁率对溅射薄膜的磁性能的影响。研究发现不同透磁率的Co靶材在相同的溅射工艺条件下,沉积Co薄膜的剩磁比不同。透磁率相对较低（为69.13%）的Co靶材溅射镀膜的剩磁比最高,约为87%,而透磁率相对较高（为82.41%）的Co靶材沉积薄膜的剩磁比不足70%。尽管透磁率不同,但通过在溅射过程中引入诱导磁场,可以使得各靶材溅射镀膜的剩磁比均得到明显的提升。微结构分析揭示了高透磁率的Co靶材沉积的薄膜,晶粒取向分布杂乱,这是导致其剩磁比小的一个重要原因;而通过施加诱导磁场,可以诱导薄膜生长过程中晶粒趋向于规则排列且有序生长,晶粒取向得到改善,从而使得Co薄膜的磁性能得到优化。（2）针对上述靶材制备的Co薄膜,进一步利用基于Ta/Bi双缓冲层的体缺陷工程,有效地调控了 Co薄膜的矫顽力。研究发现引入Ta/Bi双缓冲层Co薄膜的矫顽力比未引入时提高了 6倍左右。随着退火的进行,Bi在样品中发生扩散,使得样品中的体缺陷密度增加,对畴壁的钉扎作用增强,这是导致矫顽力增大的一个重要原因。此外,微结构分析表明,Bi向上层扩散并穿过Co层使得Co薄膜的晶粒取向呈现（002）择优取向分布,造成畴壁能的增大,这是矫顽力变大的另一个重要原因。该研究工作提供了一条调控薄膜的矫顽力的思路。（3）利用CoZrTa和CoZrTaB靶材制备薄膜,研究了 B对薄膜的磁性能的影响。实验结果表明CoZrTaB薄膜相较于CoZrTa薄膜具有更低的矫顽力和更高的磁各向异性。微结构分析揭示了这是由于B元素的加入增大了体系的自由能,增强了晶化的阻力,使得薄膜更趋向于非晶化,导致薄膜更容易磁化。这是获得薄膜良好软磁性能的一个重要原因。本研究结果可以为通过改善B掺杂制备工艺来提高靶材质量提供科学依据。（4）针对上述靶材制备的薄膜,进一步研究了不同覆盖层对CoZrTa薄膜磁性能的影响。实验结果表明对于覆盖Pt的样品,经过退火后使得CoZrTa薄膜磁性能恶化,界面的严重互扩散是磁性能恶化的一个重要原因。而覆盖氧化物Al2O3的CoZrTa样品,经过退火后磁性能得到优化（磁死层降低,Hc降低,Ms增大）。界面化学状态分析揭示了样品由制备态时的弱氧化转变到热处理后的适度氧化,引发了界面氧原子的重构,促进界面处适度的氧化状态。有效的界面的氧迁移是磁性能得到优化的重要原因。（5）研究了不同工艺下制做的NiPt靶材（NiPt1#未退火、NiPt2#退火）溅射成膜的电性能。研究表明,Si/NiPt2#薄膜样品的方阻相较于Si/NiPt1#样品更低。分析表明Si/NiPt2#界面较为平整,对自旋电子的散射作用减少,且与衬底Si形成明显的低阻NiSi相,这是NiPt2#薄膜方阻较低的主要原因。进一步,通过在NiPt1#和NiPt2#薄膜与衬底Si之间引入较薄的Pt插层,有效地降低了薄膜的方阻（约一倍左右）。微结构分析表明插层Pt可以有效地调控Ni向衬底硅的扩散程度,改善并修饰镍硅化物的界面微结构,这是薄膜的电性能提升的主要原因。该研究结果为改善和优化集成电路中金属硅化物的结构以及提高器件的性能提供理论指导。
刘海[5]（2020）在《铁氧体磁性薄膜及在片上电感中的应用研究》文中指出针对电子设备高频化、小型化、高集成度及高可靠性的需求,铁氧体薄膜电感具有优越的应用价值和发展潜力。本论文围绕So C用软磁铁氧体薄膜电感的需求出发,开展了高性能铁氧体薄膜制备和薄膜电感半导体工艺制作两部分研究工作,深入研究了磁化动力与阻力间竞争关系、磁化机制与磁畴形态间关系,解决了各向异性调控、铁氧体薄膜的低温晶化及与半导体工艺兼容等关键问题。其中,高性能铁氧体薄膜研究工作又基于磁控溅射和旋转喷涂两种沉积技术展开。首先,基于磁控溅射,进行了靶材主配方、靶材烧结保温时间和磁控溅射磁场诱导的研究。结果表明:（1）增加靶材中的Cu O含量,NiZn铁氧体的磁晶各向异性将不断下降。考虑到烧结致密化和离子占位,Cu O含量为4.0 mol%时,可以得到较高的Ms。由Cu O在NiZn铁氧体中的助熔作用引起的晶粒尺寸的增加也将对提高磁导率做出巨大贡献。（2）通过洛伦兹电镜表征和磁谱拟合分离计算得出,随着靶材烧结保温时间的增加,畴壁位移逐渐成为动态磁化的主要磁化机制。当工作温度从22°C升高到100°C,畴壁位移和磁畴转动两种磁化机制贡献的比值首先增加,随后保持不变。对于平均晶粒尺寸为10.8μm的样品,在80°C时,各向异性的变化对畴壁位移机制的影响更大。（3）在溅射沉积铁氧体薄膜的过程中施加平行诱导磁场时,铁离子倾向于占据八面体位置,从而导致晶格常数减小、（400）择优取向增强、以及饱和磁化强度和磁导率的增大。通过计算离子占位和有效磁晶各向异性常数,用随机各向异性理论解释了的增加和矫顽力的降低。随着诱导磁场引入各向异性,铁磁交换长度逐渐减小,实现了增加NiZn铁氧体各向异性的同时降低其矫顽力。然后,基于旋转喷涂沉积,开展了主配方、氧化剂浓度、衬底类型、磁场诱导四部分研究工作,成功在120°C左右制备了NiZn铁氧体薄膜,解决了软磁薄膜与半导体工艺兼容的低温晶化问题。结果表明:（1）主配方中铁含量增加时,NiZn铁氧体的显微形貌和磁性能发生了明显变化。旋转喷涂NiZn铁氧体薄膜中出现的（222）择优取向是因为薄膜的生长主要为B位铁离子和氧离子在（222）晶面上的密堆积,并且均匀的三角形晶粒形态也证实了（222）择优取向的存在。一阶反转曲线测量显示,存在（222）择优取向时,晶粒尺寸更不均匀,尺寸分布变得更宽。在铁含量增加的过程中主要磁化机制由磁畴转动变成畴壁位移,提高了磁导率。（2）提升氧化剂Na NO2浓度,薄膜样品的平均晶粒尺寸和饱和磁化强度逐渐增加;当氧化剂浓度过高时,薄膜的（222）择优取向生长被破坏,晶粒出现了团聚和不均匀生长,同时由三角形片状晶粒转变为球形晶粒,平均晶粒尺寸的增加使得薄膜的磁化机制以畴壁位移为主。（3）衬底过高的热导率会使铁氧体的晶化反应不再被限制在衬底表面发生,化学反应将在温度过高的液膜中发生,从而导致更高的沉积速率和更大的晶粒尺寸,但饱和磁化强度和磁导率出现下降。（4）增加面内平行诱导磁场,NiZn铁氧体的（222）择优取向逐渐削弱。显微形貌上,伴随（222）择优取向的消失,样品的晶粒从三角形片状晶粒也逐渐转变为均匀的球形晶粒。平均晶粒尺寸的下降以及致密度的降低导致薄膜矫顽力及饱和磁化强度同时降低。磁场诱导的面内各向异性与薄膜本身的（222）择优取向生长发生了冲突,降低了旋转喷涂NiZn铁氧体薄膜的磁导率。最后,采用环形螺线管薄膜电感的设计,进行了薄膜电感的COMSOL仿真,并完成了薄膜电感的制作和测试。结果表明:（1）仿真显示,匝数越多,磁性薄膜对电感值的提升越大,品质因数在低频段时呈现和空心线圈相反的规律,匝数越多品质因数越高,但随着工作频率的提升,匝数越多品质因数反而越低;磁性薄膜宽度和厚度的增加可提升磁性薄膜总磁通量,增加电感的电感值和品质因数。但随着磁性薄膜宽度的提升,寄生损耗逐渐增大,品质因数随厚度增加提升的幅度越来越低。（2）使用探针台对片上薄膜电感实物进行测量,在集成1μm铁氧体磁性薄膜后,电感值L和品质因数Q在100 MHz下分别从空心电感的5.88 n H和1.18提升到7.21 n H和1.7,提升幅度分别为22.6%和44%。
惠健[6]（2020）在《组合材料技术在多层膜固相反应中的应用研究》文中研究指明纳米多层膜因其独特的人工调制的多层结构而获得了优异的性能及特殊的物理效应,这些特性使其在微电子及加工制造业等领域得到了广泛使用,但产业化的迅速发展对纳米多层膜的性能提出了更高的要求。纳米多层膜的性能主要受微观结构的影响,而微观结构由固相反应过程所决定。因此掌握纳米多层膜的微观结构在固相反应过程中的演变规律,通过调整多层膜的固相反应参数实现对其微观结构的调控,是加速多层膜产业化进程的关键。针对多层膜固相反应研究中结晶相的形成顺序及相结构的非晶化转变的研究不足的现状,本课题提出了以组合材料多层膜制备、高通量实验表征及自动化数据处理为一体的组合材料方法。利用该方法快速对不同等温固相反应参数下的组合材料多层膜的相结构演变规律进行了系统分析,并在等温固相反应研究的基础上开发了适用于多组分多层膜的固相反应分析的非等温原位表征技术,加速了多层膜固相反应的研究进程。为开发及筛选性能优异的多层膜材料提供了新的研究视角。与此同时,也为组合材料多层膜技术在相图领域及快速筛选非晶合金领域的应用奠定了基础。主要研究结果如下:1)以Cu-Cr-Co组合材料多层膜为例,研究了不同退火温度、退火时间及调制周期下的结晶相的演变规律。