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242 中国科学E辑工程科学材料科学2005, 35(3): 242~248
[CoPt/Ag]n纳米多层膜的结构和磁性能*
许小红杨治广武海顺
(山西师范大学化学与材料科学学院, 临汾 041004)
摘要用磁控溅射法分两种顺序制备了系列厚度的[CoPt/Ag]n纳米多层膜, 600℃真空退火后, 进行了磁性测量和微结构分析. 研究表明, 退火后两种顺序制备的[CoPt/Ag]n多层膜有着不同的微结构和磁性能, 且膜厚越小差别越显著. 先沉积Ag层的[Ag/CoPt]n多层膜, 退火后更易于形成高有序化度的L10-CoPt相, 并具有较高的矫顽力. Ag作底层影响了CoPt无序立方向有序四方的转化是引起这种差别的可能原因. 剩磁曲线分析表明, Ag的掺杂有利于降低CoPt晶粒间的磁交换耦合作用.
关键词[CoPt/Ag]n多层膜不同沉积次序结构和磁性能
具有L10结构的等原子比CoPt薄膜具有高磁晶各向异性能(106~107J/m3)和高矫顽力等特征, 可以有效提高比特位的热稳定性, 降低介质噪声, 还可以大幅度提高磁记录密度, 因而在超高记录密度磁记录介质方面有很大的应用潜力[1~3]. 溅射态下的CoPt薄膜为软磁的无序fcc相, 退火可以使CoPt合金由无序fcc相向有序
L10相转化[4,5]. 但退火可能会导致晶粒的过度长大. 另外, 晶粒间还存在很强的磁交换耦合作用. 它们均会带来大的噪声, 不利于提高记录密度. 用非磁性物质(例如Ag[6, 7], C[2, 6], B[8], Si3N4[9], SiO2[10]及Sn, Pb, Sb, Bi[11]等)作为掺杂材料, 通过共溅射或多层膜的方法得到掺杂的合金薄膜, 不但可以降低退火温度, 还可以大大减弱(或消除)晶粒间的磁交换耦合作用. 因而掺杂材料的选择和制备方案的设计对磁记录介质的结构和性能的影响都非常重要. 本文设计并研究了两种不同沉积次序的[CoPt/Ag]n多层膜, 发现沉积次序不同对薄膜的微结构和磁性能影响不同.
1实验
采用直流磁控溅射在玻璃基片上沉积了[CoPt/Ag]n系列多层膜[12]. 成膜时基
2004-05-17收稿, 2004-12-09收修改稿
*国家自然科学基金(批准号: 20341005)和山西省自然科学基金(批准号: 20041032)资助项目
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片没有加热. 溅射时采用CoPt复合靶和Ag靶. CoPt复合靶的溅射功率为40 W, 靶基距为8 cm, 沉积速率为0.28nm/s；Ag靶的溅射功率为10 W, 靶基距为6 cm, 沉积速率为0.25 nm/s. 工作气体为高纯Ar气, 本底真空度为5×10?5 Pa, 溅射气压为1.3 Pa. 多层膜的结构为[CoPt3 nm/Ag1 nm]n和[Ag1 nm/CoPt3 nm]n(n=2, 3, 4, 5, 8). 所有样品均在2×10?4Pa真空室进行了600℃, 30 min的后退火处理. 采用美国Ambios Tech的XP-2台阶仪测量样品的膜厚, 利用德国Bruker D8 X-ray衍射仪分析了样品的晶体结构, 样品的磁学性能由美国Lakeshore 7407振动样品磁强计(VSM)测得, 利用JSM-6700F冷场发射扫描电子显微镜对样品的微观表面形貌进行观测和分析, 放大倍数为5万倍.
2结果与讨论
2.1先沉积CoPt层的[CoPt/Ag]n纳米多层膜
溅射态下的CoPt合金膜是无序的fcc结构, 退火后可以转化为有序的L10结构(图1). L10结构的CoPt是一种有序的正方相, 沿c轴方向Co和Pt原子层交替排列, c轴方向上Co原子半径较小, 导致晶格常数c较a短(a=3.803?, c=3.701?), 因而CoPt的L10结构具有较高的磁晶各向异性. c轴是易磁化轴. 要获得高密度垂直磁记录介质, 就是要控制合适的条件使晶粒的易磁化轴(c轴)沿膜面法线取向生长.
