鲁玉明
,
闫祥发
,
范峰
,
梁玉
,
白传易
,
刘志勇
,
郭艳群
,
朱红艳
,
范晓鹏
,
蔡传兵
低温物理学报
采用卷对卷装置通过直流反应磁控溅射法在离子束辅助沉积(IBAD)的MgO上生长获得了纯c轴织构的LaMnO3 (LMO)帽子层,详细研究了不同基底温度、氧分压、溅射功率及不同MgO基底对LMO帽子层微结构及其性能的影响,研究表明,LMO具有一定的生长优化工艺,而IBAD-MgO基底性能对LMO的外延生长的影响尤为显著.在最优条件下,最终获得了纯c轴织构、面内外半高宽都较小且表面比较致密平整的LMO帽子层,以此LMO薄膜作为缓冲层,通过化学法外延生长的YBCO超导薄膜,其77 K自场下Jc达到1.69 MA/cm2.
关键词:
LaMnO3
,
帽子层
,
直流磁控溅射
,
涂层导体
刘志勇
,
孙孟良
,
范峰
,
彭麟
,
陈昌兆
,
高波
,
应利良
,
鲁玉明
,
蔡传兵
功能材料
研究了磁场作用下电沉积Ni金属膜的生长过程,磁场与电极表面夹角取35°.测试结果表明电流密度、基底织构和磁场对薄膜的织构和表面形貌均具有重要影响.随着电流密度的增加,薄膜的面外织构由(111)为主变为(200)为主,面内织构显著改善;晶粒尺寸随着电流密度的增加显著增大.在电流密度较小时,磁场的作用比较显著,使得面外(111)晶面取向受到抑制,(200)取向得到增强,面内织构也有一定的改善.同时,磁场使晶粒变小,形状更加规则,整体也更均匀.还对磁场、电流和基底的作用机制进行了分析.
关键词:
电沉积
,
镍金属膜
,
织构
,
磁流体动力学效应
王晓祺
,
高波
,
蔡传兵
,
刘志勇
,
鲁玉明
,
刘金磊
,
潘成远
,
应利良
低温物理学报
doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2008.03.002
通过三氟乙酸盐-金属有机沉积(TFA-MOD)方法在LaAlO3单晶基片上制备了YBa2Cu3O7-δ(YBCO)高温超导薄膜,并测定在垂直于a-b面的外加交变磁场下薄膜样品的交流磁化率随温度的变化关系,在频率543.2 Hz、振幅1 V条件下,样品的超导转变发生在91 K附近.交流磁化率虚部峰值温度Tp随着磁场振幅的变大而向低温区移动,随着频率的增大而向高温区移动,这些现象与磁通蠕动模型相一致,峰值温度TP与外交变磁场的振幅Hac满足Hcaε(1-Tp/Tct)n的关系,其n～1.55;而与频率之间满足1/Tp与lnf的线性关系,可能是由于TAF-MOD薄膜样品中较多孔洞和非位错缺陷的出现使其偏离一般物理气相沉积薄膜样品具有的SNS型连接(n～2).根据频率f与温度T的Arrhenius公式以及二维简约的Bean模型,得到当前薄膜样品的激活能U与电流密度J、以及J与温度T的标度关系.
关键词:
超导薄膜
,
TFA-MOD
,
交流磁化率
,
激活能
宁纪林
,
赵苏串
,
范峰
,
鲁玉明
,
金晓燕
,
邱文彬
,
郭艳群
,
刘志勇
,
白传易
低温物理学报
采用直流反应磁控溅射技术在IBAD-MgO基底上外延生长MgQ良好的MgO薄膜(面内织构度FWHM＜7°,表面均方根粗糙度RMS＜2nm)能够在较宽的温度区间400℃到500℃间获得.对于温度影响的MgO薄膜生长,我们采用了基于密度泛函的第一性原理进行模拟,得到与实验结果相符合的结论:过高的温度在损害薄膜织构的同时,会造成表面粗糙度的增加.而与之相反的:薄膜厚度由40nm增加到600nm时,薄膜织构虽然优化但会损害薄膜表面.薄膜的岛状生长与Ehrlich-Schwoebel (ES)势垒,是造成表面恶化的主要原因.
关键词:
缓冲层
,
涂层导体
,
MgO
史小亮
,
郭艳群
,
范峰
,
刘志勇
,
白传易
,
鲁玉明
,
陶伯万
,
蔡传兵
低温物理学报
涂层导体中,作为多层织构模板中的最上层,帽子层的表面形貌、晶粒尺寸、表面粗糙度、平整度、致密度等表面特征将直接影响其上YBa2 Cu3O7-δ超导层的形核、织构形成和外延生长,表面特征的优化成为近期涂层导体缓冲层研究的重点.采用磁控溅射方法在LaMnO3/Epi-MgO/IBAD-MgO/Y2O3/Al2O3/Hastelloy C276上动态外延生长CeO2薄膜作为涂层导体帽子层,主要研究了沉积温度对CeO2薄膜表面特征的影响.利用x射线衍射仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜以及拉曼光谱仪等对CeO2薄膜的织构、微结构及表面形貌、表面粗糙度、平整度等表面特性进行细致表征.研究结果表明:CeO2薄膜的表面特征对沉积温度依赖性强;在沉积温度800℃左右获得了最好的织构和表面,CeO2薄膜具有最好的(00l)取向,面内半高宽为7.1°,晶粒尺寸接近YBa2 Cu3O7-δ最高形核密度对应的CeO2最佳尺寸,薄膜表面连续平整均匀,光滑致密无裂纹,其均方根粗糙度约1.4 nm;而且,在此CeO2缓冲层上用三氟乙酸—金属有机沉积方法(TFA-MOD)外延生长的YBa2Cu3O7-δ超导层具有良好的织构及致密平整的表面.