利用高通量离子束溅射设备快速制备了不同调制周期的Cu-Cr-Co组合材料多层膜,并在973K和1073K下进行了等温退火处理。利用同步辐射微束X射线衍射（XRD）+X射线荧光光谱分析（XRF）快速表征了组合材料多层膜的结构及成分,结合自动化数据处理程序构建了Cu-Cr-Co组合材料多层膜的成分-相结构分布图。利用飞行时间二次离子质谱仪（To F-SIM）对多层膜深度方向的元素分布进行了表征分析。研究表明,改变等温固相反应温度获得的Cu-Cr-Co组合材料多层膜的相分布演变趋势与传统平衡相图的变化趋势几乎吻合,但在退火温度为1073K时所对应的相区分布范围与传统等温截面相图在升高约200K时的相分布范围接近。在温度相同时,调制周期越短,等温固相反应时间越长,相分布范围越接近高温平衡相图且深度方向元素分布越均匀。2)分别以Ti-Ni-Cu和Ge-Sb-Te组合材料多层膜为晶态前驱体及非晶态前驱体代表,系统研究了不同前驱体状态下的组合材料多层膜在固相反应过程中的相结构非晶化演变的规律。通过调整镀膜顺序、退火温度、调制周期等来研究其对多层膜固相反应中相结构非晶化转变的影响。利用同步辐射高通量XRD、微区面扫描XRF及卢瑟福背散射分析（RBS）,快速表征了组合材料多层膜的结构及成分。利用透射电子显微镜（TEM）和To F-SIMS分析了不同制备参数下的多层膜在低温长时间固相反应前后深度方向的晶体结构及元素分布。结果表明,当前驱体为晶体时,低温长时间固相反应过程中,晶体结构逐渐向非晶结构转变是由Ti-Ni-Cu体系中的非晶组元Ti元素的快速扩散引起的且镀膜顺序对其最终产物的影响大于调制比。当前驱体为非晶时,低温长时间固相反应过程中,Ge-Sb-Te组合材料多层膜的非晶结构的热稳定性受调制周期、镀膜顺序等影响,调制周期越小,膜层设计越利于相互扩散,非晶稳定性越高。通过对多层膜在固相反应过程中相结构非晶化转变的系统研究,验证了组合材料技术的高效性及在快速筛选非晶合金成分领域的可行性及科学性。3)利用高通量离子束溅射设备在超快纳米差示扫描量热仪（Nano-FDSC）的器件上制备了Ge2Sb2Te5（GST）、Sc0.2Sb2Te3（SST）单组分多层膜及GST+SST多组分多层膜。开发了新的适用于高温领域的Nano-FDSC原位表征技术,快速获取了多层膜在固相反应过程中的类玻璃化转变温度、结晶温度、固-固相变温度及熔点等。通过与单组分实验数据对比,验证了该方法可实现对多组分多层膜的原位表征。为实现对成分连续变化的组合材料多层膜的固相反应的高通量Nano-FDSC原位表征奠定了基础。
朱焱麟[7]（2020）在《高锂离子电导率锂镧锆/钛氧基固体电解质材料的制备与性能优化研究》文中研究说明经过近三十年的发展,锂离子电池在民用与军用领域发挥着日益重要的作用。传统锂离子电池采用电解液技术,能量密度与功率密度提升潜力有限。全固态电池具有突破上述限制的潜力,同时可以大幅提高电池的安全性。固体电解质材料是全固态电池技术的关键。氧化物固体电解质具有电化学性质稳定、环境耐受性好以及兼容锂金属负极等优点,受到学术界与工业界的重点关注。然而,与电解液相比,氧化物固体电解质室温锂离子电导率较低且制备成本较高。本文从锂镧锆/钛氧基固体电解质材料的构效关系入手,发展了一套性能预测、配方快速筛选、性能优化和低成本制备的创新研究与应用方法体系,期望为新型固体电解质的制备与性能优化提供研究方法、工艺方案和启发性的科学认知。本文主要研究结果如下。1、建立机器学习模型,预测镓掺杂锂镧锆氧(Li2La3Zr2O12,LLZO)固体电解质锂离子电导率。LLZO固体电解质性能优异,是开发全固态锂电池理想的备选材料。但是,难以制备室温下稳定的高电导率立方相制约了LLZO的应用与发展。研究发现,引入镓元素有助于获得室温下稳定的立方相LLZO,但最佳掺杂含量尚有争议。本文基于对氧化物固体电解质构效关系的理解,从相关性、准确性等方面综合考虑选取材料特征参数,基于支持向量回归方法,提出了锂离子电导率预测模型,具体内容如下。（1）采用自然语言处理技术,收集了286篇文献中的470种无机材料的锂离子电导率性能数据与成分、晶体结构参数等性质数据;（2）基于锂离子在材料中输运的机理,采用逻辑回归模型,选取了7种与锂离子电导率密切相关的特征参数用于建立机器学习预测模型;（3）采用这7种特征参数作为输入参数,提出基于支持向量回归的锂离子电导率预测模型;（4）通过该模型,预测了不同镓掺杂含量（0 at.%到20 at.%）LLZO室温锂离子电导率。2、高通量实验筛选镓掺杂LLZO薄膜固体电解质的最优成分。根据机器模型筛选结果,基于元素扩散动力学机理以及薄膜结晶动力学机理,采用高通量磁控溅射技术,制备了镓掺杂LLZO样品库（0 at.%到20 at.%）。以低电子电导率与高锂离子电导率为筛选目标,采用高通量霍尔效应测试技术与电化学阻抗谱测试技术对LLZO样品库进行了电化学性能表征。表征结果显示,镓掺杂含量与LLZO电子电导率没有呈现出较强的相关性,与LLZO锂离子电导率则呈现出较强相关性。LLZO锂离子电导率随着镓掺杂含量的增加,呈现先增加后减小趋势,与模型预测变化趋势基本吻合。导致这种趋势的原因是,镓元素增强了LLZO立方相结构在室温下的稳定性,降低了锂离子在LLZO中的传输势垒,电导率增加;当占据锂位的镓元素过量时,较强的库伦斥力增加了锂离子在LLZO中的传输势垒,电导率降低。最终,通过高通量实验确定镓元素最佳掺杂比例为16 at.%。3、镓掺杂LLZO薄膜固体电解质的性能优化。锂离子在晶界处累积形成电阻较高的空间电荷层,导致晶界电阻较高,是LLZO薄膜固体电解质总体锂离子电导率较低的重要原因。基于对薄膜生长动力学以及锂离子在LLZO中输运机理的分析,通过多层磁控溅射技术,制备了由重复的LLZO/Li2CO3/Ga2O3超薄层单元组成的LLZO薄膜前驱体。将该前驱体薄膜在600℃下退火2小时,制备了具有立方相、晶粒之间分布非晶区域的高导电LLZO薄膜。非晶区域可以为锂离子提供额外的空位,减少空间电荷层厚度,降低晶界电阻,为锂离子的传输提供势垒较低的路径。受益于具有较低传输势垒的锂离子传输路径,本文提出的LLZO薄膜具有高达6.36×10-4 S/cm的室温锂离子电导率,有望应用于薄膜全固态锂电池。4、低成本制备高品质锂镧钛氧(Li0.33La0.56TiO3,LLTO)固体电解质。对钙钛矿结构的LLTO粉体材料的结晶动力学机理认识,设计了一步水热合成的方法,通过调控溶剂环境与反应温度,得到物相理想的LLTO固体电解质材料。通过变温中子衍射表征,发现利用该方法制备的LLTO粉体材料在高温下物相保持稳定,晶格参数有变大的趋势。最后,通过该方法合成的LLTO固体电解质锂离子电导率为3.1×10-5 S/cm,说明本文设计的水热合成方法具有良好的效果。总之,本文围绕新型锂离子电池固体电解质制备与性能优化研究与应用方面的关键环节与技术挑战,发展了数据驱动与高通量实验结合的成分快速搜索方法,丰富了薄膜与粉体固体电解质的工艺策略与制备方法,对以氧化物固体电解质为代表的新型固体电解质的理性设计、性能优化与放大制备有重要的指导意义。对于大规模储能、电动汽车和消费电子等涉及高性能储能技术的领域,本论文涉及的方法与技术均具有重大的实用价值。
许梦其[8]（2020）在《Y3Fe5O12靶材的制备及基于其单晶薄膜的纯自旋流自旋阀效应的研究》文中研究表明电子有两个属性:电荷和自旋。在之前的几十年,基于电子电荷属性的传统微电子学蓬勃发展,但其存在着功耗高,集成度低的问题。为了解决这些问题,人们把目光转向电子的另一个属性,即自旋。自1988年在磁性多层膜中发现巨磁阻（GMR）效应以来,出现了一个基于电子自旋属性的新兴的物理学和技术分支--自旋电子学。与传统的半导体器件相比,在基于电荷的电子设备中增加自旋自由度或单独操控自旋会增添很多优势:非易失性,高速度,低功耗以及高集成密度。在自旋电子学中,电子的自旋和电荷属性同时被操纵。为了将自旋引入基于电子电荷属性半导体技术中,自旋流的有效注入,传输,控制和操纵以及检测等十分重要。在最近实验中,研究者们通常利用自旋霍尔效应,自旋泵浦,光激发,自旋塞贝克等进行自旋流注入。在自旋流注入实验中用到的所有铁磁性材料中,Y3Fe5O12（YIG）作为一个亚铁磁绝缘体材料,由于其阻尼小,电绝缘性能好,居里温度高,化学稳定性高等特点,能够大大减少了电子器件的焦耳热,具有巨大的应用潜力。关于对自旋流的检测,研究者通常采用非磁重金属（例Pt,W、Ta等）,通过逆自旋霍尔效应将自旋流转换为可探测的电流。本论文的工作之一就是钇铁石榴石型铁磁绝缘体靶材的制备以及其单晶薄膜的生长。在烧制靶材过程中我们利用硝酸融合烧结法,与传统的固相反应的方法相比,这种方法可以让原料Y203,Fe2O3在烧结过程中充分混合,提高了靶材纯度。经过预烧结,高温烧结成功地烧制出高纯度两英寸YIG圆柱形靶材。我们利用XRD衍射和AGM分别对靶材粉末的微观结构和磁性能进行了测试。以此为基础,我们利用自主烧结的靶材通过磁控溅射技术在GGG衬底上制备YIG薄膜,通过AGM,XRD和铁磁共振测量系统对生长出来的薄膜进行表征。本文的另外一项工作是制备YIG/Pt/NiFe/IrMn磁性多层结构,并在其中观察到纯自旋流铁磁性非共线自旋阀效应。在这种结构中,通过逆自旋霍尔效应测量得到的电压取决于NiFe层的磁化状态（饱和或不饱和）,这样就产生了类似自旋阀的行为。我们认为这种效应的产生是由于NiFe层不同磁化状态下Pt/NiFe界面自旋透过性不同。我们发现逆自旋霍尔电压幅值的变化高达120%。并且,我们证明了此种自旋阀效应的可靠性和稳定性,并确定其来源。总之,我们最后提供了一种基于纯自旋流的铁磁性非共线自旋阀。
