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BaTiO_3铁电薄膜在硅基片上的取向生长被引量：7: 2007年; 采用脉冲激光沉积方法,在硅基片上先沉积 MgO 或 CeO2缓冲层后再制备 BaTiO3 (BTO)铁电薄膜。通过原位反射高能电子衍射来监测 MgO,CeO2 缓冲层在硅基片上的生长行为。用 X 射线衍射测定 BTO 薄膜的结晶取向。并利用压电响应力显微镜观察了铁电薄膜的自发极化形成的铁电畴。结果表明:BTO 薄膜在不同的缓冲层硅基片上以不同的取向生长,在织构的 MgO/Si(001)基片上为(001)择优,择优程度与 MgO 织构品质有关,其中在双轴织构 MgO 缓冲层上为(001)单一取向;在 CeO2(111)缓冲层上为(011)单一取向。(001)取向的 BTO 薄膜具有更大的面外极化,而(011)取向的 BTO薄膜具有更大的面内极化。; 魏贤华黄文接文静朱俊; 关键词：钛酸钡铁电薄膜缓冲层激光沉积

ZnO在Al_2O_3(0001)表面的吸附与成键被引量：9: 2004年; 采用基于密度泛函的分子动力学赝势方法, 对ZnO在a-Al2O3(0001)表面的吸附进行了理论计算, 研究了ZnO分子在Al2O3表面吸附成键过程、吸附能量与成键方位、表面原子结构变化以及表面化学键特性. 结果表明ZnO在表面吸附后消除了吸附前表面Al-O层的弛豫, 化学结合能为434.3(±38.6)kJ·mol-1. 吸附后ZnO化学键(0.185±0.01 nm)与最近邻的表面Al-O键有30的偏转角度, Zn在表面较稳定的化学吸附位置正好偏离表面O的六角对称约30. 通过吸附前后原子布居数、态密度以及成键电子密度的分析, 表明ZnO的O2-与表面上的Al3+所形成的化学键具有强离子键特征; 而Zn2+同基片表面O2- 形成的化学键有明显的共价键成分, 主要来自于Zn 4s与O 2p的杂化, 以及部分Zn 3d与O 2p的杂化.; 杨春李言荣薛卫东李金山刘永华; 关键词：氧化锌薄膜密度泛函化学吸附态密度赝势分子束外延技术

α-Al_2O_3(0001)表面原子缺陷对ZnO吸附影响被引量：9: 2005年; 采用基于密度泛函理论的分子动力学方法 ,对α Al2 O3(0 0 0 1)表面Al,O原子空位缺陷及其对ZnO吸附进行了理论计算 .电子局域函数显示了表面空位处的电子密度变化 ,表面Al原子空缺处有非常明显的缺电子区域 ,悬挂键临近O的电子密度增大 ,有利于对Zn的吸附 ;O原子空缺处的Al原子处存在孤立电子 ,其ELF值为 0 0 5— 0 3,将有利于同电负性较大的O或O2 - 结合 .通过吸附动力学模拟与体系能量的计算发现 ,表面缺陷显著增强了表面的化学吸附 ,空缺原子处都被吸附原子填补 ,吸附结合能远大于单晶表面的情况 .在Al空缺的表面 ,由于ZnO的O与表面O形成双键 ,破坏了α Al2 O3(0 0 0 1)表面O六角对称结构 ,减小了O的表面扩散 ,从而不利于规则的ZnO薄膜生长 .相反 ,O的空缺表面 ,弥补了α Al2 O3(0 0 0 1)表面O空位缺陷 ,不影响基片表面O六角对称结构 .; 杨春李言荣颜其礼刘永华; 关键词：密度泛函分子动力学氧化锌薄膜生长

温度对ZnO/Al_2O_3(0001)界面的吸附、扩散及生长初期模式的影响被引量：10: 2005年; 构建了一个ZnO沉积在α-Al2O3(0001)表面生长初期的模型,采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势法进行了动力学模拟.发现在400,600和800℃的条件下界面原子有不同的扩散能力,因此温度对ZnO/α-Al2O3(0001)表面界面结构以及ZnO薄膜生长初期模式有决定性的影响.在整个ZnO吸附生长过程中,O原子的扩散系数大于Zn原子的扩散系数,O原子的层间扩散对薄膜的均匀生长起着重要作用.进一步从理论计算上证实了ZnO在蓝宝石(0001)上两种生长模式的存在,400℃左右生长模式主要是Zn螺旋扭曲生长,具有Zn六角平面对称特征,且有利于Zn原子位于最外表面.600℃左右呈现为比较规则的层状生长,且有利于O原子位于最外表面.模拟观察到在ZnO薄膜临近Al2O3基片表面处,Zn的空位缺陷明显多于O的空位缺陷.; 杨春余毅李言荣刘永华; 关键词：扩散薄膜生长 ZNO

