Ge-Si纳米多层膜的埋层调制结晶研究

助能材料２００８年第２期（３９）卷Ｇｅ／Ｓｉ纳米多层膜的埋层调制结晶研究。

杨瑞东１一，陈寒娴２，邓荣斌２，孔令德２，陶东平１，王茺２，杨宇２

（１．昆明理工大学材料与冶金工程学院，云南昆明６５００９３；２．云南大学材料科学与工程系，云南昆明６５００９１Ｉ

３．红河学院物理系，云南蒙自６６１１００）

摘要：采用磁控溅射设备，当衬底温度为５００℃时，在Ｓｉ（１００）基片上磁控溅射生长Ｇｅ／Ｓｉ多层膜样品。使用Ｒａｍａｎ，ＡＦＭ和低角Ｘ射线技术对样品进行检测和研究，结果表明通过控制Ｇｅ埋层的厚度，可以调制Ｇｅ膜的结晶及晶粒尺寸，获得晶粒平均尺寸和空间分布较均匀的多晶Ｇｅ／Ｓｉ多层膜。

关键词：Ｇｅ／Ｓｉ纳米多层膜；埋层；纳米晶粒

中图分类号：０４８４．４文献标识码：Ａ文章编号：１００１－９７３１（２００８）０２－０３２８－０３厚度与非晶，微晶相变之间存在密切的关系［１朝。这些研究都从不同方面表明在Ｇｅ／Ｓｉ多层膜中，子层的沉积厚度影响着晶粒的尺寸及空间分布。本文采用磁控溅射技术，从改变Ｇｅ子层溅射厚度的设想出发，在基片温度为５００℃时，溅射生长Ｇｃ／Ｓｉ多层膜样品。使用Ｒａｍａｎ、ＡＦＭ和低角Ｘ射线技术对样品进行研究，结果表明通过控制Ｇｅ分层的厚度，可以控制调节Ｇｅ的结晶及晶粒尺寸，适当的Ｇｅ埋层厚度可获得晶粒平均尺寸和空间分布均匀性较好的多晶Ｇｅ／ｓｉ多层膜。

１引言２实验过程

在纳米材料中，纳米颗粒的结晶性、尺寸分布和空间分布是决定其电学和光学性质的关键因素。已表明纳米晶体薄膜构成中并非只有一种晶粒尺寸，纳米晶粒尺寸不均匀，具有一定的分布［１］，因此，纳米材料的可控生长是纳米研究的重要方面，王占国［２３较为系统地论述了半导体纳米结构的可控生长，衬底温度［３一］及气相空间各种活性基团的相对浓度［５］对薄膜的晶化及晶粒的生长不可忽视。自Ｐ．Ｓｕｔｔｅｒ等【６］采用磁控溅射技术生长出Ｓｉ。ＧｅＪＳｉ（１００）超晶格以来，溅射方法受到人们越来越多的重视口’８］。同分子束外延和化学气相沉积等其它制备技术相比，磁控溅射的优点是能实现工业化生产、低成本，生长的薄膜附着力较好，但在溅射生长过程中，对薄膜的晶化，及其纳米晶粒的平均尺寸以及空间分布较难控制。虽然在高温条件下生长容易结晶，但易发生自掺杂、晶片扭曲、龟裂等现象，因此ＸｕａｎＹａｎ等［９］，张晓丹【ｌｏ］对在低温下溅射功率与薄膜结晶性的问题进行了研究，表明随着溅射功率的增加，晶粒的取向趋向一致，结晶性都明显提高；宋超等［１１］研究了离子束溅射生长过程中束流的变化对Ｓｉ薄膜结晶性和结构的影响，在低温下采用低柬流生长可提高Ｓｉ薄膜的晶化率，经退火后也能改善Ｇｅ晶粒平均尺寸［１幻。目前对薄膜的结晶性及其晶粒平均尺寸的研究已取得较好的结论，但对晶粒的尺寸分布和空间分布依然需要进行大量的工作。

已从实验证实在Ｇｅ／Ｓｉ多层结构中具有垂直生长有序性【１引，且存在Ｓｉ层诱导生长Ｇ电岛的有序性［“３；通过研究硅薄膜的Ｒａｍａｎ谱后，表明玻璃衬底上薄膜临界

采用ＦＪＬ５６０Ⅲ型超高真空磁控与离子束联合溅射设备制备Ｇｅ／Ｓｉ多层膜样品。靶材为高纯Ｇｅ圆柱形靶（纯度９９．９９％），高纯ｓｉ圆柱形靶（纯度９９．９９％）。溅射气体为高纯氩气（纯度９９．９９９％），本底真空度优于３．ｏ×ｌＯ～Ｐａ，生长时充人Ａｒ气至真空度为（２．０±０．２）Ｐａ。基片为Ｓｉ（１００）（ｎ型，电阻率ｐ约为１０１２／ｃｍ），基片经清洗放人生长室，基片温度为５００℃。射频溅射ｓｉ层功率为２００Ｗ，直流磁控溅射＆层功率为５０Ｗ。实验中用射频磁控溅射３０ｎｍ厚的一层ｓｉ缓冲层。作为对比，溅射厚度为１０和４０ｎｍ的Ｇｅ单层膜，记作样品１＃、２＃。溅射１０个周期的Ｇｅ／ｓｉ多层膜，ｓｉ层溅射厚度标定为７ｎｍ，Ｇｅ层溅射厚度分别标定为１．２、０．６、０．５ｎｍ，分别记作样品３＃、４０、５＃。