图1 Co和Pt原子的有序化排列形成了四方L10相
先溅射沉积CoPt层, 后沉积Ag层形成[CoPt3 nm/Ag1 nm]n多层膜, 其中n=2, 3, 4, 5, 8, 对应膜厚分别为8, 12, 16, 20和32 nm. 图2是该系列多层膜X射线衍射(XRD)图. 可以看出, 当膜厚为8 nm时, 几乎看不到(001)等超晶格峰. 随着膜厚的增加, 超晶格峰的强度逐渐增大, 并在膜厚为20 nm时(001)和(002)超晶格峰的强度最大, 表明在该膜厚条件下L10-CoPt相转变度最高, 并且它的易磁化轴(c 轴)择优垂直取向. (001)峰和(111)峰的强度比(I(001)/I(111))可以作为描述组织结构程度的品质因数[7]. 我们计算了I(001)/I(111)和膜厚δ 的关系(图3). 可以看出, I(001)和I(111)的比值随膜厚的增加呈现出先增大后减小的趋势, 在20 nm时为最大值.
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Karanasos等人[7]也发现了类似的现象. 他们认为, 较薄的薄膜形成了彼此分离的岛状晶粒, 随着膜厚的增加岛状晶粒开始联并最后形成连续膜是导致晶相取向变化的原因.
图2 先沉积CoPt层的多层膜XRD谱图图3 (001)与(111)峰强度比随膜厚的
变化曲线
图4为样品[CoPt3 nm/Ag1 nm]5和[CoPt3 nm/Ag1 nm]8的冷场扫描电子显微镜(JSM)微观形貌图. 图4(a)为较薄膜(20 nm)的微观形貌, 可以看到, 它有着直径大小约为20 nm的均匀晶粒, 显示薄膜为颗粒膜. 然而, 图4(b)中由于膜厚的增加, 薄膜中形成了联并的较大颗粒(约40 nm以上), 表明薄膜逐渐过渡为连续膜.
用振动样品磁强计(VSM)测量了[CoPt3 nm/Ag1 nm]n多层膜的面内及垂直两个方向上的磁滞回线. 图5(a)为面内矫顽力Hc∥和垂直矫顽力Hc⊥随膜厚δ 的变化曲线. 可以看出, 膜厚为8和12 nm样品的矫顽力值只有约2×104A/m. 随着膜厚的增加, 16 nm时垂直矫顽力提高到了1.5×105 A/m, 到20 nm时则迅速增大到4.2×105 A/m. 可见膜厚对L10-CoPt的矫顽力的影响非常大, 膜厚大于20 nm时可以获得有序化度较高的L10-CoPt硬磁相, 这些性能测试结果与图2中XRD结构测试结果相一致.
2.2先沉积Ag层的[Ag/CoPt]n纳米多层膜
不同的制备条件会影响薄膜的结构和性能. 改变多层膜的制备顺序, 先沉积
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Ag层得到的系列[Ag1 nm/CoPt3 nm]n(n=2, 3, 4, 5, 8)纳米多层膜的矫顽力Hc随膜厚δ的变化曲线如图5(b)所示. 膜厚为8~16 nm时矫顽力随着膜厚的增加迅速增大, 之后呈缓慢升高的趋势. 另外, 所有样品的垂直矫顽力均大于面内矫顽力, 并且在膜厚较薄时两者的差别较大, 膜厚为8 nm的[Ag1 nm/CoPt3 nm]2薄膜的垂直矫顽力为3.3×105 A/m, 面内矫顽力为1.5×105 A/m, 表现出较大的垂直磁各向异性.
图4 [CoPt3 nm/Ag1 nm]5(a)与[CoPt3 nm/Ag1 nm]8(b)多层膜的JSM图像
图5 CoPt/Ag纳米多层膜的矫顽力随膜厚的变化曲线
(a) 先沉积CoPt层, (b) 先沉积Ag层
对比图5(a)和(b)可以看到, 退火后所有先沉积Ag层的[Ag1 nm/CoPt3 nm]n多层膜的矫顽力均显著大于相应膜厚的先沉积CoPt层的[CoPt3 nm/Ag1 nm]n多层膜的矫顽力, 并且膜厚越薄时其差别越大. 8 nm时, 先沉积Ag层所制备多层膜的垂直矫顽力为3.3×105A/m, 而相应膜厚先沉积CoPt层所制备的多层膜的垂直矫顽力只有 2.7×104A/m. 这说明两种不同沉积顺序导致了两者磁性能上的差别, 先沉积Ag层的多层膜更易于得到高的矫顽力.