何强[9]（2020）在《TiO2/C界面以及N掺杂TiO2电化学性能研究》文中研究指明锂离子电池作为储能设备之一,以其较成熟的应用仍然备受关注。在负极材料中,Si负极具有高的理论比容量,被认为是一种有希望取代传统碳的负极材料。对Si负极性能的改进经历了从纳米化到复合化再到分级复合结构的设计历程,虽然对Si基负极的电化学性能取得了明显改善,但其性能的稳定性和一致性欠佳致使其还无法在商用锂离子电池中取得广泛应用。究其原因在于对Si基复合结构中所存在的异质界面的基本性能还不是很清楚,因此,Si基负极材料中关于异质界面的研究对提升和稳定Si基负极材料意义重大,对此,本论文进行了以下研究。1、基于Si@C@TiO2包覆结构中的TiO2/C界面,采用多层膜结构模型（非晶TiO2/C多层膜）,探讨TiO2/C异质界面的电化学性能。结果表明:1)非晶TiO2/C界面具有较强的储锂能力。动力学分析发现,局部界面Li+浓度梯度与界面之间Li+浓度梯度能够促进Li+的输运。2)锐钛矿TiO2/C负极中C层对TiO2产生了不同浓度的掺杂,合适的TiO2/C厚度搭配可获得最佳电化学性能(10:5厚度比的试样比容量大幅度提升(900.6 mAh g-1),Li+表观扩散系数也最大（0.131）)。2、设计了均匀N掺杂TiO2的实验,研究其电化学性能的变化。实验结果表明N掺杂的非晶TiO2（TiON）的比容量高于非晶TiO2（a-TiO2）的比容量,而且其比容量是锐钛矿结构（c-TiON）的3倍多,是未掺杂锐钛矿TiO2（c-TiO2）的2倍多;N掺杂可以提升TiO2的首次库伦效率（从小于50%到大于80%）,而且TiON表现处更好的Li+扩散系数。分析发现,TiON优异的电化学性能是体电化学反应和赝电容特性的协同作用结果。3、在Si/C多层膜中引入Cu膜,由于Cu对Li+较低的扩散势垒,Cu膜的存在增强了Li+扩散与负极材料导电性。同时Cu膜由于良好的延展性,对结构的稳定与材料性能的充分发挥有促进作用,提高了负极材料的比容量与倍率性能。
任莹莹[10]（2020）在《Zr-Si多层膜的抗氧化性能和界面演化研究》文中研究指明核级锆材一直广泛应用于反应堆堆芯包壳材料,但福岛核事故后提高燃料包壳的抗高温氧化性成为了亟待解决的问题。对于核燃料包壳而言,关键在于降低燃料包壳与高温水蒸气的氧化动力学。基于这一理念,提出了研发新型的抗高温氧化包壳材料和具有优异抗高温氧化腐蚀性的涂层两种主要的策略,然而新型包壳材料的研发需要较长的周期,表面涂层是短期最有效的方式能够使锆合金长期在工作介质中表现出优异的抗高温耐腐蚀以及阻氚阻氦等性能,致密的氧化层的形成以及涂层结构的稳定性对提高锆合金在反应堆环境下的安全性、可靠性具有重要的意义。目前,锆合金表面抗氧化涂层的研究主要涉及Fe Cr Al、MAX、陶瓷、硅化物、Cr基涂层等,大量的实验研究也证明了涂层可提高锆合金基体的抗高温氧化性,但是由于单个涂层在高温氧化环境下会出现偏析、元素扩散、裂纹、溶解及形成没有保护性的物相等缺陷,因此设计了多层膜结构的涂层提高基体的抗氧化性能,其设计结合了单个涂层的优势如力学性能和抗氧化性能。重要的是,横向存在的界面可以阻碍氧的内扩散,裂纹的发展以及元素的迁移,进而提高涂层的抗氧化性及耐腐蚀性。涂层的质量对提高包壳在复杂环境下的应用性能至关重要,考虑到多层膜体系结构的优点,因此找到适合多层膜体系的材料非常重要。本论文采用先进的远源等离子体溅射系统（Hi TUS）制备出致密的Zr/X（X为Si、Cr、Ni）体系的多层膜涂层,除此之外还制备了Cr/Si涂层,通过调整涂层的结构研究其在不同环境下的氧化腐蚀行为。对Zr/Cr多层膜进行400°C,60 h空气氧化后,实验研究发现虽然氧在金属Cr层中具有较低的扩散系数,但是因金属Cr层具有大量的柱状晶而提供了氧快速扩散的通道,因此导致涂层的内部Zr层发生氧化,而金属Cr层并没有发生完全氧化。尽管氧化后的Zr/Cr多层膜结构稳定存在,但是Zr/Cr多层膜并没有有效地阻碍氧的内扩散,说明含有柱状晶结构的涂层表现出弱的阻氧能力。对Zr/Ni多层膜进行400°C,60 h空气氧化后,实验研究发现Ni层在氧化过程中发生严重扩散行为导致界面处较大的孔洞形成,Zr、Ni界面之间失去较强的结合力,多层膜结构破坏的原因在于Ni在Zr中具有较高的扩散系数,所以在氧化的过程中Ni层向Zr层发生严重扩散行为,但是由于氧在Ni层中具有较低的扩散系数,所以只有最外层Zr层发生氧化生成氧化锆。虽然Zr/Ni多层膜阻碍了氧的内扩散,但是由于Zr、Ni之间的严重扩散造成了多层结构破坏,说明涂层结构的设计需要考虑元素之间的互扩散系数。对Zr/Si多层膜进行400°C不同氧化时间（10 h-200 h）的空气氧化后,研究发现只有第一层Zr层被完全氧化,Si层依然是非晶态且厚度基本变化不大。在Zr O2/Si界面及Zr/Si界面处分别形成Zr-Si-O非晶层、Zr-Si非晶层,其中一旦形成Zr-Si-O（ZSO）非晶层,则在氧化的过程中保持Zr O2/ZSO/Si稳定的体系,Zr-Si非晶层的厚度随着氧化时间的增加趋于稳定状态。由于氧在Si中具有较低的扩散系数,而且Si在Zr层中的扩散系数也比较低,所以结构保持稳定。纳米压痕测试及有限元模拟实验证明氧化后涂层的硬度和弹性模量值显着变化主要取决于Zr层的氧化。氧化机理研究表明Zr-Si-O非晶层的形成以及Si层的作用使得涂层在整个的氧化过程中保持结构稳定性,且具有优异的抗氧化性。当不同调制结构的Zr/Si多层膜在高温高压反应釜（320°C、15.5 MPa）中进行不同时间（10-200 h）氧化后,只有最外层Zr层完全被氧化,在Zr O2/Si界面处形成Zr-Si-O非晶层,形成稳定的Zr O2/ZSO/Si体系,Zr、Si扩散形成Zr-Si非晶层;但是当调整Zr、Si层厚度20 nm左右时,可看到多层结构完全被破坏,这是因为较薄的Si层扩散到Zr层而被完全消耗。当增加Si层厚度,研究Zr/Si多层膜在高温环境（600°C、800°C）下空气氧化行为,发现600°C氧化20 h后,多层膜结构保持稳定,只有最外层Zr层发生氧化,内部的Zr层因Si的扩散完全形成Zr-Si混合层;800°C氧化20 h后,温度升高促进Zr、Si之间的扩散,界面不平整,但多层膜结构依然完整。对于Zr层的结构分析,除了最外层Zr氧化,涂层内部的部分Zr层也发生氧化且形成Zr-Si-O层,而靠近基体处的Zr层形成Zr-Si层;对于Si层结构变化,分析得知第一层Si层形成非晶Si O2和结晶Si两种不同的结构,其余Si层未发生氧化,高温条件下因最外层Zr层厚度较薄,所以在Zr O2/Si界面处没有形成非晶Zr-Si-O层。高温氧化实验再次证明了Si的厚度不仅能够稳定多层膜结构,而且有效阻碍氧的内扩散,提高涂层的抗氧化性。作为Zr/Si多层膜对比实验,研究了Cr/Si多层膜在高温环境的氧化行为,经过800°C、20 h氧化后,发现Cr、Si之间的元素扩散更为剧烈,结构破坏,Cr、Si之间因为扩散形成Cr-Si层,在氧化的过程中由于Si层的外扩散导致涂层的表面氧化形成Si O2,而不是氧化铬,内部的膜层并没有被氧化,可能是Cr-Si层的形成对氧的内扩散起到了屏蔽作用,所以涂层表现出良好的抗高温氧化性,但是表面形成的Si Ox在水热腐蚀环境下会发生溶解现象,Cr层并没有隔绝Si与水溶液的接触,所以不适用于反应堆环境。大量的实验研究表明多层膜结构的热稳定性及抗氧化性要根据元素的扩散行为、结构的演变及氧化行为进行设计。