用日本理学公司生产的Ｄ／Ｍａｘ２２００型Ｘ射线衍射仪测试Ｇｅ／Ｓｉ多层膜的低角Ｘ射线衍射，获取样品的周期厚度和硅锗分层厚度。射线源为Ｃｕ靶Ｋａ线，波长．：Ｉ一０．１５４０６ｎｍ，管压４０ｋＶ，管流３０ｍＡ，石墨单色滤波。用英国Ｒｅｉｎｉｓｈｏｗ公司生产的ｉｎｖｉａｌ０００型共聚焦显微喇曼光谱仪检测样品的结晶性喇曼光谱，激光光源为Ａｒ＋激光器，激光功率１０ｍＷ，波长５１４．５ｒｌｍ。样品的表面形貌分析在日本精工ＳＰＡ一４００ＳＰＭｕｎｉｔ扫描探针显微镜上进行。所有的测试均在室温下进行。

３结果与讨论

３．１Ｇｅ单层膜Ｒａｍａｎ光谱

Ｒａｍａｎ光谱对于测量半导体纳米晶粒的大

?基金项目：国家自然科学基金资助项目（６０５６７００１）

收到初稿日期：２００７—０６—２９收到修改稿日期：２００７—１０—０８通讯作者：杨宇作者简介：扬瑞东（１９７３一），男，在读博士，讲师，师承杨宇教授，从事低维半导体的研究．

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纳米薄膜小论文

纳米技术在薄膜中的应用与发展 摘要:近年来纳米技术的发展研究是一个热烈的话题，受到了广泛的关注。而纳米薄膜材料是一种新型材料，由于其特殊的结构特点，时期作为功能材料和结构材料都具有良好的发展前景。本文简单介绍了纳米薄膜材料的性能、制备方法，应用领域等几个方面，为初步认识和了解纳米薄膜材料有推动作用。 关键字：纳米技术,薄膜,材料 纳米技术在今天已经不是个陌生的话题，所谓纳米技术，是指在0.1~100纳米的尺度里，研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项技术。这是21世纪最有竞争力的技术之一。科学家们在研究微观粒子结构与性能过程中，发现在纳米尺度下的原子或分子，可以表现出许多新的特性，而利用这些特性制造具有特定功能的设备与仪器，能够在改善人们的日常生活中起到相当显著的作用。纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域。而我所研究的是纳米技术在薄膜中的部分应用与其今后发展。新型薄膜材料对当代高新技术起着重要的作用，是国际上科学技术研究的热门学科之一。 1.纳米薄膜材料概述 纳米薄膜是一类具有广泛应用前景的新材料, 按用途可以分为两大类,即纳米功能薄膜和纳米结构薄膜。前者主要是利用纳米粒子所具有的光、电、磁方面的特性,通过复合使新材料具有基体所不具备的特殊功能。后者主要是通过纳米粒子复合, 提高材料在机械方面的性能。由于纳米粒子的组成、性能、工艺条件等参量的变化都对薄膜的特性有显著影响, 因此可以在较多自由度的情况人为地控制纳米复合薄膜的特性, 获得满足需要的材料。纳米多层膜指由一种或几种金属或合金交替沉积而形成的组分或结构交替变化的合金薄膜材料, 且各层金属或合金厚度均为纳米级, 它也属于纳米薄膜材料。多层膜的主要参数为调制波长,指的是多层膜中相邻两层金属或合金的厚度之和。当调制波长比各层薄膜单晶的晶格常数大几倍或更大时,可称这种多层膜结构为超晶格薄膜。组成复合薄膜的纳米粒子可以是金属、半导体、绝缘体、有机高分子等材料，而复合薄膜的基体材料可以是不同于纳米粒子的任何材料。人们采用各种物理和化学方法先后制备了一系列金属/绝缘体、半导体/绝缘体、金属/半导体、金属/高分子、半导体/高分子等纳米复合薄膜。特别是硅系纳米复合薄膜材料得到了深入的研究，人们利用热蒸发、溅射、等离子体气相沉积等各种方法制备了Si/SiOx、Si/a-Si：H、Si/SiNx、Si/SiC等纳米镶嵌复合薄膜。尽管目前对其机制不十分清楚，却有大量实验现象发现在此类纳米复合薄膜中观察到了强的从红外到紫外的可见光发射。由于这一类薄膜稳定性大大高于多孔硅，工艺上又可与集成电路兼容，因