我们知道, CoPt薄膜磁性能的变化主要取决于L10-CoPt相的转化程度. 图6是两种不同顺序制得的膜厚为8 nm样品的X射线衍射谱图. 可以看到, 先沉积
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Ag层薄膜的XRD谱图中有一个明显的(001)超晶格峰, 而先沉积CoPt层的谱图几乎观察不到超晶格峰, 表明先沉积Ag层的[Ag1 nm/CoPt3 nm]n多层膜退火后更易于得到较高有序化度的L10-CoPt相. 这可能是由于先沉积Ag层时, Ag起到了底层的作用, Ag的晶格参数(4.086?)与L10-CoPt相较长的晶格参数a(a=3.803?)有较小的失配率, Ag作底层有利于使fcc-CoPt晶胞的a轴拉长, 从而诱导形成L10-CoPt相并使易磁化轴垂直取向. Ag底层的这种诱导效应可能是引起先沉积Ag层[Ag1 nm/CoPt3 nm]n多层膜的矫顽力明显大于先沉积CoPt层[CoPt3 nm/Ag1 nm]n 多层膜的主要原因. 为了验证Ag底层的诱导作用, 我们固定CoPt单层厚度为30 nm, 制备了有Ag底层(10 nm)和没有Ag底层两种简单的CoPt薄膜. 图7是600℃退火30 min后, CoPt(30 nm)和CoPt(30 nm)/Ag(10 nm)薄膜的XRD谱图. 可以看到, 没有Ag底层时(001)和(002)衍射峰的强度比较小, 而增加了10 nm厚的Ag底层后, (001)和(002)超晶格峰的强度都显著增大. 相应有Ag底层时CoPt薄膜的垂直矫顽力(5.3×105A/m)也显著大于没有Ag底层时的垂直矫顽力(1.4×105A/m). 这些结果均表明, Ag作底层不但可以诱导无序立方向有序四方的转化, 而且可以诱导L10-CoPt的垂直取向.
图6 膜厚为8 nm CoPt/Ag多层膜的XRD谱图
1示先沉积Ag层, 2示先沉积CoPt层
2.3磁交换耦合作用
决定记录介质噪声程度的一个重要参数是晶粒间的耦合程度, 通常采用Kelly-Henkel曲线(又称δM曲线)来反映[13]. 图8是退火后薄膜CoPt30 nm/Ag10 nm 双层膜和[CoPt3 nm/Ag1 nm]8多层膜的δM曲线图. 可以看出, Ag作为中间层的[CoPt3 nm/Ag1 nm]8多层膜比Ag作为底层的CoPt30 nm/Ag10 nm双层膜具有更小的δM
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值, 表明以Ag为中间层可以有效地减小磁交换耦合作用, 从而降低磁记录薄膜的噪声.
图7 简单CoPt薄膜的XRD谱图
1示有Ag底层, 2示无Ag底层
图8 CoPt薄膜的δM曲线
3结论
(ⅰ) 膜厚对L10-CoPt相的形成有着重要的影响. 对先沉积CoPt层的[CoPt3 nm/Ag1 nm]n纳米多层膜, 厚度为20 nm时(001)超晶格峰的强度最大, 其垂直矫顽力为4.2×105A/m.
(ⅱ) 与先沉积CoPt层的薄膜相比, 先沉积Ag层的多层膜具有更高的矫顽力, 且膜越薄时两者磁性能的差别越大. 这是由于先沉积的Ag层可能起到了底层的作用, 从而诱导了L10-CoPt相的形成及其垂直取向生长. 退火后膜厚仅为8 nm
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的[Ag1 nm/CoPt3 nm]2薄膜的垂直矫顽力达到3.3×105A/m.
(ⅲ) Ag作为中间层可有效降低CoPt晶粒间的磁交换耦合作用.
