大面积单/双YBCO高温超导薄膜的研制

主研人员：李言荣 刘兴钊 陶伯万 姜 斌 罗 安 徐 进 何世明 为提高大面积YBCO高温超导双面薄膜性能的两面一致性和面内均匀性，在研究了工艺参数对YBCO双面薄膜性能影响的基础上，采用独特的基片旋转方法，取得重大突破。同时将“自外延技术”应用于研制大面积YBCO高温超导双面薄膜，提高了5 mm(2英寸)双面YBCO高温超导薄膜的性能。在LaAlo3单晶基片上研制的5 mm YBCO高温超导双面薄膜性能优异，Tc=91.8 K, DTc=0.4, Jc(77 K)＞1?06 A/cm2, Rs(77 K, 10 GHz)=0.1～0.31 mW, 所研制的5 mm以内的各种尺寸YBCO高温超…     

钇钡铜氧高温超导双面外延薄膜制备方法和装置

发明人员：李言荣 刘兴钊 陶伯万 钇钡铜氧高温超导双面外延薄膜制备方法和装置属高温超导薄膜制备方法和装置。采用基片原位转动、速度可调、辐射加热、双面同时成膜的倒筒式支流溅射装置和优化的自外延制备方法，提高了膜的质量，使所制得的Y1Ba2Cu3O7-8高温超导外延膜的性能优良：其Tco＞90 K, DTc＜0.3 K; 基片两面的双面膜性能一致：其 Tco相差小于0.5 K, DTc相差小于0.5 K, 完全满足高频微波器件制作的要求。 钇钡铜氧高温超导双面外延薄膜制备方法和装置     

双倒筒靶结合基片双轴旋转的镀膜装置

双倒筒靶结合基片双轴旋转的镀膜装置由转动驱动轴、基片导轨以及基片构成,还包括:圆筒形靶材、圆筒形热屏蔽层和由多根加热丝围成的圆筒形加热器。装置制备大面积双面薄膜,在保证了大面积双面薄     

高温超导微波滤波器

高温超导微波滤波器主研人员卢剑，羊恺，罗正祥，唐正熙，张其劭采用我国自行研制的高温超导薄膜材料与超导器件制造工艺，编制了高温超导薄膜微带发夹滤波器的设计软件，解决了平行耦合线滤波器在小型基片上结构设计的困难，设计制作了专用的外壳，成功地解决了微带发夹...     

科研成果简介

移动通信用双面高温超导薄膜材料该材料与传统上使用的Au、Ag、Cu等比较,微波表面电阻低两个数量级,微波无源器件插损可降低一个数量级,可大幅度提高信息接收灵敏度,在移动通信地面接收机站中的关键器件—滤波器上有重要用途(损耗可降至0.2dB),能减小或消除手机通话的盲区,提高通话质量,缩小基站体积,减少基站数量;亦可用于红外阵列器件、磁通流晶体管、约瑟夫逊器件等高灵敏度和高精度电子信息器件中。主要性能指标:双面YBCO/LAO/YBCO样品,Φ3inch以内薄膜的微波表面电阻Rs=0.1～0.5Ω(77K、10GHz),零电阻温度Tco=89～91K,临界电…     

基片温度对非晶碳硅薄膜电导的影响

在基片加热的条件下,高纯硅靶在甲烷和氩的混合气氛中,采用直流平面磁控反应溅射,可以制备具有光电响应的氢化非晶碳硅合金薄膜。本文对不同基片温度下成膜的样品进行了电导性能测试并分析了测试结果,得出了基片温度是影响该薄膜光电导的关键因素的结论。     

移动通信用双面高温超导薄膜技术

移动通信用双面高温超导薄膜技术拥有两项发明专利。它与传统使用的Au、Ag、Cu等比较,微波表面电阻低两个数量级,所研制的微波无源器件插损可降低一个数量级,大幅度地提高了信息接收灵敏度,在     