二、磁控溅射Cu/Al多层膜的固相反应（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、磁控溅射Cu/Al多层膜的固相反应（论文提纲范文）
（1）钴铁氧基复合薄膜的生长及其物性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 尖晶石铁氧体的研究 |
| 1.2.1 尖晶石磁性的基本知识 |
| 1.2.2 软硬磁复合 |
| 1.3 复合材料在低场磁电阻(LFMR)中的应用 |
| 1.3.1 庞磁电阻效应(CMR) |
| 1.3.2 低场磁电阻效应(LFMR) |
| 1.3.3 低场磁电阻(LFMR)效应的研究现状 |
| 1.4 多铁性材料的研究 |
| 1.4.1 多铁材料的研究背景 |
| 1.4.2 单相多铁材料 |
| 1.4.3 复合多铁材料 |
| 1.4.4 磁电耦合机制 |
| 1.5 磁场下PLD薄膜制备技术的研究和发展 |
| 1.5.1 磁场下PLD技术的理论研究 |
| 1.5.2 磁场下PLD技术的实验发展 |
| 1.6 本文的研究意义与内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 磁场下CoFe_2O_4薄膜的制备与磁性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 CFO薄膜的制备 |
| 2.2.1 CFO靶材的制备 |
| 2.2.2 CFO薄膜的制备 |
| 2.3 CFO的物相及微结构表征 |
| 2.3.1 CFO薄膜的物相表征 |
| 2.3.2 CFO薄膜的微结构表征 |
| 2.4 CFO薄膜的元素价态表征 |
| 2.5 CFO薄膜的磁性 |
| 2.5.1 薄膜的室温磁性 |
| 2.5.2 薄膜的低温(5K)磁性 |
| 2.5.3 薄膜晶粒间相互作用的讨论 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 CoFe_2O_4与La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3的复合薄膜的磁性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 CFO与不同厚度的LSMO复合 |
| 3.2.1 薄膜的制备与表征 |
| 3.2.2 薄膜的磁性 |
| 3.3 CoFe_2O_4与La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3的多层复合薄膜 |
| 3.3.1 CFO/LSMO多层膜的制备 |
| 3.3.2 CFO/LSMO多层膜的微结构表征 |
| 3.3.3 复合薄膜的磁性 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 (La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3)_(1-x):(CoFe_2O_4)_x复合薄膜的低场磁电阻(LFMR)研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品的制备 |
| 4.2.1 靶材的制备 |
| 4.2.2 薄膜的制备 |
| 4.3 薄膜物相的表征 |
| 4.4 薄膜微结构的表征 |
| 4.5 薄膜磁性和电输运表征 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 磁场下BiFeO_3的制备与物性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 磁场下BiFeO_3薄膜的制备 |
| 5.2.1 靶材的制备 |
| 5.2.2 薄膜的制备 |
| 5.3 物相和微结构表征 |
| 5.3.1 薄膜的物相表征 |
| 5.3.2 薄膜的微结构表征 |
| 5.4 薄膜的铁电性表征 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文及其他研究成果 |
（2）脉冲能量作用下Al/Ni含能多层膜爆炸特性及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.1.1 含能多层膜 |
| 1.1.2 金属薄膜电爆炸驱动飞片技术 |
| 1.1.3 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 Al/CuO含能多层膜国内外研究现状 |
| 1.2.2 Al/Ni含能多层膜国内外研究现状 |
| 1.3 本论文选题及主要研究内容 |
| 第二章 Al/Ni含能多层膜的制备与表征 |
| 2.1 薄膜制备工艺研究 |
| 2.1.1 磁控溅射原理 |
| 2.1.2 Al和Ni单层薄膜制备 |
| 2.2 Al/Ni含能多层膜设计 |
| 2.3 Al/Ni含能多层膜表征 |
| 2.3.1 Al/Ni含能多层膜微观结构 |
| 2.3.2 Al/Ni含能多层膜晶型结构 |
| 2.3.3 Al/Ni含能多层膜粗糙度 |
| 2.3.4 Al/Ni含能多层膜界面结构 |
| 2.3.5 Al/Ni含能多层膜放热性 |
| 2.4 Al/Ni含能多层膜稳定性 |
| 2.4.1 温度对Al/Ni含能多层膜稳定性的影响 |
| 2.4.2 温度对Al/Ni含能多层膜放热性的影响 |
| 2.4.3 调制周期对Al/Ni含能多层膜稳定性的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 Al/Ni含能桥箔换能元电学特性及反应机制研究 |
| 3.1 Al/Ni含能桥箔换能元设计与制备 |
| 3.2 脉冲能量输出特性 |
| 3.3 Al/Ni含能桥箔换能元电学特性 |
| 3.3.1 Al/Ni含能桥箔换能元电学特性 |
| 3.3.2 Al/Ni含能桥箔换能元电爆换能过程 |
| 3.4 脉冲能量加载下Al/Ni含能多层膜反应动力学模拟 |
| 3.4.1 分子动力学简介及模拟步骤 |
| 3.4.2 计算模型与方法 |
| 3.4.3 调制周期对Al/Ni含能多层膜合金化反应过程中温度的影响 |
| 3.4.4 调制周期对Al/Ni含能多层膜合金化反应过程的影响 |
| 3.5 脉冲电流下Al/Ni含能多层膜反应机制 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 Al/Ni含能多层膜能量释放对等离子影响效应研究 |
| 4.1 电爆等离子体热力学性质研究 |
| 4.1.1 电爆等离子体诊断装置 |
| 4.1.2 调制周期对Al/Ni含能桥箔换元等离子体发射光谱影响 |
| 4.1.3 调制周期对Al/Ni含能桥箔换元等离子体电子温度和密度的影响 |
| 4.2 电爆等离子体动力学特性研究 |
| 4.2.1 纹影摄像测试原理 |
| 4.2.2 纹影摄像测试系统 |
| 4.2.3 实验结果与讨论 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 Al/Ni含能多层膜的应用研究 |
| 5.1 调制周期对Al/Ni含能桥箔换能元驱动飞片速度的影响 |
| 5.1.1 飞片速度测试方法 |
| 5.1.2 飞片速度测试系统 |
| 5.1.3 飞片速度测试结果 |
| 5.2 飞片冲击加载脉冲特性研究 |
| 5.2.1 测试方法 |
| 5.2.2 测试结果 |
| 5.3 起爆HNS-IV结果 |
| 5.3.1 飞片完整性测试方法 |
| 5.3.2 飞片完整性测试结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（3）基于锰基尖晶石结构热敏薄膜电阻制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 NTC热敏电阻的研究现状 |
| 1.2.1 国外研究进展 |
| 1.2.2 国内研究进展 |
| 1.3 热敏电阻的发展趋势 |
| 1.4 锰基尖晶石热敏电阻材料的结构与电性能分析 |