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蓬勃发展中的磁性薄膜材料 1前言 随着电子系统向高集成度、高复杂性、轻小、高性能、多功能与高频方向发展，要求在更小的基片上集成更多的元器件。研制小型化、薄膜化的元器件，以减小系统的整体体积和重量，无疑是适应这一要求的一条实际可行的途径。因此，对在电子设备中占据较大体积和重量的磁性器件，如电感器、变压器的小型化、高频化也相应提出了很高的要求。在这种背景下，国际上对于采用磁性薄膜做成的微磁器件的研究以及与半导体器件成为一体的磁性集成电路(IC)的研究十分活跃。这些器件主要用于便携式信息通信设备，如移动电话等。在这些设备中，为保证其工作稳定性及经济性，电源部分的小型化和高效率化是很重要的。所以薄膜化的磁性器件最早是从各种电感器、滤波器、DC/DC变换器中的变压器等开始的。 以往用于磁性器件的NiFe合金、铁氧体等，不论是饱和磁通密Bs，还是磁导率μ的频率特性，远不能满足日益发展的新型电子设备的要求。例如为了防止滤波器、变压器的磁饱和，以及在信息存储中为使高密度记录用的高矫顽力介质充分磁化，要求材料的Bs在1.5T以上。另外，很多通信机用环形天线、电感器等，要求能在数百MHz到数GHz的频率范围工作。这些要求都是目前常用的磁性材料无法满足的。 磁性材料的薄膜化为满足上述要求提供了可能。如此，磁性材料的薄膜化是微磁器件的基础，也是将来实现磁性IC的前提之一。 2 磁性薄膜材料的基本特点与种类 2.1 常用薄膜材料的特点 众所周知，薄膜材料是典型的二维材料，具有许多与三维材料不同的特点。通过研究各种薄膜材料生成机理和加工方法，可以制备出有各种特殊功能的薄膜材料来，这也是薄膜功能材料近来成为研究的热点材料的原因。 由于尺寸小，薄膜材料中表面和界面所占的相对比例较大，与表面的有关性质极为突出，存在一系列与表面界面有关的物理效应： 1) 光干涉效应引起的选择性透射和反射； 2) 电子与表面碰撞发生非弹性散射，使电导率、霍耳系数、电流磁场效应等发生变化； 3) 因薄膜厚度比电子的平均自由程小得多，且与电子的德布罗意波长相近时，在膜的两个表面之间往返运动的电子就会发生干涉，与表面垂直运动相关的能量将取分立值，由此会对电子输运产生影响； 4) 在表面，原子周期性中断，产生的表面能级、表面态数目与表面原子数具有同一量级，对于半导体等载流子少的物质将产生较大影响； 5) 表面磁性原子的相邻原子数减少，引起表面原子磁矩增大； 6) 薄膜材料具有各向异性等等。 由于薄膜材料性能受制备过程的影响，在制备过程中多数处于非平衡状态，因而可以在很大范围内改变薄膜材料的成分、结构，不受平衡状态时限制，所以人们可以制备出许多块体难以实现的材料以获得新的性能。这是薄膜材料的重要特点，也是薄膜材料引人注目的重要原因。无论采用化学法还是物理法都可以得到设计的薄膜，例如： 1) 可以在很大范围内将几种材料掺杂在一起得到均匀膜，而不必考虑是否会形成均匀相，这样就能较自由地改变薄膜的性能。 2) 可以在纳米自清洁玻璃的镀膜过程中任意改变膜的厚度和其中的组分，增加或减少玻璃的某些性能。
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
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
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。
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)
铁磁薄膜的微观结构及其高频磁响应特性研究铁磁性材料在GHz频段表现出的优异磁动态特性,使得其在微波器件、抗电磁干扰、微波吸收等高频领域有广泛的应用前景。随着电子设备不断小型化的趋势,磁性元器件也必然会向着薄膜甚至图形化的方向发展。目前,对于铁磁薄膜的相关研究主要集中在材料选择和制备工艺等方法对高频磁响应特性的改善。当薄膜尺寸不断减小时,几何尺寸、磁结构等因素对薄膜磁特性的影响不可忽略,传统的理论模型和机理不再完全适用。本文沿着不断减小薄膜尺寸的主线,结合实验与微磁学,讨论了铁磁薄膜在高频范围内的动态磁特性。利用对薄膜结构的设计,分别从减小薄膜厚度、薄膜图形化、减小单元尺寸以及减小单元间距几个方面入手,探索了铁磁薄膜在GHz频段磁动态响应的可控性,并对这些磁响应模式的物理机制进行了分析。在整个研究的过程中,通过微磁学理论在微观和宏观特性中架起了桥梁,使得能从微观结构和内在磁特性的角度出发,更好的探索微纳米范围中磁性薄膜的高频响应特性。通过优化铁磁薄膜微纳米结构来了解、设计并控制磁性薄膜的高频磁响应特性,有助于研制出重量轻、体积小且易调控的新型微波磁性器件。本论文的主要研究内容和创新点如下:1.结合微磁模型和实验证实了在不加外场诱导的FeCo基非晶薄膜体系中,利用局域有序作为薄膜单轴各向异性的来源,可以通过改变薄膜厚度来实现GHz频段共振峰的单向调控,这相比于现有研究中需外加磁场感生出磁各向异性的方式更具备实际应用价值。2.通过对非耦合FeCo基软磁条纹状薄膜共振行为的研究,建立了条纹磁性薄