纳米多层膜中晶体生长的互促效应

电子显微学报Ｊｃｈｉｎ．ＥＩｅｃｔｒＭｉｃｒｏｓｃｓｏｃ ２３（４）：３７３。３７３２００４年３７３ 纳米多层膜中晶体生长的互促效应 劳技军１，曹章轶２，孔明１，董云杉１，李戈扬１ （１上海交通大学材料科学与工程学院，上海２０００３０；２华东师范大学物理系，上海２０００６２） 由两种材料以纳米量级交替沉积形成多层结构时，由于一沉积层的“模板”效应，另一沉积层可以形成非平衡相并在一定的厚度范围内稳定存在。本文的研究发现，在纳米多层膜中，不但存在使非晶层晶化的模板效应，而且。由此效应形成的晶体层亦可对模板层的晶体生长起到促进作用。 不同的ｓｉｃ层厚的多层膜以及ＴｉＮ、ｓｉｃ单层膜采用多靶磁控溅射法制备。通过控制ＴｉＮ和ｓｉｃ靶的溅射功率和基片在靶前的停留时间，得到不同ｓｉｃ层厚的一系列纳米多层膜，薄膜的总厚度为２“ｍ。 图１为ＴｉＮ（４．３ｎｍ），ｓｉｃ（０．６ｎｍ）多层胰的横截面ＴＥＭ像和电子衍射花样。图中深色条纹为ＴｉＮ层，浅色条纹为ｓｉｃ层。多层膜呈现成分周期性变化的调制结构，各调制层平直，界面明晰，两层问的成分混合区很薄。多晶衍射环表明此多层膜为单一的面心立方结构。由图２多层膜的横截面ＨＲＴＥＭ像可见，晶格条纹穿过多个ＴｉＮ和ｓｉｃ调制层，多层膜形成了共格外延的生长结构。 图ｌＴｉＮ（４．３ｎｍ），岛ｃ（Ｏ．６ｎｍ）多层胰的１ＥＭ像和电子衍射花样。Ｂａｒ＝２０ｎｍ 图３多层膜以及ｓｉｃ和ＴｉＮ单层薄膜的ｘＲＤ谱显示ｓｉｃ单层膜为非晶态，而ＴｉＮ单层膜的（１１１）衍射峰漫散宽化。组成多层膜后。当ｓｉｃ层厚为０．４ｎｍ和Ｏ．６ｎｍ时，纳米多层膜呈现强烈的（１１１）织构外延生长。此时多层膜衍射峰的计数强度约为ＴｉＮ单层膜衍射峰的５００倍。由此可见，不仅Ｂ１．ＴｉＮ的模板效应可以使原来以非晶态生长的ｓｉｃ层晶化成Ｂｌ结构，而且新的ＴｉＮ层亦可在Ｂ１．ｓｉｃ层上共 基垒硬目：上海市纳米科技专项基金蠹助项目（Ｎｏ．０３５２ｒｌ神¨）格外延生长，使得多层膜形成强烈（１１１）织构的柱状晶。由图３还可见到，略微增加ｓｉｃ层的厚度到ｏ．８ｎｍ以后，多层膜的（１１１）衍射峰迅速降低而逐步呈现（２００）织构。表明多层膜中的ｓｉｃ层在大于０．６ｎｍ后逐步从以ＴｉＮ层外延生长的Ｂ１结构转变为非晶态形式，从而阻止了多层膜的共格外延生长。而新一层的ＴｉＮ则以（２００）织构在非晶ｓｉｃ层的表面重新形核生长，并且，由此生长的ＴｉＮ层的晶体又被下一ｓｉｃ调制层阻断，多层膜呈现ｓｉｃ非晶和ＴｉＮ纳米晶组成的调制结构。 图２ＴｉＮ（４．３ＩＩｌｌｌ），ｓｉｃ（０．６ｍ）多层膜的横截面ＨＲＴＥＭ像。Ｂ８ｒ＝３ｎｍ ∞壮删 图３不同ｓｉｃ层厚的ＴｉＮ，甄ｃ多层膜（ｎＮ层厚保持为４．３ｎｍ）和ｓｉｃ。ＴｉＮ单层膜的高角度ｘＲＤ谱。ａ： Ｚｓｔ＝０．４珊＇ｂ：Ｚ目ｃ＝Ｏ６脚，ｃ：Ｚｓ，ｃ＝０．８ｎｍ．ｄ：Ｚｓ｛ｃ ＝１．６ｎｍ，ｅ：Ｚｓ．ｃ＝２．４ｍ 以上结果表明，ｓｉｃ层形成Ｂｌ结构的晶体相后，亦可以反过来促进ＴｉＮ晶体生长的完整性，使ＴｉＮ层的厚度在小于４．３ｎｍ时生长完好，呈现出一 种晶体生长的互促效应。　万方数据

