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2205双相不锈钢在某些侵蚀性介质中的优异耐蚀性主要归功于表面形成的纳米厚的钝化膜。在煤化工极端恶劣的腐蚀环境中,尤其是在含有Cl和SO离子的介质中,钝化膜容易发生严重的局部腐蚀。然而,钝化膜的破裂机理尚未形成统一共识,因此,研究Cl和SO与钝化膜之间相互作用对于了解钝化膜击穿的机理是非常重要的。通过电化学测试、Mott-Schottky和arxps分析研究了在2205双相不锈钢表面采用电化学生长的五种钝化膜。结果显示,在含氯介质中加入SO离子,可以提高钝化膜的击穿电位,降低自腐蚀电流密度。而SO的加入并没有改变含氯介质中金属离子在钝化膜中的迁移率。但是再钝化膜生长过程中可以提高Fe、Cr和Mo的溶解。五种钝化膜都是具有n型和p型半导体的双层结构。再钝化形成的钝化膜具有优异的耐蚀性。这归因于再钝化通过降低施主/受主密度、降低钝化电流密度、提高和改善金属阳离子的溶解和迁移速率来提高钝化膜的致密性和稳定性。此外,钝化层中Cl和SO分布均匀。再钝化时SO离子可以填补Cl造成的钝化膜中的缺陷,提高了钝化膜致密性。

关键词： 2205双相不锈钢钝化膜半导体性能 arxps

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溶胶-凝胶法制备的BaTiO_3薄膜表面态

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应用科学学报 2006年第4期24卷 429-432页

作者：陈海涛胡界博娄辉蔡洪涛丁玲红张伟风河南大学物理与信息光电子学院河南开封475001

用溶胶-凝胶法和快速退火工艺在SiO2/Si(111)基片上生长了钙钛矿结构BaTiO3薄膜.用X射线光电子能谱技术(XPS)和角分辨X射线光电子能谱技术(arxps)研究了薄膜的表面化学态以及最顶层的原子种类和分布状况,结果显示在热处理过程中薄膜表... 详细信息

用溶胶-凝胶法和快速退火工艺在SiO2/Si(111)基片上生长了钙钛矿结构BaTiO3薄膜.用X射线光电子能谱技术(XPS)和角分辨X射线光电子能谱技术(arxps)研究了薄膜的表面化学态以及最顶层的原子种类和分布状况,结果显示在热处理过程中薄膜表面形成一层富含BaO的非计量钛氧化物层,并且钡-钛原子浓度比随着探测深度的增大而逐渐减小.

关键词：溶胶-凝胶法 BaTiO3薄膜表面态 XPS arxps

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Development of Angle Resolved HXPS Instrument for Laboratory Use

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第18届国际真空大会

作者： H. Iwai M. Kobata I. Pí H. Yoshikawa S. Tanuma H. Yamazui H. Takahashi M. Kodama A. Tanaka M. Suzuki E. Ikenaga H. Matsuda H. Daimon K. Kobayashi Materials Analysis Station National Institute for Materials ScienceTsukuba 305-0047Japan NIMS Beamline Station at Spring-8 National Institute for Materials ScienceSayo 679-5148Japan Department of Surface and Plasma Science Charles University in Prague 18000Czech Republic

We have developed high throughput angle resolved hard X-ray photoelectron spectroscopy （HXPS） instrument for laboratory use [1], which are composed by combining a monochromatic Cr Kα focused X-ray source and a wide acceptance objective for a spectrometer. The Cr Kα X-rays （5.4 keV） excited by micro focused electron beam are monochromatized and focused on to a sample surface by an ellipsoidal bent crystal monochromater with 300 mm Roland circle. The X-ray spot size is variable from 10 μm （1.25 W） to 200 μm （50 W） in diameter. In front of a VG Scienta R4000 10 kV spectrometer, a wide acceptance objective lens is integrated as a hybrid lens to collect photoelectrons emitted from a sample in the range of ±35 degrees for high sensitivity and angle resolved XPS spectra without tilting the sample. The total energy resolution of 0.53 eV was verified by Au Fermi edge measurement. A typical acquisition time for angle resolved Si 1s spectra of a SiO2（4 nm）/Si（001） overlayered thin film sample is around 1 hour in the emission angle of 10 to 80 degrees with 0.5 degrees angler resolution without tilting the sample. The Si 1s peak from the substrate at kinetic energy of 3569 eV is observed through the 25 nm thickness overlayered SiO2 on Si（001）.