膜共振峰的叠加模型,为高频多共振峰数量和位置的控制提供了一种可行的设计思路;在Rado-Weertman边界条件的基础上,首次将边缘钉扎条件引入到边缘倾斜的条纹薄膜中,提出了包含能量贡献项和条纹边缘几何特点的钉扎参数公式,这对边缘结构在影响薄膜高频磁响应特性研究中具有重要的物理意义。3.设计了一种边缘加厚的FeNi 纳米圆盘结构,突破了圆盘单元中涡旋态存在的临界尺寸。利用涡旋态在高频范围内的自旋波机制,能在GHz频段旋转场的激励下实现对极性的控制;与传统纳米圆盘相比,所设计的圆盘结构在单元间不相互影响的条件下拥有更高的面密度以及更快的响应速度。4.设计了具有类Skyrmion磁结构的L10-FePt/FeNi双层薄膜,在不加外场偏置的情况下,通过图形单元实现了类Skyrmion磁分布的稳态结构。该磁结构显示出了新颖的动态响应模式,丰富了高频动态磁响应中多共振峰产生的模型,且在较大范围内不受单元间距的影响。总而言之,本文的研究内容主要集中在探索受限体系中磁矩受到微波场激励后的动态响应。在这个过程中,从改变纵向和横向尺寸与图形的角度出发设计并优化了铁磁薄膜的微观结构,旨在不断减小薄膜尺寸的同时,实现对薄膜在GHz频段内动态特性的有效调控。所涉及的理论模型和微磁学分析方法为磁性材料通过微观结构影响高频响应机制的研究提供了新思路,并奠定了一定的理论基础。
2011412690 应用化学董会艳 题目纳米材料的磁学性质、发展及其应用前景 内容摘要：磁性纳米材料的特性不同于一般的磁性材料，当与磁性相关联的特征物理长度恰好出于纳米量级，以及电子平均自由路程等大致处于1~100nm量级，或磁性体的尺寸与这些特征物理长度相当时，就会呈现反常的磁学与电学性质。不同分类的磁性纳米材料有着大不相同的特性。从纳米科技诞生的那一刻起就对人类产生着深远的影响。同时磁性材料一直是国民经济，国防工业的重要支柱与基础，与此同时在信息化高度发展的今天，磁性纳米材料的地位显的更加的重要与不可替代。 关键词：磁性，纳米，磁性纳米材料，应用 Abstract：Characteristics of magnetic nanomaterials is different from the general magnetic materials and magnetic properties associated with the characteristics of the physical length of just for the nanoscale, and the electron mean free path, etc. generally in the 1 ~ 100nm orders of magnitude, or magnetic body size and characteristicsphysical length is quite showing the anomalous magnetic and electrical properties. Different classification of magnetic nanomaterials differ materially from those features. The moment of the birth of nanotechnology on humans with far-reaching impact. Magnetic materials has been an important pillar and foundation of the national economy, defense industry, at the same time in the development of information technology today, the status of magnetic nanomaterials significantly more important and irreplaceable. Key words：Magnetic ，Nano ，Magnetic nanomaterials，Application 前言：在社会发展和科技进步的同时，磁性纳米材料的研究和应用也有了很大的突 破。磁性纳米材料在于与磁性相关联的特征物理长度恰好出于纳米量级，例如，磁单畴尺寸，超顺磁性临界尺寸以及电子平均自由路程等大致处于1~100nm量级，当磁性体的尺寸与这些特征物理长度相当时，就会呈现反常的磁学与电学性质。 当磁性微粒处于单畴尺寸时, 矫顽力将呈现极大值。铁磁材料, 如铁、钻等磁性单畴临界尺寸大约在l0 nm 量级,可以作为高矫顽力的永磁材料和磁记录材料。由于颗粒磁性与其尺寸有关, 如果尺寸进一步减小, 颗粒将在一定的温度范围内呈现出超顺磁性。利用微粒的这个特性, 人们在开始对镍纳米微粒进行低温磁性研究, 并提出磁宏观量子隧道效应的概念, 随后在60年代末期研制成了磁性液体。80 年代以后, 在理论与实验二方面, 开始研究纳米磁性微粒的磁宏观量子隧道效应,在1988 年首先在Fe/ Cr 多层膜中发现了巨磁电阻效应, 也为磁性纳米材料的研究奠定了更夯实的基础。 正文 磁性纳米材料的特性不同于常规的磁性材料，其原因在于与磁性相关联的特征物理长度恰好出于纳米量级，例如，磁单畴尺寸，超顺磁性临界尺寸，交换作用长度，以及电子平均自由路程等大致处于1~100nm量级，当磁性体的尺寸与这些特征物理长度相当时，就会呈现反常的磁学与电学性质。利用这些新特性已涌现出一系列新材料，尤其在信息存储，处理与传输中已成为不可或缺的组成部分，广泛地应用于电信，自动控制，通讯，家用电器等领域，信息化发展的总趋势是向小，轻，薄以及多功能方
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
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