膜结构施工方案

钢结构制作和安装工艺 深化设计 制作过程中的要点及针对性措施 1.1.制作要点 1）确保下料精度 2）保证拼装质量 3）控制焊接变形 1.2.针对性措施 1）相关构件在细化设计阶段进行三维建模，以求得出精确的下料及安装尺寸。对于复杂节点予以充分重视，采用合理的装配及焊接次序以保证满足设计图纸要求及结构的可靠性。 2）控制切割下料精度，用数控切割机进行切割，保证曲线精度。 3）平面分段制作时尽可能使用CO2气体保护焊及平面分段流水线以减少变形。 4）所有杆件必须在重型拼装平台上进行整体拼装焊接。 5）考虑到项目现状，为满足现场进度和有效控制安装精度，二次部材在主结构安装完成后进行焊接。

2.材料的保管 2.1.材料管理 1）材料的储存保管 (1)选取合适的场地或仓库储存本工程材料。 (2)钢板、钢管、型钢按品种、按规格集中堆放，加以标识和防护，以防未经批准的使用或不适当的处置，并定期检查质量状况以防损坏。 (3)焊接材料应按牌号和批号分别存放在具有适温或干燥的贮藏室内。焊条和焊剂在使用之前按出厂证明书上的规定进行烘焙和烘干。 (4)所有螺栓均按照规格、型号分类储放，妥善保管，避免因受潮、生锈、污染而影响其质量，开箱后的螺栓不得混放、串用，做到按计划领用，施工未完的螺栓及时回收。 2）材料的使用 (1) 材料的使用严格按排版图和放样资料进行领料和落料，实行专料专用，严禁私自代用。 (2)材料排版及下料加工后的重要材料应按质量管理的要求作钢印移植。 (3)车间剩余材料应加以回收管理，钢材、焊材、螺栓应按不同品种规格、材质回收入库。 3）材料的储存保管 (1)选取合适的场地或仓库储存本工程材料。

电镀纳米金属多层膜研究现状

综 述 电镀纳米金属多层膜研究现状 T he Status of the Study of nm Metal Multi-Layer Plating 桂 枫 姚素薇 (天津大学化工学院,天津300072) 摘要: 介绍了纳米金属多层膜的研究现状,讨论了单槽法电镀纳米多层膜的原理和脉冲设计方法,简述了纳米多层膜的结构与特性,分析了纳米多层膜的发展趋势。 关键词: 纳米 金属 多层膜 Abstract: T he Status of nm metal mult-i layer are stated,principles and pulse desig n method of nm mult-i layer plating with sing le-tank discussed,structure and characterist ics of nm mult-i layer outlined and its tr ends analyzed. Keywords: Nanometer Metal Multi-layer 1 前言 纳米材料是近年来发展起来的一种新兴材料,当粒子尺寸进入纳米量级(1~100nm)时,其本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应,因而展现出许多特有的性质,在催化、滤光、光吸收、磁介质及新材料等方面有广阔的应用前景[1]。纳米多层膜又称组分调制合金(Composition M odulated Alloys,简称CMA),它是指一种金属或合金沉积在另一种金属或合金上构成的成分和结构周期性变化,相邻两层厚度之和(称为调制波长 )为纳米尺寸的材料[2]。这种材料因尺寸为纳米级,有大量的内界面,表现出 量子尺寸效应 ,所以具有特殊的光学、力学、电磁学、耐磨、耐蚀、巨弹性模量、巨磁阻效应等性能。早在1921年Blum已利用两种不同的电解液制得金属多层膜,1949年Br enner在同一电解液中制得了Cu-Bi多层膜[3]。近年来,由于对材料性能的要求不断提高并期望获得具有特殊性能的新材料,纳米多层膜已经成为材料学和物理学领域的热门研究课题。现在,各国学者已制得Cu Ni[4]、Ru Co[5]、Co Cu[6]、N i N iP[7]、Ag Pd[8]等多层膜。 2 多层膜的制备方法 目前,制备多层膜的方法主要有干法和湿法两种。干法即物理方法,包括溅射、蒸镀等;湿法是通过电解质溶液电沉积多层膜的电化学方法[5]。 2.1 物理方法 制备多层膜的物理方法主要有离子溅射、物理蒸镀、化学蒸镀和分子束外延成形等。它们已成功应用于多层膜的制备,可以精确地控制多层膜各层的厚度。但是,这些物理方法通常要求在高真空和高温条件下进行,对设备要求高、制备时间长、成本高、样品形状尺寸受到限制。而且,物理方法制备多层膜时,到达基体的原子能量往往较高[3],难以避免无序生长和层间扩散。另外,该法制备的多层膜厚度受到限制,难以满足许多性能的直接测试要求。 图1 双槽法制备多层膜示意图 2.2 电化学方法 相对物理方法而言,电化学方法具有成本低、易于操作、样品不受限制、制备时间短、厚度范围易于控制等优点。此外,电化学方法要求的温度较低,可以有效地避免层间扩散。 电化学方法分为双槽法、液流法和单槽法三种。双槽法是在含有不同电解质溶液的电解槽中交替电镀得到多层膜的方法。图1为双槽法电镀多层膜的示意图[8],将阴极C周期性地在含金属离子A m+的电解槽1和含金属离子B n+的电解槽2之间移动,交替电镀即可获得A金属层和B金属层周期性分布的多层膜。C.A.Ross详细地介绍了用双槽法制 备Ni NiP x 和N iP x NiP y 的原理和设备[7]。但是,因 3 2000年1月 电镀与环保第20卷第1期(总第111期)