| 1.4.1 尖晶石晶体结构 |
| 1.4.2 尖晶石热敏电阻导电机理 |
| 1.5 常见的NTC元器件制备方法 |
| 1.5.1 固相反应法 |
| 1.5.2 厚膜工艺方法 |
| 1.5.3 薄膜工艺方法 |
| 1.6 课题的提出及研究内容 |
| 1.6.1 NTC材料和热敏电阻器件目前存在的问题 |
| 1.6.2 本论文的研究内容 |
| 1.6.3 本论文的创新处 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 实验原材料 |
| 2.2 样品制备用到的仪器 |
| 2.3 核心实验仪器 |
| 2.3.1 溅射镀膜机 |
| 2.3.2 接近式曝光机 |
| 2.3.3 湿法刻蚀平台 |
| 2.4 样品测试与表征 |
| 2.4.1 粉末粒度分析 |
| 2.4.2 热分析 |
| 2.4.3 X射线衍射仪 |
| 2.4.4 扫描电子显微镜 |
| 2.4.5 X射线能谱分析 |
| 2.4.6 三维光学轮廓仪 |
| 2.4.7 高精度恒温油槽 |
| 2.4.8 X射线光电子能谱(XPS) |
| 第三章 MCN热敏组成成分、烧结温度对电性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验 |
| 3.2.1 Mn_(2-2x)Co_(3x)Ni_(1-x)O_4 (x= 0.1-0.45)材料的固相反应法合成 |
| 3.2.2 Mn_(2-2x)Co_(3x)Ni_(1-x)O_4 (x= 0.1-0.45)材料和器件的表征与电性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 MCN材料的物相分析 |
| 3.3.2 MCN材料的表面形貌分析与元素分布分析 |
| 3.3.3 MCN材料中的Mn、Co、Ni、0元素的光电子能谱分析 |
| 3.3.4 Mn_(2-2x)Co_(3x)Ni_(1-x)O_4 (x=0.1-0.45)片式器件的电学性能分析 |
| 3.3.5 Mn_(1.4)Co_(0.9)Ni_(0.7)O_4 (x=0.3)片式热敏器件的老化分析 |
| 3.3.6 烧结温度对于Cu掺杂MnCoNi材料电性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Mn_(1.5)CoNi_(0.5)O_4薄膜和块体热敏电阻的形貌、电性能和灵敏度的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验 |
| 4.2.1 片式热敏电阻及NTC靶材的合成 |
| 4.2.2 制备薄膜NTC热敏电阻 |
| 4.2.3 表征与分析 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 制备过程中球磨混合氧化物的粒度分析 |
| 4.3.2 制备靶材中固相反应的热力学分析 |
| 4.3.3 NTC粉末和薄膜的物相分析 |
| 4.3.4 NTC薄膜层的表面形貌与元素分布分析 |
| 4.3.5 NTC薄膜热敏器件的表面形貌与元素分布分析 |
| 4.3.6 MCN薄膜层和MCN块体的光电子能谱分析 |
| 4.3.7 薄膜NTC器件和片式NTC器件的电性能分析 |
| 4.3.8 薄膜NTC器件和片式NTC器件的响应时间分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 RuO_2掺杂Mn_(1.6)Co_(0.4)CuO_4对其微观形貌、离子价态和电性能影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验 |
| 5.2.1 固相反应法制备Mn_(1.6)Co_(0.4)CuO_4/xRuO_2材料和器件的过程 |
| 5.2.2 Mn_(1.6)Co_(0.4)CuO_4/xRuO_2材料的分析表征与器件的电性能测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 制备过程中球磨混合氧化物的粒度分析 |
| 5.3.2 制备MCCR材料固相反应的热力学分析 |
| 5.3.3 MCCR粉末材料的物相分析 |
| 5.3.4 MCCR块体材料的表面形貌与元素分布 |
| 5.3.5 Mn_(1.6)Co_(0.4)CuO_4/xRuO_2陶瓷中MnCoCuRu元素的XPS光电子能谱分析 |
| 5.3.6 基于第一性原理的RuO_2的能带结构和态密度仿真模拟 |
| 5.3.7 Mn_(1.6)Co_(0.4)CuO_4/xRuO_2陶瓷中电性能测试与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 低阻值Mn_(1.6)Co_(0.4)CuO_4/0.1RuO_2薄膜热敏电阻的制备及性能分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验 |
| 6.2.1 MCCR粉体的制备与靶材的制备 |
| 6.2.2 MCCR薄膜器件的制备 |
| 6.2.3 MCCR薄膜器件的分析与表征 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 MCCR粉体和薄膜层的物相分析 |
| 6.3.2 不同退火温度下MCCR粉薄膜层的表面形貌与元素分布 |
| 6.3.3 不同退火温度下MCCR薄膜层的元素结合能与元素价态分析 |
| 6.3.4 不同退火温度下MCCR粉薄膜层的电学性能 |
| 6.3.5 MCCR材料的薄膜器件与片式器件的响应时间分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 本论文主要研究总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（4）超高纯铁磁性金属靶材溅射镀膜的性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 背景综述 |
| 2.1 溅射靶材分类及应用 |
| 2.2 磁性薄膜材料相关基础简介 |
| 2.2.1 纳米磁性薄膜中的磁各向异性 |
| 2.2.2 形状磁各向异性 |
| 2.2.3 磁晶各向异性 |
| 2.2.4 磁弹各向异性 |
| 2.2.5 感生磁各向异性 |
| 2.2.6 界面磁各向异性 |
| 2.2.7 交换磁各向异性 |
| 2.3 软磁材料体系 |
| 2.3.1 Co(Fe)NbZr系软磁材料 |
| 2.3.2 CoZrTa系软磁材料 |
| 2.3.3 其他软磁材料 |
| 2.4 纳米磁性薄膜材料磁性能的影响因素 |
| 2.4.1 铁磁层的成分和膜层厚度 |
| 2.4.2 缓冲层和氧化物层的种类和厚度 |
| 2.4.3 其他影响因素 |
| 2.5 金属硅化物工艺研究进展 |
| 2.6 本论文的研究动机 |
| 3 样品制备及分析测试方法 |
| 3.1 样品制备 |
| 3.1.1 基片的清洗 |
| 3.1.2 薄膜样品制备 |
| 3.1.3 溅射速率的标定 |
| 3.1.4 样品的真空热处理 |
| 3.2 样品的表征方法 |
| 3.2.1 磁性表征 |
| 3.2.2 电输运性质的测量方法 |
| 3.2.3 薄膜化学状态及成分表征 |
| 3.2.4 慢正电子束湮没测试 |
| 3.2.5 透射电子显微镜 |
| 4 Co靶材透磁率对溅射镀膜磁性能和微结构的影响研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于Ta/Bi双缓冲底层的体缺陷工程对Co薄膜的磁性能调控研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 B元素对CoZrTa薄膜磁性和微结构的影响研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验方法 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 界面氧迁移调控CoZrTa/Al_2O_3薄膜的磁性研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验方法 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 镍硅化物(Si/NiPt)电性能与界面结构的调控研究 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 实验方法 |