摘要： (1) Abstract: (1) 前言 (1) 1磁性薄膜材料的基本特点与种类 (1) 1.1 常用薄膜材料的特点 (1) 1.2 磁性薄膜材料的基本特点 (2) 1.3磁性薄膜材料的种类 (2) 2磁性薄膜材料的制备方法 (3) 2.1溅射法 (4) 2.2真空蒸镀法 (4) 2.3分子束外延法 (4) 2.4化学沉积法 (4) 2.5电沉积法 (5) 3磁性薄膜材料的发展与开发 (5) 3.1 磁性薄膜研究的发展 (5) 3.2 新型磁膜的开发 (6) 4 磁性薄膜材料的应用与市场 (7) 参考文献 (8)
摘要：本文对磁性薄膜材料的种类和特点进行了一番介绍，并对国内外近年来制备磁性薄膜的方法进 行了较为系统的总结。包括物理方法和化学方法制备磁性薄膜材料；对不同制备的方法的优点和缺点进行了讲述。介绍了一些磁性薄膜材料在社会中的应用，以及对以后磁性薄膜的发展前景进行了展望。关键词：磁性薄膜材料特点和种类制备方法应用 Abstract:In this paper, the types and characteristics of magnetic thin film material has carried on the introduction, and for the preparation of magnetic thin films in recent years at home and abroad were summarized systematically. Including physical method and chemical method is the preparation of magnetic thin film materials; The advantages and disadvantages of different preparation methods for the story. Introduced some of the application of magnetic thin film material in society, as well as to the future prospects of the development of magnetic thin film is discussed. Key words: magnetic thin film material characteristics and species The preparation method 前言 随着电子系统向高集成度、高复杂性、轻小、高性能、多功能与高频方向发展，要求在更小的基片上集成更多的元器件。研制小型化、薄膜化的元器件，以减小系统的整体体积和重量，无疑是适应这一要求的一条实际可行的途径。因此，对在电子设备中占据较大体积和重量的磁性器件，如电感器、变压器的小型化、高频化也相应提出了很高的要求。在这种背景下，国际上对于采用磁性薄膜做成的微磁器件的研究以及与半导体器件成为一体的磁性集成电路(IC)的研究十分活跃。这些器件主要用于便携式信息通信设备，如移动电话等。在这些设备中，为保证其工作稳定性及经济性，电源部分的小型化和高效率化是很重要的。所以薄膜化的磁性器件最早是从各种电感器、滤波器、DC/DC变换器中的变压器等开始的。以往用于磁性器件的NiFe合金、铁氧体等，不论是饱和磁通密Bs，还是磁导率μ的频率特性，远不能满足日益发展的新型电子设备的要求。例如为了防止滤波器、变压器的磁饱和，以及在信息存储中为使高密度记录用的高矫顽力介质充分磁化，要求材料的Bs在1.5T以上。另外，很多通信机用环形天线、电感器等，要求能在数百MHz到数GHz的频率范围工作。这些要求都是目前常用的磁性材料无法满足的。 磁性材料的薄膜化为满足上述要求提供了可能。如此，磁性材料的薄膜化是微磁器件的基础，也是将来实现磁性IC的前提之一。 1磁性薄膜材料的基本特点与种类 1.1 常用薄膜材料的特点 众所周知，薄膜材料是典型的二维材料，具有许多与三维材料不同的特点。通过研究 各种薄膜材料生成机理和加工方法，可以制备出有各种特殊功能的薄膜材料来，这也是薄 膜功能材料近来成为研究的热点材料的原因。 由于尺寸小，薄膜材料中表面和界面所占的相对比例较大，与表面的有关性质极为突
磁性纳米材料的制备及应用前景 摘要：磁性纳米材料因其具有独特的性质，在现代社会中有着广泛的应用，并越来越受到人们的关注。本文主要介绍了磁性纳米材料的制备及应用前景，概述了纳米磁性材料的制备方法，如机械球磨法，水热法，微乳，液法，超声波法等，总结了纳米磁性材料在实际中的应用，并对其研究前景进行了展望。 Abstract: magnetic nanomaterials due to their unique properties, in the modern society has a wide range of applications, and people pay more and more attention. This paper mainly introduces the magnetic nanometer material preparation and application prospect of nano magnetic materials, summarized the preparation methods, such as mechanical ball milling method, hydrothermal method, microemulsion, liquid method, ultrasonic method, summarizes the nanometer magnetic materials in practical application, and the research prospect.