金刚石多层膜结构声表面波器件的模拟与仿真

分类号：中图分类号：TP302 密级： 学科分类号：51030 天津理工大学研究生学位论文 声表面波器件的模拟与仿真 （申请硕士学位） 学科专业：物理电子学 研究方向：薄膜电子与通信器件 作者姓名：朱树众 指导教师：杨保和教授 2011年12月

Thesis Submitted to Tianjin University of Technology for the Master’s Degree Modeling and Simulation of SAW Device By Zhu Shuzhong Supervisor Prof. Yang Baohe Dec. 2011

独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：签字日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解天津理工大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编，以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复本和电子文件。 （保密的学位论文在解密后适用本授权说明） 学位论文作者签名：导师签名： 签字日期：年月日签字日期：年月日

摘要 SAW滤波器与其它滤波器相比，具有抗干扰强、体积小、一致性好、适合大规模生产等特点，在通信、电子战、电视中得到广泛的应用。SAW器件以其优异的特性和广泛的应用受到研究者的广泛关注。 精确建模是设计高性能声表面波器件的关键。本文重点对声表面波器件的模拟与仿真进行研究，旨在为声表面波器件的制作提供高精度的仿真模型。 本文内容包括SAW的基本理论、SAW的基本仿真模型、声表面波谐振器及COM 模型、(100)AlN/(111)Diamond多层膜结构的频散效应、声表面波器件的有限元仿真等内容。其主要工作包括： 在深入理解声表面波COM模型的基础上，采用该模型分析了铌酸锂晶体双端口谐振器的频率响应特性，并用Matlab编写了相应的仿真代码。通过谐振器的频率响应曲线，我们可以观察到:双端口谐振器谐振时有很窄的尖峰出现。 (100)AlN/(111)Diamond多层膜具有频散效应，声表面波的相速受(100)AlN膜厚影响很大，在设计多层膜结构声表面波器件前，必须精确估算多层膜结构的声表面波相速。我们通过声表面波的克里斯托夫（Christoffel）方程及多层膜的边界条件，构建了多层膜的克里斯托夫（Christoffel）方程，通过求解该方程，得到了多层膜结构的频散效应曲线。此外，我们还详细介绍了(100)AlN和(111)Diamond材料常数的计算。 借助Comsol软件，我们模拟仿真了压电晶体单端口谐振器、多层膜结构单端口谐振器和多层膜结构双端口谐振器。通过声表面波的有限元模型，重点对声表面波器件的特征频率和频率响应特性进行了分析。通过特征频率分析，可以计算声表面波的相速度，观察声表面波在YZ-LiNbO3和(100)AlN/(111)Diamond中的传播特性和衰减特性。通过频率响应分析，模拟了YZ-LiNbO3和(100)AlN/(111)Diamond声表面波器件的输入导纳。输入导纳分析对设计无线声表面波器件的阻抗匹配有重要意义。 关键词：声表面波有限元多层膜克里斯托夫方程谐振器

二维纳米薄膜材料概述

二维纳米材料概述 -----纳米薄膜概述 班级：材料科学与工程103班 姓名：卢忠 学号：201011601322 摘要纳米科学技术是二十世纪八十年代末期诞生并快速崛起的新科技，而其二维纳米结构——纳米薄膜在材料应用以及前景上都占据着重要的地位。纳米薄膜材料是一种新型的薄膜材料，由于其特殊的结构和性能，它在功能材料和结构材料领域都具有良好的发展前景。本论文着重介绍纳米薄膜的制备方法、特性以及研究前景。纳米薄膜材料性能较传统的薄膜材料有更加明显的优势，特别是纳米磁性多层膜、颗粒膜作为一种新型的复合材料将是今后的研究方向。 关键词：纳米；薄膜材料

目录 一.薄膜材料定义 (1) 二.纳米薄膜的分类 (1) 三.纳米薄膜的制备方法 (2) 四.纳米薄膜特性 (4) 五.应用及前景 (6) 参考文献

一.薄膜材料定义：纳米薄膜是指尺寸在纳米量级的晶粒构成的薄膜或将纳米晶粒薄膜镶嵌于某种薄膜中构成的复合膜，以及层厚在纳米量级的单层或多层薄膜，通常也称作纳米颗粒薄膜和纳米多层薄膜。 二.纳米薄膜的分类 1.纳米薄膜，按用途分为两大类:纳米功能薄膜和纳米结构薄膜。 纳米功能薄膜:主要是利用纳米粒子所具有的光、电、磁方面的特性，通过复合使新材料具有基体所不具备的特殊功能。 纳米结构薄膜:主要是通过纳米粒子复合，提高材料在机械方面的性能。 2.按膜的功能分 纳米磁性薄膜 纳米光学薄膜 纳米气敏膜 纳滤膜、纳米润滑膜 纳米多孔膜 LB（Langmuir Buldgett）膜 SA（分子自组装）膜 3.按膜层结构分类 单层膜如热喷涂法的表面膜等 双层膜如在真空气相沉积的反射膜上再镀一层 多层膜指双层以上的膜系 4.按膜层材料分 金属膜，如Au、Ag等 合金膜，如Cr-Fe、Pb-Cu等 氧化物薄膜 非氧化物无机膜 有机化合物膜