PLD方法制备CaCu_3Ti_4O_(12)薄膜结构研究被引量：1: 2007年; 采用脉冲激光沉积法(PLD)分别在LaAlO3(100)以及MgO(100)基片上,在不同的沉积温度下,制备具有体心立方类钙钛矿结构的CaCu3Ti4O12(CC-TO)薄膜。在LAO基片上生长的CCTO薄膜,X射线衍射(XRD)分析表明沉积温度在680℃以上可以实现(400)取向生长,740℃薄膜可以实现cubic-on-cubic的方式外延生长。原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)分析分别显示CCTO薄膜的表面平整,界面清晰。后位的反射高能电子衍射(RHEED)观察到CCTO薄膜的电子衍射图谱,为点状。在MgO基片上,由于薄膜与基片较大的晶格失配,通过生长具有(100)和(110)取向的LaNiO3(LNO)缓冲层,诱导后续生长的CCTO薄膜随着温度的提高,由(220)取向生长转变成(220),(400)取向生长。; 接文静朱俊魏贤华张鹰罗文博艾万勇李言荣; 关键词：PLD RHEED

PZT薄膜晶化过程的相变及铁电畴监测被引量：7: 2004年; 采用射频磁控溅射法，在室温Pt／Ti／SiO_2／Si上制备了非晶态Pb(Zr_(0.48)Ti_(0.52))O_3(PZT)薄膜，经不同温度，相同保温时间快速退火处理使其转化为多晶PZT薄膜。用XRD，AFM测定了PZT薄膜的相组分与表面结构，并利用压电响应力显微镜(piezoresponse force microsco-py，PFM)观察了初始晶化和高度晶化样品自发极化形成的铁电畴。结果表明：PZT薄膜晶化发生在550℃，PFM可观察到自发形成的圆形铁电畴。650℃处理的样品晶化最充分并呈现出(111)择优取向，用PFM观察到该样品形成具有强烈压电信号的电畴。由此分别算得铁电相占薄膜总体积的(7.8±0.2)％和(97.3±0.2)％。PFM结合XRD，AFM的运用为寻求铁电薄膜晶化机理提供了新的途径。; 黄文张鹰蒋书文曾慧中魏贤华李言荣; 关键词：锆钛酸铅相变铁电畴

四方相BaTiO_3铁电性的第一性原理研究被引量：32: 2005年; 在广义梯度近似下 ,利用超软赝势对立方相和四方相BaTiO3晶胞中Ti原子沿c轴位移时体系的能量、原子间电子云重叠布局数和各原子上的净电荷等进行了自洽计算 .结果显示 ,当Ti原子沿c轴位移 0 0 12nm时 ,四方相BaTiO3体系能量最低 ,其自发极化强度为 0 2 6 1C m2 ,该结果与实验数据相符合 ;同时表明 ,O原子的 2p轨道和Ti原子的 3d轨道的杂化是BaTiO3晶体出现铁电性的重要原因 .; 薛卫东陈召勇杨春李言荣; 关键词：广义梯度赝势电子云四方相 BATIO3 铁电性

不同晶化工艺对非晶PZT纳米薄膜形核取向生长机理的影响被引量：13: 2005年; 射频磁控溅射法室温下在Pt Ti SiO2 Si上制备非晶Pb(Zr0 4 8Ti0 52 )O3薄膜 ,非晶PZT薄膜分别经常规炉退火(CFA)处理和快速热退火 (RTA)处理晶化为 (10 0 ) ,(111)不同择优取向的多晶薄膜 .采用x射线衍射测定了薄膜相组分、择优取向度 ;用原子力显微镜和压电响应力显微镜观察了薄膜表面形貌 ,以及对应区域由自发极化形成的铁电畴像 ,观察了不同取向薄膜的电畴分布特征 .结果表明 ,RTA晶化过程钙钛矿结构PZT结晶主要以PZT Pt界面处的PtPb化合物为成核点异质形核并类似外延的结晶生长 ,沿界面结晶速率远大于垂直膜面结晶速率 ,而CFA晶化样品成核发生在膜内杂质缺陷处 ,以同质成核为主 .不同的成核机理导致了不同晶面择优取向生长 .; 黄文曾慧中张鹰蒋书文魏贤华李言荣; 关键词：射频磁控溅射法成核机理 RTA 铁电畴

α-Al_2O_3(0001)表面吸附ZnO的DFT研究被引量：3: 2004年; 建立了α-Al2 O3( 0 0 0 1 ) 2× 1表面薄片吸附模型 ,采用基于 DFT动力学赝势方法 ,对 Zn O分子的吸附生长进行了计算 .详细地研究了 Zn O分子在表面吸附的成键方式以及表面化学键特性 .在较稳定的吸附位上 ,Zn O化学键 [( 0 .1 85± 0 .0 1 ) nm]与最近邻的表面 Al— O键有 3 0°的偏转角度 ,Zn在表面较稳定的化学吸附位置偏离表面 O六角对称约 3 0°.通过吸附能量、原子布居数和态密度的分析 ,Zn O的 O2 -与表面上的Al3+形成的化学键表现出强离子键特征 ;而 Zn2 +同基片表面 O2; 杨春李金山李言荣; 关键词：氧化锌薄膜化学吸附

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国家重点基础研究发展计划(51310Z03)

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