高分子辅助沉积法制备氧化物和氮化物薄膜

高分子辅助沉积法是近年来发展起来的一种薄膜沉积方法。该方法利用高分子与金属键合形成均匀稳定的溶液,将溶液涂覆在基片上后,通过热处理使高分子分解而形成薄膜。该文介绍了使用该方法制备的一些具有代表性的氧化物和氮化物薄膜,包括简单氧化物/氮化物,如TiO2、GaN和AlN等,复杂氧化物/氮化物如(Ba,Sr)TiO3、Ti1-xAlxN等。通过X射线衍射、透射电镜、介电测试和光学测试等方法对薄膜的结构和性能进行了表征和分析,并探讨了基片和工艺条件对结构和性能的影响。这些结果表明高分子辅助沉积法可以广泛应用于制备各种高质量的氧化物和氮化物薄膜。     

直流磁控溅射铂电阻薄膜

根据薄膜理论和通过成膜工艺实验，研究了影响铂薄膜电阻温度系数的主要因素。１）对铂靶材料的纯度要求高，含杂质极少；２）淀积薄膜要有一定厚度，通常近于１μｍ才能有较大的α；３）成膜以后，需经过高温热处理，减少缺陷，结晶化改善。通过大量实验，使用高铝陶瓷基片或微晶玻璃基片，溅射铂薄膜的厚度为８００ｎｍ，高温热处理１ｈ，可以获得电阻温度系数为３．８５０×１０－３／℃的铂电阻薄膜。     

反应磁控溅射法制备TiO2薄膜

采用反应磁控溅射法在不同条件下制备了TiO2薄膜样品,研究了衬底温度、氧分压、溅射压强等生长条件对薄膜结构特性的影响.得到了反应磁控溅射法制备锐钛矿相TiO2薄膜的最佳沉积条件,并对薄膜的表面形貌进行了测量.     

科研成果介绍

高性能膜状软磁材料与旋磁薄膜材料及应用研究 主研人员：张怀武 刘颖力 王豪才 钟智勇 贾利军 周海涛 石 玉 黄 平 苏 桦 唐晓莉 高性能膜状软磁材料及旋磁薄膜材料是近期磁集成器件和微波集成器件的基础，也是近期国际上研究开发的热点之一。该项目在软磁薄膜和旋磁薄膜研制方面解决了压靶溅射，纳米晶化和旋镀中温热解工艺等技术难点，成功地研制出性能优良的薄膜材料。基于材料的研制，解决了层间绝缘、多层不同薄膜材料的连续掩膜光刻基片附着力、高频化问题以及保护层与电极引出问题。并首次设计和研发出E型初/次级交叉…     

真空蒸发碲化物薄膜光电性能的研究

采用高温烧结和真空蒸发制备了ＣｄＴｅ光敏薄膜，探讨了制备工艺对ＣｄＴｅ薄膜性能和结构的影响，说明了在基片温度为１３０℃左右下制备的ＣｄＴｅ薄膜具有明显的光敏特性，并得到ＣｄＴｅ材料的禁带宽度为１．６３ｅＶ。利用Ｘ衍射对不同基片温度下制备的ＣｄＴｅ薄膜材料进行了结构分析，发现基片温度为１３０℃左右时制备的ＣｄＴｅ薄膜具有明显的衍射峰。     

聚吡咯薄膜的制备及其氨气敏感特性的研究

运用聚电解质自组装膜对基片表面进行化学改性,通过原位聚合法及自组装方法在基片表面沉积聚吡咯薄膜,利用紫外可见分光光度计(UV-Vis)和原子力显微镜(AFM)对聚吡咯薄膜进行了分析表征。采用平面叉指电极制备了PPy薄膜气体传感器,研究了其在常温下对有毒气体NH3的敏感性及对?30℃～+60℃温度范围内、5.9%R.H～59.6%R.H范围内的湿度其敏感特性的变化,讨论了薄膜沉积时间对气敏特性的影响。结果表明,该传感器对浓度为0～141ppm的NH3具有较高的灵敏度,对氨气的响应及恢复特性也很好,当沉积时间为20min时,该传感器的NH3敏感特性最好。     

YBCO薄膜不同位错的研究

研究了一系列不同Tc值的YBCO薄膜样品高分辨率的X射线衍射.计算了在平面中扭曲和在平面外倾斜的两种不同螺纹的位错,发现在平面中的螺旋位错的扭曲比感光底层正常倾斜对Tc的值更加敏感.在YBCO薄膜的Tc值随着不同伯格斯(Burgers)矢量对位错施加了不同的影响.在薄膜中的螺旋位错强烈地影响YBCO的性质.     