WC-DLC纳米多层膜微观结构研究

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 WC/DLC 纳米多层膜微观结构研究 阳极层流型气体离子源与非平衡磁控溅射复合技术沉积制备WC/DLC 纳米多层膜,并在膜/基间设计了中间过渡层。用扫描电镜、拉曼光谱仪、光电子能谱仪、X 衍射仪、透射电镜、干涉显微镜等,对WC/DLC 纳米多层膜的微观形貌结构进行分析研究。结果表明:沉积的WC/DLC 膜层表面致密、光滑细腻;多 层调制周期在3～4 nm,多层界面不清晰,形成渐变过渡界面。WC/DLC 膜中主要是sp2 键中掺杂有一定量的sp3 键,WC 则以纳米晶结构弥散分布在DLC 之中。 关键词：非平衡磁控溅射;离子源;WC/DLC 纳米多层膜;微观结构 类金刚石( DLC) 薄膜是近20 年来研究较多的功能薄膜, 它是含有金刚石结构的非晶碳膜, 具有一系列与金刚石薄膜相似或类似的优异性能, 如硬度、弹性模量高、摩擦系数低等力学性能和好的声学、电学性能及化学稳定性等。 加上DLC 膜沉积温度低( 250 度) 、技术相对简单易行, 成本低, 易于工业化生产; 技术日趋完善、发展迅速, 在诸多方面已获应用, 并不断拓展, 产业化和应用前景光明。 但是, DLC 与金刚石膜相似, 其膜层脆、易崩裂, 极易与基体剥离; 况且, 不同的沉积制备方法与工艺, DLC 膜层所获得的硬度差别范围大( 在20~ 80 GPa 之间) ; 近十几年, 随着纳米科学技术的发展, 利用纳米材料的小尺寸效应和量子隧道效应, 将纳米技术与表面技术相结合制备性能更为优异的纳米多层膜, 许多研究结果表明, 当多层膜的调制周期在纳米尺度范围内变化时, 出现所谓的超硬现象。 当前,纳米多层膜的研究虽然较多, 都基本停留在实验室与机理研究阶段。本研究从工模具的应用技术需求出发, 设计易于工业化生产、成本比较低的

膜结构施工方案

钢结构制作和安装工艺 制作过程中的要点及针对性措施 1.1.制作要点 1）确保下料精度 2）保证拼装质量 3）控制焊接变形 1.2.针对性措施 1）相关构件在细化设计阶段进行三维建模，以求得出精确的下料及安装尺寸。 对于复杂节点予以充分重视，采用合理的装配及焊接次序以保证满足设计图纸要求及结构的可靠性。 2）控制切割下料精度，用数控切割机进行切割，保证曲线精度。 气体保护焊及平面分段流水线以减少变形。3）平面分段制作时尽可能使用CO 2 4）所有杆件必须在重型拼装平台上进行整体拼装焊接。 5）考虑到项目现状，为满足现场进度和有效控制安装精度，二次部材在主结构安装完成后进行焊接。 2.材料的保管 2.1.材料管理 1）材料的储存保管 (1)选取合适的场地或仓库储存本工程材料。 (2)钢板、钢管、型钢按品种、按规格集中堆放，加以标识和防护，以防未经批 准的使用或不适当的处置，并定期检查质量状况以防损坏。 (3)焊接材料应按牌号和批号分别存放在具有适温或干燥的贮藏室内。焊条和焊 剂在使用之前按出厂证明书上的规定进行烘焙和烘干。 (4)所有螺栓均按照规格、型号分类储放，妥善保管，避免因受潮、生锈、污染

而影响其质量，开箱后的螺栓不得混放、串用，做到按计划领用，施工未完的螺栓及时回收。 2）材料的使用 (1)材料的使用严格按排版图和放样资料进行领料和落料，实行专料专用，严禁 私自代用。 (2)材料排版及下料加工后的重要材料应按质量管理的要求作钢印移植。 (3)车间剩余材料应加以回收管理，钢材、焊材、螺栓应按不同品种规格、材质 回收入库。 3）材料的储存保管 (1)选取合适的场地或仓库储存本工程材料。 (2)钢板、钢管、型钢按品种、按规格集中堆放，加以标识和防护，以防未经批 准的使用或不适当的处置，并定期检查质量状况以防损坏。 (3)焊接材料应按牌号和批号分别存放在具有适温或干燥的贮藏室内。焊条和焊 剂在使用之前按出厂证明书上的规定进行烘焙和烘干。 (4)所有螺栓均按照规格、型号分类储放，妥善保管，避免因受潮、生锈、污染 而影响其质量，开箱后的螺栓不得混放、串用，做到按计划领用，施工未完的螺栓及时回收。 2.3材料的使用 (1)材料的使用严格按排版图和放样资料进行领料和落料，实行专料专用，严禁 私自代用。 (2)材料排版及下料加工后的重要材料应按质量管理的要求作钢印移植。 (3)车间剩余材料应加以回收管理，钢材、焊材、螺栓应按不同品种规格、材质 回收入库。 3.部材制作工艺 3.1号料与划线 1）号料前应先确认材质和熟悉工艺要求，然后根据排版图、下料加工单和零件草图进行号料。