关键词:
磁控溅射
,
沉积温度
,
CeO2
,
表面特征
范峰
,
鲁玉明
,
刘志勇
,
高波
,
应利良
,
刘金磊
,
蔡传兵
低温物理学报
研究了Cu60-Ni40wt%(简称Cu60)和CudO-Ni60wt%(简称Cu4O)两种不同组分的铜镍合金基带在不同温度下退火织构的形成过程,其中名义组分为Cu60-Ni40wt%的合金在650～1000℃退火一小时可获得良好的(001)织构.半高宽随着退火温度的升高而下降.1000~C退火后φ扫描的半高宽(FWHM)为5.5°,ω扫描的半高宽为6.1°.组分为Cu60-Ni40wt%的合金1150℃退火仍不能形成良好的织构.对于Cu40居其里温度点在室温以上,饱和磁矩大于Ni-at.%5W;而Cu60的居里温度点在20K,在77K下表现顺磁性质,其饱和磁矩仅为Ni-at.%5W基带的10%.在77K下Cu60的电阻为7.5×10-9Ω·m,比Ni-at.%5W的电阻要低的多.
关键词:
辊轴再结晶技术
,
双轴织构
,
涂层导体
,
铜镍合金
潘成远
,
蔡传兵
,
应利良
,
高波
,
刘志勇
,
鲁玉明
,
刘金磊
低温物理学报
doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2008.02.004
本文通过化学溶液法在双轴织构的金属Ni-W衬底上外延生长了CeO2超导涂层导体缓冲层薄膜.X衍射极图表明其面内外织构良好.扫描电子显微镜和原子力显微镜观察薄膜表面光滑、平整且粗糙度低.采用差热分析研究了升温速率及样品质量对前驱溶液热反应过程的影响,结果表明其热反应主要经历了三个过程,其中吸附水的脱去和醋酸组的解离分别发生在110～140℃与230～240℃两个温度范围内,且受升温速率的影响很小,表明这两个反应都在较短的时间内完成.而发生在250～500℃温度段的氧化合成反应则需要较长的时间,其反应结束温度与升温速率近似成线性增加.X衍射分析进一步证实了上述三个热反应过程,当温度达到700℃时CeO2可以得到完好的结晶.
关键词:
双轴织构
,
涂层导体
,
缓冲层
,
差热分析
金晓艳
,
刘志勇
,
王艳芳
,
蔡传兵
,
鲁玉明
,
胡林华
,
戴松元
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2011.01.003
TiO2作为光阳极薄膜材料,广泛应用于染料敏化太阳电池(DSC)中.在TiO2多孔薄膜中掺碳纳米管,不仅可以加快光生电子在TiO2薄膜内的传输,同时也可以增加电子寿命,从而提高染料敏化太阳电池的效率.本文综述了近年来在TiO2中掺碳纳米管的研究成果,简要介绍了碳纳米管在DSC中的作用;归纳了掺杂于TiO2光阳极的碳纳米管的种类和主要的掺杂方式;另外还对碳纳米管在TiO2光阳极中的应用的发展趋势进行了展望.
关键词:
碳纳米管
,
TiO2多孔薄膜
,
染料敏化
,
太阳电池
曾琳
,
郝文嘉
,
白传易
,
鲁玉明
,
刘志勇
,
郭艳群
,
蔡传兵
低温物理学报
本文通过脉冲激光沉积法制备了不同厚度（80nm、320nm、1000nm和2000nm）的YBa2Cu3O7-δ（YBCO）超导薄膜，对它们的剩余应力和临界电流特性进行了对比研究．通过系列的激光显微Raman光谱和磁化曲线测量分别获得了薄膜剩余应力和磁化临界电流密度（Jc）对薄膜厚度的依赖关系．结果显示超导薄膜内剩余应力越小，Jc越高．对于中等厚度的薄膜样品（320nm和1000nm），其膜内剩余应力较小，同时由其特征的磁通匹配场大小推知在该厚度范围内的样品具有较高的线性缺陷密度，从而显示出较高的Jc值．
关键词:
YBCO薄膜
,
厚度效应
,
临界电流密度
蔡增辉
,
刘志勇
,
鲁玉明
,
蔡传兵
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.12028
为了降低第二代高温超导涂层导体的制备成本, 采用电化学法(ED), 在双轴织构的Ni-5at%W (Ni-5W)金属基带上分别成功制备出了具有较好c轴取向的La2Zr2O7 (LZO)和Gd2Zr2O7 (GZO)缓冲层. 通过与磁控溅射方法(MS)相结合, 制备出MS-CeO2/ED-RE2Zr2O7双层结构, 用以取代完全用磁控溅射方法(MS)制备的多层缓冲层结构. 电化学法得到的 60 nm LZO缓冲层的面内和面外织构半高宽分别为7.2°和6.8°, 同样厚度的GZO缓冲层的面内和面外半高宽分别为6.7°和5.8°. 之后用脉冲激光沉积(PLD)在ED-LZO/Ni-5W, ED-GZO/Ni-5W, MS-CeO2/ED-LZO/Ni-5W 三种结构的缓冲层上分别制备出具有超导性能的YBa2Cu3O7-δ (YBCO)超导层.
关键词:
YBCO; 缓冲层; 电化学; 双轴织构