关键词： HAXPES arxps nondestructive depth profiling

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NiFe纳米膜的表面电子自旋钉扎技术研究

NiFe纳米膜的表面电子自旋钉扎技术研究

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作者：钟秋雨电子科技大学

学位级别：硕士

近年来,电子信息产业飞速发展,磁电子器件也朝着微小型化、高频化、高度集成化的方向产生了巨大的变革。为了适应日新月异的国防电子及卫星移动通信系统发展需求,新型磁材料/结构的工作频率,信号强度和集成化程度亟需进一步提升。而各... 详细信息

近年来,电子信息产业飞速发展,磁电子器件也朝着微小型化、高频化、高度集成化的方向产生了巨大的变革。为了适应日新月异的国防电子及卫星移动通信系统发展需求,新型磁材料/结构的工作频率,信号强度和集成化程度亟需进一步提升。而各类磁电子器件中,基于磁性薄膜制备的器件具有空间占有体积小这一明显优势。通常情况下,其性能的调控可由磁性薄膜材料、结构的选取以及工艺参数的改变来实现,操作简易灵活,在微波/毫米波段的应用备受瞩目。其中,金属软磁薄膜的饱和磁化强度4πM和铁磁共振(FMR)频率f较高,磁导率μ较大,理论实验探究及应用已较为深入广泛。通过改变薄膜厚度等工艺参数,即可实现对其饱和磁化强度、共振频率、铁磁共振线宽等磁性能的调控。与此同时,自旋波共振理论被提出以来,大量科学研究表明,磁性薄膜的自旋波共振(非一致进动模式)频率相比铁磁共振(一致进动)频率有显著提升,且自旋波理论对薄膜表界面等问题的探究也具有十分重要的意义。因此,自旋波模式的激发是一种能切实有效调控薄膜磁性能的方法,也成为了相关领域目前的热点课题。综上所述,本文从实现可行性、难易程度及研究前景等方面综合考虑,选用铁磁/反铁磁(FM/AF)多层薄膜结构,利用FeMn对NiFe薄膜表面电子自旋的钉扎来激发自旋波共振。本文采用直流磁控溅射法在7×7mm2Si(111)基片上制备薄膜,系统研究了不同FM、AF层厚度的NiFe单层纳米薄膜、NiFe/FeMn双层薄膜、FeMn/NiFe/FeMn三层薄膜的微观形貌、静磁性能和微波磁性能,借助原子力显微镜(AFM)、振动样品磁强计(VSM)及电子顺磁共振(EPR)波谱仪,对其形貌和性能进行表征与测试。其中,FM层厚度范围为200nm,AF层厚度为35nm。此外,还利用角分辨X射线光电子能谱(arxps)研究了NiFe和FeMn薄膜在自然环境下的表面氧化层厚度。首先,在自然环境下,NiFe和FeMn薄膜均易被氧化,选取20°、35°、45°、60°、75°、90°为掠射角,进行arxps定量分析,研究发现:Ni、Fe、Mn的主要氧化物分别为NiO、FeO、MnO。随着掠射角增大,探测深度增加,各元素的单质含量增多,对应氧化物含量减少。采用最小二乘法线性拟合,最终得到NiFe薄膜中的Ni、Fe以及FeMn薄膜中的Fe、Mn的氧化层厚度分别为:0.43nm、0.71nm、0.74nm、0.90nm。其次,对NiFe膜厚不同的NiFe单层膜、NiFe/FeMn(5nm)双层膜、FeMn(5nm)/NiFe/FeMn(5nm)三层膜的磁性能及表面电子自旋钉扎技术进行研究。结果表明,在相同结构的同一组薄膜内,薄膜的饱和磁化强度随着NiFe膜厚的增大而整体上升。而就不同薄膜结构的三组样品整体而言,经钉扎后的薄膜共振场明显较小,且双边钉扎比单边钉扎的共振场下降更为明显,但相应的饱和磁化强度整体却略有下降,交换偏置现象也不甚明显。这是由于自旋波激励产生的有效交换场增大,即利用FeMn薄膜对NiFe表面电子自旋进行钉扎,有效激发了自旋波共振,若在外加稳恒磁场一定的情况下,则表现为共振频率的提高。此外,还发现薄膜的静磁性能和线宽均与薄膜质量、生长过程中造成的表面粗糙度变化有关。最后,对FeMn膜厚不同的NiFe(40nm)/FeMn双层膜、FeMn/NiFe(40nm)/FeMn三层膜的磁性能及表面电子自旋钉扎技术进行研究。结果表明,在相同结构的同一组薄膜内,饱和磁化强度随着FeMn厚度的增大呈现出整体下降的趋势,二者的矫顽力则均为先增大后减小,存在峰值。对于双层膜样品,在反铁磁层即FeMn薄膜厚度为t=3nm时,由于覆盖层太薄且未引入缓冲层改善成膜质量,磁滞回线表现出的软磁性能较差。而相比于双层膜整体而言,三层膜的交换偏置场H有略微的上升,但数值依然较小,不足以产生明显的交换偏置现象或足够大的有关的各向异性。随着FeMn厚度的增大,两组薄膜的共振场都逐渐下降,并且双边钉扎的共振场依然低于单边钉扎。此外,虽然三层膜的表面粗糙度变化最为稳定,数值也最小,但其整体线宽却较高,这与其薄膜结构带来的界面耦合有关。

关键词： NiFe/FeMn纳米膜钉扎效应共振场 arxps 氧化层厚度

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