TiN-TiB2纳米多层膜的共格外延生长

电子显微学报Ｊ．ｃｈｉｎ．Ｅｌｅｃｔｒ．Ｍｉｃｒｏｓｃ．ｓｏｃ ２４（４）：２７５～２７５２００５年２７５ ＴｉＮ／ＴｉＢ２纳米多层膜的共格外延生长 戴嘉维１，岳建岭２，李戈扬２ （上海交通大学１教育部高温材料及高温测试重点实验室， ２金属基复合材料国家重点实验室，上海２０００３０） 两种材料以纳米量级交替沉积形成的纳米多层 薄膜因具有超硬效应而得到广泛的关注和研究。两 调制层在小周期时形成共格界面的外延生长结构是 纳米多层膜产生硬度异常升高的重要微结构特征。 具有超硬效应的氧化物纳米多层膜多形成相同晶体 结构类型的共格外延生长结构，然而，近期的研究表 明，两种不同晶体结构类型的材料，在特定的晶面形 成异结构共格外延生长的纳米多层膜不仅会产生超 硬效应，且具有硬度增量更大和高硬度的调制周期 范围更宽的明显优势。 一系列不同ＴｉＢ，层厚的ＴｉＮ／Ｔｉ政多层膜和 ＴｉＮ、ＴｉＢ，单层膜在多靶磁控溅射仪上制备，巾７５ｍｍ 的ＴｉＮ化合物靶（９９％）种ＴｉＢ＇化合物靶（９９％）分别由两个射频阴极控制，抛光的不锈钢基片经丙酮和无水乙醇超声波清洗后置于可转动的基片架上。采用０．４Ｐａ的Ａｒ作为溅射气体，基片温度保持在室温。通过控制ＴｉＮ和ＴｉＢ，靶的溅射功率和基片分别在靶前的停留时间，得到一系列不同ＴｉＢ：层厚的ＴｉＮ／ＴｉＢ：纳米多层膜，薄膜的总厚度约为２肛ｍ。 对薄膜的力学性能测量表明，在ＴｉＮ中插入仅０．３ｎｍ的ＴｉＢ’层形成多层膜后，薄膜的硬度和弹性模量就迅速升高，并在ＴｉＢ：层厚为０．６ｎｍ时分别达到最高值４６．９ＧＰａ和４６５ＧＰａ，多层膜呈现硬度与弹性模量异常升高的超硬效应。 图ｌ示出了ＴｉＴ：ｉ（２．４ｎｍ）／ＴｉＢ，（２．９ｎｍ）多层膜垂直截面的高分辨透射电镜像。左上角的低倍像表明多层膜呈现成分周期变化的调制结构，两层间的界面较为平直，成分混合区较窄。多层膜的点阵排列 基金项目：上海市专利技术再创新项目（Ｎｏ．０３７２５０５２） 图１ＴｉＮ／ＴｉＢ：纳米多层膜垂直截面的ＨＲＴＥＭ像。 Ｂａｒ＝３ｎｍ 呈现立方ＴｉＮ和六方ＴｉＲ共格外延生长的特征。它们的取向关系为（１１１）。／／（０００１）陋，［１１０］。。，／１１０１０］吼。 研究结果表明，在ＴｉＮ／ＴｉＢ，纳米多层膜中，由于ＴｉＮ（１１１）晶面的模板作用，可使原为非晶态的ＴｉＢ：在小于２．９ｎｍ的层厚时，形成六方结构的晶体态，并与立方ＴｉＮ共格外延生长。由于存在晶格失配度，共格生长的多层膜中形成拉、压交变的应力场，这种应力场以及ＴｉＮ和ＴｉＢ：滑移系的不同，使多层膜产生硬度和弹性模量升高的超硬效应，最高硬度和弹性模量分别达到４６．９ＧＰａ和４６５ＧＰａ。 参考文献略． 　万方数据

纳米薄膜的结构和性能

纳米薄膜的结构和性能 §1 纳米薄膜材料概述 1.1纳米薄膜的含义 1.2纳米薄膜材料在材料学中的作用 §2 纳米薄膜的分类 §3 纳米薄膜的组织结构 3.1薄膜生长过程概述 3.2薄膜的生长模式 3.3连续薄膜的形成 3.4.纳米薄膜的组织形态 §4 纳米薄膜的性能 4.1.力学性能 4.2光学性能 4.3电磁学性能 4.4气敏特性 §5 纳米薄膜的应用 5.1耐磨及表面防护涂层 5.2纳米金刚石薄膜 5.3.纳米磁性薄膜 5.4纳米光学薄膜 5.5纳米气敏膜 5.6纳米滤膜 5.7纳米润滑膜 ................................................................................................................................ §1纳米薄膜材料概述 1.1纳米薄膜的含义： 纳米薄膜是指由尺寸在纳米量级的晶粒（或颗粒）构成的薄膜，或将纳米晶粒镶嵌于某种薄膜中构成的复合膜（如Ge/SiO2，将Ge镶嵌于SiO2薄膜中），以及每层厚度在纳米量级的单层或多层膜，有时