| 8.3 结果与讨论 |
| 8.4 本章小结 |
| 9 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）铁氧体磁性薄膜及在片上电感中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 片上电感结构 |
| 1.2.2 磁性薄膜及其集成 |
| 1.2.3 总结 |
| 1.3 论文的结构安排 |
| 第二章 制备技术与测试方法 |
| 2.1 铁氧体材料制备技术 |
| 2.1.1 固相烧结法 |
| 2.1.2 射频磁控溅射法 |
| 2.1.3 旋转喷涂沉积 |
| 2.2 NiZn铁氧体薄膜的测试表征 |
| 2.2.1 场发射扫描电镜 |
| 2.2.2 X射线衍射 |
| 2.2.3 振动样品磁强计 |
| 2.2.4 拉曼光谱测试 |
| 2.2.5 原子力显微镜 |
| 2.2.6 矢量网络分析仪 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 磁控溅射制备NiZn铁氧体薄膜研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 靶材主配方 |
| 3.2.1 主配方对靶材晶体结构与显微形貌的影响 |
| 3.2.2 主配方对靶材磁性能的影响 |
| 3.3 靶材烧结工艺 |
| 3.3.1 烧结保温时间对靶材晶体结构与显微形貌的影响 |
| 3.3.2 烧结保温时间对靶材磁性能的影响 |
| 3.4 磁场诱导 |
| 3.4.1 磁场诱导对薄膜晶体结构与显微形貌的影响 |
| 3.4.2 磁场诱导对薄膜磁性能的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 旋转喷涂低温制备NiZn铁氧体薄膜研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 主配方 |
| 4.2.1 主配方对薄膜晶体结构与显微形貌的影响 |
| 4.2.2 主配方对薄膜磁性能的影响 |
| 4.3 氧化剂浓度 |
| 4.3.1 氧化剂浓度对薄膜晶体结构与显微形貌的影响 |
| 4.3.2 氧化剂浓度对薄膜磁性能的影响 |
| 4.4 衬底 |
| 4.4.1 不同衬底对薄膜晶体结构与显微形貌的影响 |
| 4.4.2 不同衬底对薄膜磁性能的影响 |
| 4.5 磁场诱导 |
| 4.5.1 磁场诱导对薄膜晶体结构与显微形貌的影响 |
| 4.5.2 磁场诱导对薄膜磁性能的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 薄膜电感仿真、制作与测试 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 薄膜电感仿真 |
| 5.2.1 相关性能参数 |
| 5.2.2 结构设计 |
| 5.2.3 仿真流程 |
| 5.2.4 薄膜电感仿真结果及优化 |
| 5.3 薄膜电感制作 |
| 5.3.1 关键工艺 |
| 5.3.2 版图绘制及整体工艺流程 |
| 5.3.3 电感器制作实物 |
| 5.4 性能测试 |
| 5.4.1 测试原理 |
| 5.4.2 性能参数提取 |
| 5.4.3 测试结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（6）组合材料技术在多层膜固相反应中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 纳米多层膜的概述 |
| 1.2.1 纳米多层膜的定义及特点 |
| 1.2.2 纳米多层膜的分类及研究进展 |
| 1.2.2.1 金属/金属体系 |
| 1.2.2.2 金属/非金属单质体系 |
| 1.2.2.3 金属/化合物体系 |
| 1.2.2.4 化合物/化合物体系 |
| 1.2.3 纳米多层膜的制备方法 |
| 1.2.3.1 磁控溅射法 |
| 1.2.3.2 离子束法 |
| 1.2.3.3 化学气相沉积法 |
| 1.2.4 纳米多层膜的结构表征方法 |
| 1.2.4.1 透射电子显微镜(TEM) |
| 1.2.4.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 1.2.4.3 原子力显微镜(AFM) |
| 1.2.4.4 X射线衍射(XRD) |
| 1.2.4.5 卢瑟福背散射(RBS) |
| 1.3 纳米多层膜的固相反应研究 |
| 1.3.1 纳米多层膜的固相反应 |
| 1.3.2 纳米多层膜固相反应过程中的结晶相的形成的理论 |
| 1.3.3 纳米多层膜固相反应过程中的扩散动力学 |
| 1.3.4 纳米多层膜固相反应成非晶的方法 |
| 1.3.5 纳米多层膜固相反应非晶化过程中的机理研究 |
| 1.4 组合材料纳米多层膜的概述 |
| 1.4.1 组合材料技术简介 |
| 1.4.2 组合材料纳米多层膜简介 |
| 1.4.3 组合材料纳米多层膜的制备方法 |
| 1.4.3.1 组合物理气相沉积法 |
| 1.4.3.2 组合化学气相沉积法 |
| 1.4.4 组合材料纳米多层膜的表征技术 |
| 1.4.4.1 组合材料纳米多层膜的结构表征 |
| 1.4.4.2 组合材料纳米多层膜的成分表征 |
| 1.5 课题研究目的、意义及内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 组合材料多层膜固相反应中的晶体结构的演变规律 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Cu-Cr-Co组合材料多层膜的制备 |
| 2.3 Cu-Cr-Co组合材料多层膜的表征 |
| 2.3.1 Cu-Cr-Co组合材料多层膜的结构表征 |
| 2.3.2 Cu-Cr-Co组合材料多层膜的成分表征 |
| 2.3.3 Cu-Cr-Co固相反应前后深度方向元素分布 |
| 2.4 Cu-Cr-Co组合材料多层膜的表征数据的自动处理过程 |
| 2.4.1 XRD原始谱图的降维处理 |
| 2.4.2 XRD一维谱图精修优化寻峰 |
| 2.4.2.1 滚球法数据平滑处理 |
| 2.4.2.2 高斯卷积滤波降噪法 |
| 2.4.2.3 高斯拟合寻峰 |
| 2.4.3 XRD数据层次聚类算法 |
| 2.4.4 XRD+XRF数据自动化一一对应 |
| 2.5 Cu-Cr-Co组合材料多层膜在固相反应前后的相结构演变分析 |
| 2.5.1 固相反应温度对Cu-Cr-Co组合材料多层膜的相分布的影响 |
| 2.5.2 热处理时间对Cu-Cr-Co组合材料多层膜的相分布的影响 |
| 2.5.3 调制周期对Cu-Cr-Co组合材料多层膜的相分布的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 晶态多层膜等温固相反应非晶化的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Ti-Ni-Cu三元体系非晶形成能力预测 |
| 3.3 Ti-Ni-Cu组合材料多层膜的制备 |
| 3.4 Ti-Ni-Cu组合材料多层膜的表征 |
| 3.4.1 Ti-Ni-Cu组合材料多层膜的结构及成分表征 |
| 3.4.2 Ti-Ni-Cu组合材料多层膜深度方向元素分布表征 |
| 3.5 Ti-Ni-Cu组合材料多层膜的数据分析 |
| 3.6 Ti-Ni-Cu组合材料多层膜低温固相反应前后的相结构演变 |
| 3.7 影响Ti-Ni-Cu组合材料多层膜低温固相反应后相结构的因素 |
| 3.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 非晶多层膜的低温固相反应研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 Ge-Sb-Te组合材料纳米多层膜的制备 |