前言 纳米材料因其尺寸小而具有普通块状材料所不具有的特殊性质，如表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应等，从而与普通块状材料相比具有较优异的物理、化学性能。磁性纳米材料由于其在高密度信息存储，分离，催化，靶向药物输送和医学检测等方面有着广泛的应用，已经受到了广泛关注。磁性复合纳米材料是以磁性纳米材料为中心核，通过键合、偶联、吸附等相互作用在其表面修饰一种或几种物质而形成的无机或有机复合材料。由于社会的发展和科学的进步，磁性纳米材料的研究和应用领域有了很大的扩展。磁性材料在信息存储、传感器和磁流体等传统学科领域有着重要的应用。随着纳米材料科学与技术的发展，纳米磁性材料的应用开发日益引起人们的关注，特别是在提高 信息存储密度、微纳米器件和生物医学领域的应用潜力巨大。目前普遍采用化学法制备铁氧体磁性纳米颗粒，具体有溶胶～凝胶法、化学共沉淀法等，而由于生物合成的磁性纳米颗粒表现出更优良的性质。 1.磁性纳米材料的特点 量子尺寸效应：材料的能级间距是和原子数N 成反比的，因此，当颗粒尺度小到一定的程度，颗粒内含有的原子数N 有限，纳米金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散，纳米半导体微粒则存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道，能隙变宽。当这能隙间距大于材料物性的热能，磁能，静电能，光子能等等时，就导致纳米粒子特性与宏观材料物性有显著不同。例如，导电的金属在超微颗粒时可以变成绝缘体，磁矩的大小和颗粒中电子是奇数还是偶数有关，比热亦会反常变化，光谱线会产生向短波长方向的移动，这就是量子尺寸效应的宏观表现。 小尺寸效应：当粒子尺度小到可以与光波波长，磁交换长度，磁畴壁宽度，传导电子德布罗意波长，超导态相干长度等物理特征长度相当或更小时，原有晶体周期性边界条件破坏，物性也就表现出新的效应，如从磁有序变成磁无序，磁矫顽力变化，金属熔点下降等。 宏观量子隧道效应：微观粒子具有穿越势垒的能力，称为量子隧道效应。而在马的脾脏铁蛋白纳米颗粒研究中，发现宏观磁学量如磁化强度，磁通量等也具有隧道效应，这就是宏观量子隧道效应。它限定了磁存储信息的时间极限和微电子器件的尺寸极限。 2. 磁性复合纳米材料的制备方法 2.1水热合成法 水热合成法是液相中制备纳米粒子的一种新方法。一般是在100~300摄氏度温度下和高气压环境下使无机或有机化合物与水化合，通过对加速渗透析反应和物理过程的控制，得到改进的无机物，再过滤，洗涤，干燥，从而得到高纯，超细的各类微粒子。研究发现以FeC13为铁源，AOT为表面活性剂，N2H4·H20（50%）为还原剂水热合成 Fe3O4纳米颗粒时，反应温度和时间，表面活性剂和还原剂浓度对最终产物的尺寸形貌、分散性和磁性有明显影响。还有通过调节水热反
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。
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