也称为纳米晶粒薄膜和纳米多层膜。 1.2纳米薄膜材料在材料学中的作用 在材料科学的各分支中，纳米薄膜材料科学的发展占据可极为重要的地位。薄膜材料是相对于体材料而言的，是人们采用特殊的方法，在体材料的表面沉积或制备的一层性质与体材料性质完全不同的物质层。薄膜材料受到重视的原因在于它往往具有特殊的材料性能获性能组合。 在这种意义上，薄膜材料学作为材料科学的一个快速发展的分支，在科学技术以及国民经济的各个领域发挥着越来越大的作用。 §2纳米薄膜的分类 纳米薄膜的分类情况比较复杂，根据不同的分类标准，大体可以分为以下几类： (1)按照应用性能，可分为纳米磁性薄膜、纳米光学薄膜、纳米气敏薄膜、纳滤膜、纳米润滑膜、纳米多孔膜、LB（Langmuir－Buldgett）膜、SA（分子自组装）膜等有序组装膜。 (2)根据纳米结构的特殊性质，可分为含有纳米颗粒与原子团簇－基质薄膜和纳米尺寸厚度薄膜。 (3)按照用途，可分为纳米功能薄膜和纳米结构薄膜。 §3纳米薄膜的组织结构 薄膜的生长过程直接影响薄膜的组织结构以及它的最终性能。下面首先讨论一下薄膜的生长过程。

纳米超硬多层膜研究现状及发展趋势

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纳米超硬多层膜研究现状及发展趋势 作者：唐普洪， 宋仁国， 柴国钟， 陈小明， TANG Puhong， SONG Renguo， CHAI Guozhong，CHEN Xiaoming 作者单位：唐普洪,TANG Puhong(浙江工业大学机械制造及自动化教育部重点实验室,杭州,310014;嘉兴职业技术学院机电与汽车分院,嘉兴,314036)， 宋仁国,柴国钟,陈小明,SONG Renguo,CHAI Guozhong,CHEN Xiaoming(浙江工业大学机械制造及自动化教育部重点实验室,杭州,310014)刊名： 材料导报 英文刊名：MATERIALS REVIEW 年，卷(期)：2008,22(2) 参考文献(45条) 1.Sproul D M查看详情 1996 2.Ronning C;Gerhards I;Ting J M查看详情 2006 3.Musil J;Zemana P;Hruby H查看详情 1999(120-121) 4.Frank G;Andrea C;Gunter M查看详情 2005(03) 5.Song R G;Yamaguchi M;Nishimura O查看详情 2004 6.Mroz W;Prokopiuk A;Mularczyk M查看详情 2002 7.Harish C Barshilia;Jain查看详情 2004 8.Rizzo A;Signore M A;Serra E查看详情 2006(515) 9.Li D;Chu X;Chung YW查看详情 1995(02) 10.Chu X查看详情 1999 11.Philip C;Yashar D W查看详情 1999 12.赵文济;孔明;乌晓燕TiN/Si3N4纳米多层膜硬度对Si3N4层厚敏感性的研究[期刊论文]-金属学报 2007(02) 13.赵文济;孔明;李戈扬查看详情 2007(56) 14.Bultr J;Novotny M;Jelinek M查看详情 2005 15.Kim D G;Seong T Y;Joon Y查看详情 2002 16.Xu J H;Kamiko M;Zhou Y M查看详情 2001(07) 17.劳技军;孔明;张惠娟TiN/SiC纳米多层膜的生长结构与力学性能[期刊论文]-物理学报 2004(06) 18.Zhang Y;Cheng Y T查看详情 2006 19.Mendibide C;Steyer P;Esnouf C查看详情 2005(200) 20.Yoon J S;Jeon G Han查看详情 2000 21.Mirkarimi P B;Barnett S A;Hubbard K M查看详情 1994(06) 22.William V K;Harish Barshilia C查看详情 2006 23.Sun T;Wang L P;Yu Y H查看详情 2007 24.Srinivasan D;Trupti G;Kulkarni K查看详情 2007 25.Lee W K;Chen Y H;Chung Y W查看详情 2004 26.Wang J;Li W Z;Li H D查看详情 2000 27.Zhou Y M;Asaki R;Yamamoto K R查看详情 2000 28.Major L;Morgiel J;Major B查看详情 2006 29.Jürgen M;Lackner;Roman Major查看详情 2006 30.Purice A;Dinescu G;Scarisoreanu N查看详情 2006