| 4.3 Ge-Sb-Te组合材料纳米多层膜表征分析 |
| 4.3.1 纳米多层膜深度方向元素扩散均匀性分析 |
| 4.3.2 组合材料纳米多层膜成分与结构分析 |
| 4.4 Ge-Sb-Te组合材料多层膜的实验数据处理 |
| 4.5 镀膜顺序对Ge-Sb-Te纳米多层膜溅射态结构的影响 |
| 4.6 调制周期对纳米多层膜溅射态晶体结构和元素分布的影响 |
| 4.7 组合材料多层膜低温固相反应前后的相分布分析 |
| 4.7.1 镀膜顺序对多层膜的低温固相反应相分布的影响分析 |
| 4.7.2 镀膜顺序对组合材料纳米多层膜元素扩散的影响 |
| 4.7.3 温度对组合材料芯片低温固相反应相分布的影响 |
| 4.7.4 调制周期对组合材料芯片低温固相反应相分布的影响 |
| 4.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 纳米多层膜非等温固相反应过程中的相结构演变 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 Nano-FDSC的原理 |
| 5.3 Nano-FDSC测试样品的制备 |
| 5.3.1 Nano-FDSC传感器器件的制备 |
| 5.3.2 Nano-FDSC器件的预处理 |
| 5.3.3 Nano-FDSC的高温预处理及温度与电阻的系数(TCR)的采集 |
| 5.3.4 Nano-FDSC器件背景(baseline)的采集 |
| 5.3.5 样品器件的制备 |
| 5.4 相变存储材料薄膜的Nano-FDSC表征 |
| 5.5 GST+SST相变存储材料多层膜的Nano-FDSC数据分析 |
| 5.6 GST+SST相变存储材料多层膜的Nano-FDSC分析 |
| 5.6.1 未采集背景信号的 GST纳米多层膜的 Nano-FDSC分析 |
| 5.6.2 完善背景信号采集后的单组分纳米多层膜的Nano-FDSC分析 |
| 5.6.3 完善背景信号采集后的多组分纳米多层膜的Nano-FDSC分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论与创新点 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 创新点 |
| 致谢 |
| 附录 |
（7）高锂离子电导率锂镧锆/钛氧基固体电解质材料的制备与性能优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 锂电池发展历史与技术瓶颈 |
| 1.2 固体电解质概述 |
| 1.2.1 硫化物固体电解质 |
| 1.2.2 其他种类固体电解质 |
| 1.3 氧化物固体电解质概述 |
| 1.3.1 钙钛矿结构固体电解质 |
| 1.3.2 石榴石型氧化物固体电解质 |
| 1.3.3 NASICON型氧化物固体电解质 |
| 1.3.4 LISICON型氧化物固体电解质 |
| 1.3.5 反钙钛矿型氧化物固体电解质 |
| 1.4 氧化物固体电解质存在的瓶颈问题 |
| 1.5 本论文的结构安排 |
| 第二章 固体电解质制备与性能优化研究体系 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数据驱动的材料设计 |
| 2.2.1 数据驱动材料研究的工作流程 |
| 2.3 材料制备实验 |
| 2.3.1 材料实验主要试剂、仪器与设备 |
| 2.3.2 高通量组合材料实验 |
| 2.3.3 高通量叠层磁控溅射薄膜制备实验 |
| 2.3.4 水热合成法 |
| 2.4 表征方法 |
| 2.4.1 高通量霍尔效应 |
| 2.4.2 X射线衍射 |
| 2.4.3 扫描电子显微镜与能量色散谱 |
| 2.4.4 单球差透射电子显微镜 |
| 2.4.5 电化学阻抗谱 |
| 2.4.6 飞行时间二次离子质谱 |
| 2.4.7 变温粉末中子衍射 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于机器学习模型的氧化物固体电解质筛选方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数据实验工具与实验方法 |
| 3.2.1 本文采用的机器学习模型 |
| 3.2.2 本文涉及的数据工具与方法 |
| 3.3 数据收集 |
| 3.3.1 文档获取 |
| 3.3.2 Word2vec数据抓取 |
| 3.3.3 材料数据集 |
| 3.4 特征工程 |
| 3.4.1 特征计算 |
| 3.4.2 相关性分析 |
| 3.4.3 特征选取 |
| 3.5 锂离子电导率预测模型 |
| 3.6 镓掺杂LLZO固体电解质锂离子电导率预测结果与分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 镓掺杂LLZO固体电解质的高通量制备与筛选研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 制备镓掺杂LLZO组合材料样品库的实验设计 |
| 4.2.2 镓掺杂LLZO组合材料样品库的高通量制备 |
| 4.2.3 镓掺杂LLZO组合材料样品库的表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 镓掺杂含量对LLZO薄膜电子电导率的影响 |
| 4.3.2 镓掺杂含量对LLZO薄膜锂离子电导率的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 镓掺杂的LLZO薄膜固体电解质性能优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 镓掺杂与碳酸锂补锂的LLZO薄膜制备 |
| 5.2.2 薄膜样品的表征 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 升温速率对LLZO薄膜形貌与晶粒直径的影响 |
| 5.3.2 碳酸锂补锂的LLZO薄膜制备与表征 |
| 5.3.3 后退火温度对LLZO性能的影响 |
| 5.3.4 机理分析 |
| 5.3.5 本工作的意义 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 低成本水热法制备高品质LLTO固体电解质与性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 LLTO固体电解质粉体材料的制备与表征 |
| 6.2.1 反应原料的前处理 |
| 6.2.2 LLTO粉体材料的制备 |
| 6.2.3 样品表征 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 溶剂环境对产物物相的影响 |
| 6.3.2 反应温度对最终产物物相与形貌的影响 |
| 6.3.3 LLTO粉体材料在较高温度下物相稳定性分析 |
| 6.3.4 LLTO固体电解质的电化学性能 |
| 6.4 本章小节 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.1.1 研究中遇到的问题解决方法 |
| 7.1.2 全文总结与创新点 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（8）Y3Fe5O12靶材的制备及基于其单晶薄膜的纯自旋流自旋阀效应的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 自旋电子学简介 |
| 1.2 自旋流的产生及检测 |
| 1.2.1 自旋流 |
| 1.2.2 反常霍尔效应 |
| 1.2.3 自旋霍尔效应与逆自旋霍尔效应 |
| 1.3 铁磁共振和自旋泵浦效应 |
| 1.3.1 铁磁共振 |
| 1.3.2 自旋泵浦效应 |
| 1.4 自旋霍尔磁电阻效应 |
| 1.5 交换偏置耦合效应 |
| 1.6 钇铁石榴石Y_3Fe_5O_(12) |
| 1.7 本论文的研究目的和研究内容 |
| 第2章 样品的制备和表征方法 |