濺射条件对钽硅薄膜电性能的影响

采用在硅烷和氩气中进行二极直流溅射钽靶的方法,制备了含硅量为(0—90 at％)的钽硅薄膜。研究了溅射条件对钽硅薄膜电性能的影响以及溅射电压、溅射电流和溅射气压之间的关系。经过实验数据的分柝,得出一组适合现有设备的最佳溅射条件。     

低温生长纳米ZnO薄膜的结构

采用气体放电活化反应蒸发技术(GDARE),以玻璃为衬底,在较低的温度下沉积纳米ZnO薄膜,用二次蒸镀法克服薄膜生长饱和问题、有效增加膜厚及改善薄膜质量。讨论了GDARE法低温下沉积纳米ZnO薄膜的生长过程及成膜机理。由原子力显微镜(AFM)和X-射线衍射谱(XRD)分析薄膜表面形貌和晶体结构,研究结果表明,二次蒸镀法沉积的双层纳米ZnO薄膜具有更好的结晶质量及长期稳定性,薄膜沿c轴高度取向生长,内应力较小,晶粒尺寸均匀,平均粒径约35nm,表面粗糙度降低。     

以PVP为添加剂的BST薄膜制备与结晶性能

用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si(100)基片上沉积Ba0.6Sr0.4TiO3薄膜,采用SEM、XRD、AFM分析薄膜的表面形貌和结晶行为。为抑制薄膜裂纹,在前驱体溶液中加入高分子聚合物聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。结果表明,经700℃退火1h,得到表面平整、致密、无裂纹和孔洞以及晶粒取向高度一致的薄膜。薄膜钙钛矿结构明显,并随温度的升高而趋于完善。在结晶初期形成规则的柱状晶粒在长大和吞并的过程中逐渐形成颗粒状晶粒。薄膜的晶粒大小和表面粗糙度随退火温度的升高而增大。在平均晶粒较大且晶界分明的情况下,薄膜的均方根粗糙度仍能保持在7.854nm左右。     

基于射频磁控溅射技术高容量硅负极薄膜材料可控制备研究

硅基薄膜材料由于具有较高比容量、较好的循环寿命等优势而备受关注.本文采用射频磁控溅射方法在不同功率下制备了锂离子电池Si薄膜负极材料.采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)、EDS等手段进行了物理表征,并采用恒流充放电性能测试、循环伏安测试(CV)等手段研究了射频溅射功率对硅负极薄膜材料的电化学性能影响.研究结果表明在溅射时间为5 min的条件下,当溅射功率为120 W时,Si薄膜的综合电化学性能是最优的,其首周充电比容量达到3595 mAh/g,循环150周后容量仍然高达2768 mAh/g,显示出了良好的循环性能,同时也表现出较好的倍率性能.     

掺Al对TaN薄膜微结构及电性能的影响

采用反应直流磁控溅射法在Al2O3陶瓷基片上制备TaAlN薄膜,通过调节复合靶Al/Ta面积比调节Al掺杂量,研究了Al/Ta面积比对TaAlN薄膜微结构及电性能的影响。XRD结果表明,TaN薄膜中掺杂Al可在2θ为38.5°和65.18°处分别有立方结构的AlN(101)和AlN(202)相出现。随Al/Ta面积比的增大,TaAlN薄膜的沉积速率、电阻率、方阻以及TCR绝对值逐渐增大。当Al/Ta面积比为零时,TaN薄膜的电阻率和TCR绝对值分别为247.8μΩ·cm和12 ppm/℃,当Al/Ta面积比增大到29%时,TaAlN薄膜的电阻率和TCR绝对值分别增大到2560μΩ·cm和270 ppm/℃。     

ZnO压电微晶薄膜的研制

采用自行设计、自行改制的直流平面磁控溅射装置,使用锌靶,在氧或氬、氧气氛中进行反应溅射,在非压电基片上获得了具有C轴取向的ZnO薄膜。该薄膜在体声、表声器件中有着广泛应用的前景,