| 2.1 样品制备方法 |
| 2.2 样品的表征测量方法 |
| 2.2.1 台阶仪(细微形状测定仪) |
| 2.2.2 原子力显微镜 |
| 2.2.3 X射线衍射仪(XRD) |
| 2.2.4 交变梯度磁强计(AGM) |
| 2.2.5 自主搭建的铁磁共振和自旋泵浦测量系统 |
| 第3章 YIG靶的烧结和表征及YIG薄膜的制备和表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 YIG靶材烧结 |
| 3.3 YIG靶材性质表征 |
| 3.4 YIG薄膜的溅射生长 |
| 3.5 YIG薄膜样品性能表征 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 探测纯自旋流的铁磁非共线自旋阀 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品制备及表征 |
| 4.3 实验测量方法、结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本论文的主要工作与取得的成果 |
| 5.2 本论文的不足之处与工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 发表论文目录 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（9）TiO2/C界面以及N掺杂TiO2电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 锂离子电池发展史 |
| 1.3 锂离子电池的组成 |
| 1.3.1 锂离子电池电极材料选择的要求 |
| 1.3.2 碳基负极材料 |
| 1.3.3 Si基负极材料 |
| 1.4 TiO_2负极材料 |
| 1.4.1 TiO_2的研究背景 |
| 1.4.2 TiO_2的储锂机理 |
| 1.4.3 TiO_2负极材料的优缺点 |
| 1.4.3.1 TiO_2负极材料纳米化 |
| 1.4.3.2 TiO_2负极材料改性 |
| 1.4.4 界面工程 |
| 1.5 研究内容与选题依据 |
| 第二章 薄膜制备和表征 |
| 2.1 制备方法 |
| 2.2 表征方法 |
| 2.3 电池的组装与测试 |
| 2.3.1 电池组装 |
| 2.3.2 电化学性能测试 |
| 2.3.2.1 恒流充放电循环与倍率测试 |
| 2.3.2.2 循环伏安法(CV)测试 |
| 2.3.2.3 电化学阻抗谱(EIS)测试 |
| 第三章 TiO_2/C多层膜负极材料 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 TiO_2/C多层膜 |
| 3.2.1 样品制备 |
| 3.2.2 样品结构表征 |
| 3.2.2.1 形貌表征 |
| 3.2.2.2 XRD与拉曼表征 |
| 3.2.3 电化学测试 |
| 3.2.3.1 恒流充放电循环与倍率 |
| 3.2.3.2 充放电平台曲线 |
| 3.2.3.3 CV测试 |
| 3.2.3.4 不同扫速CV与扩散系数 |
| 3.2.3.5 EIS的测试 |
| 3.2.3.6 机理阐释 |
| 3.3 锐钛矿TiO_2/非晶C多层膜 |
| 3.3.1 样品制备 |
| 3.3.2 样品结构表征 |
| 3.3.3 电化学测试 |
| 3.3.3.1 恒流充放电循环与倍率 |
| 3.3.3.2 充放电平台曲线 |
| 3.3.3.3 循环CV与不同扫速的CV |
| 3.3.3.4 EIS测试 |
| 3.3.3.5 电极反应机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 氮掺杂非晶TiO_2负极材料 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品制备 |
| 4.3 结构表征 |
| 4.3.1 形貌表征 |
| 4.3.2 XRD和 Raman测试 |
| 4.3.3 XPS测试 |
| 4.4 电化学测试 |
| 4.4.1 CV测试 |
| 4.4.2 恒流循环与倍率测试 |
| 4.4.3 EIS测试 |
| 4.4.4 动力学分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 Cu膜添加Si/C多层膜负极材料 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样品制备 |
| 5.3 样品形貌与结构表征 |
| 5.3.1 形貌表征 |
| 5.3.2 XRD与 Raman表征 |
| 5.3.3 恒流充放电循环与倍率 |
| 5.3.4 循环CV |
| 5.3.5 不同扫速的循环CV |
| 5.3.6 EIS测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 创新点 |
| 6.2 结论 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（10）Zr-Si多层膜的抗氧化性能和界面演化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 核电与核反应堆 |
| 1.1.1 核电的发展 |
| 1.1.2 核反应堆环境 |
| 1.2 核用锆合金 |
| 1.2.1 锆合金的发展概况 |
| 1.2.2 锆合金表面涂层技术 |
| 1.3 论文的主要研究内容和意义 |
| 2 实验设备与研究内容 |
| 2.1 实验设备 |
| 2.1.1 远源等离子体溅射系统 |
| 2.1.2 高温高压反应釜 |
| 2.1.3 表征设备 |
| 2.2 实验内容 |
| 2.2.1 靶材和化学试剂 |
| 2.2.2 多层膜的制备 |
| 2.2.3 多层膜的空气氧化实验 |
| 2.2.4 多层膜亚临界腐蚀实验 |
| 2.2.5 TEM截面样品的制备 |
| 3 Zr/X(X=Cr、Ni、Si)涂层及空气氧化研究 |
| 3.1 Zr/Cr多层膜 |
| 3.2 Zr/Ni多层膜 |
| 3.3 Zr/Si多层膜 |
| 3.4 多层膜设计关键因素 |
| 3.5 小结 |
| 4 Zr/Si多层膜亚临界腐蚀行为研究 |
| 4.1 氧化机理研究 |
| 4.1.1 Zr/SiOx/Zr层的制备及氧化实验 |
| 4.1.2 Zr-Si-O层的形成和作用研究 |
| 4.1.3 Si和ZrO_2层的界面稳定性研究 |
| 4.2 不同调制结构的多层膜腐蚀实验 |
| 4.3 小结 |
| 5 高温氧化实验研究 |
| 5.1 Zr/Si多层膜高温氧化实验 |
| 5.2 Cr/Si多层膜高温氧化实验 |
| 5.3 小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学校期间发表的学术论文及成果 |
| 致谢 |
四、磁控溅射Cu/Al多层膜的固相反应（论文参考文献）
- [1]钴铁氧基复合薄膜的生长及其物性研究[D]. 朱顺进. 中国科学技术大学, 2021
- [2]脉冲能量作用下Al/Ni含能多层膜爆炸特性及应用研究[D]. 王窈. 电子科技大学, 2021(01)
- [3]基于锰基尖晶石结构热敏薄膜电阻制备及性能研究[D]. 杨丙文. 广东工业大学, 2020(06)
- [4]超高纯铁磁性金属靶材溅射镀膜的性能研究[D]. 徐秀兰. 北京科技大学, 2021
- [5]铁氧体磁性薄膜及在片上电感中的应用研究[D]. 刘海. 电子科技大学, 2020(03)
- [6]组合材料技术在多层膜固相反应中的应用研究[D]. 惠健. 上海交通大学, 2020(01)
- [7]高锂离子电导率锂镧锆/钛氧基固体电解质材料的制备与性能优化研究[D]. 朱焱麟. 电子科技大学, 2020(01)
- [8]Y3Fe5O12靶材的制备及基于其单晶薄膜的纯自旋流自旋阀效应的研究[D]. 许梦其. 山东大学, 2020(12)
- [9]TiO2/C界面以及N掺杂TiO2电化学性能研究[D]. 何强. 兰州大学, 2020(01)
- [10]Zr-Si多层膜的抗氧化性能和界面演化研究[D]. 任莹莹. 郑州大学, 2020(02)