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脉冲激光沉积ktn薄膜动力学过程模拟

华中理工大学学报 2000年第5期28卷 92-94页

作者：陈中军张端明李智华张美军华中理工大学物理系

根据流体力学理论 ,对脉冲激光沉积ktn薄膜的动力学过程进行了模拟 ,讨论了激光沉积的ktn薄膜厚度分布随基片位置的变化规律 .结果表明 ,等离子体在膨胀过程中会形成垂直靶表面的等离子体羽辉 ,当激光束的位置和方向不变时 ,ktn薄膜的... 详细信息

根据流体力学理论 ,对脉冲激光沉积ktn薄膜的动力学过程进行了模拟 ,讨论了激光沉积的ktn薄膜厚度分布随基片位置的变化规律 .结果表明 ,等离子体在膨胀过程中会形成垂直靶表面的等离子体羽辉 ,当激光束的位置和方向不变时 ,ktn薄膜的厚度分布不均匀 ,呈现类高斯分布形状。

关键词： ktn薄膜脉冲激光沉积动力学过程数值模拟

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外延ktn薄膜的Sol-Gel制备研究

科学通报 1992年第16期37卷 1470-1472页

作者：包定华邝安祥顾豪爽王世敏湖北大学物理系武汉430062

KTa_(1-x)Nb_xO_3(简称ktn)固溶体具有良好的电光特性、非线性光学特性和热释电特性,ktn薄膜在光电子集成电路中有着良好的应用前景,可用于制作空间光调制器或二次谐波产生器件。人们已进行过ktn单晶和陶瓷方面的工作,ktn晶体生长时存... 详细信息

KTa_(1-x)Nb_xO_3(简称ktn)固溶体具有良好的电光特性、非线性光学特性和热释电特性,ktn薄膜在光电子集成电路中有着良好的应用前景,可用于制作空间光调制器或二次谐波产生器件。人们已进行过ktn单晶和陶瓷方面的工作,ktn晶体生长时存在铌含量的均匀性难以控制而使晶体质量下降性能变差的问题。

关键词： ktn薄膜 Sol-Gel法外延生长

高取向 ktn 薄膜的 PLD 法制备研究

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华中理工大学学报 1998年第7期26卷 7-9页

作者：马卫东张端明王世敏王晓东华中理工大学物理系

用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法自制了ＫＴＮ陶瓷，以之为靶材，首次在单晶硅上用ＰＬＤ技术沉积了ＫＴＮ薄膜，并对所制备的薄膜进行了ＸＲＤ和ＳＥＭ分析及Ｐ－Ｅ电滞回线观察．观察分析结果表明：薄膜的主晶相为钙钛矿相（约９８％），且沿（１... 详细信息

用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法自制了ＫＴＮ陶瓷，以之为靶材，首次在单晶硅上用ＰＬＤ技术沉积了ＫＴＮ薄膜，并对所制备的薄膜进行了ＸＲＤ和ＳＥＭ分析及Ｐ－Ｅ电滞回线观察．观察分析结果表明：薄膜的主晶相为钙钛矿相（约９８％），且沿（１００）方向取向生长；薄膜表面光滑、无裂纹、致密性好；薄膜具有良好的铁电性质．同时还分析了Ｓｉ（１００）单晶衬底上钙钛矿相的形成机理；并讨论了衬底温度Ｔｓ和氧气氛等因素对成膜的影响．

关键词： ktn薄膜焦绿石相钙钛矿相脉冲激光沉积

PLD法在透明石英单晶(100)上制备高取向ktn薄膜

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中国科学（G辑） 2004年第4期34卷 430-438页

作者：王晓东彭晓峰张端明清华大学热能工程系相变与界面传递现象实验室北京100084 华中科技大学物理系武汉430074

Sol-Gel法制备ktn多晶粉末,在富氧气氛下烧结富钾ktn陶瓷,代替ktn 单晶作为靶材,用PLD技术在透明石英单晶(100)基片上制备高取向透明ktn薄膜.受石英单晶热应力限制,沉积对基片温度为300℃,远低于在P-Si(100)制备时的基片温度560℃.XRD ... 详细信息

Sol-Gel法制备ktn多晶粉末,在富氧气氛下烧结富钾ktn陶瓷,代替ktn 单晶作为靶材,用PLD技术在透明石英单晶(100)基片上制备高取向透明ktn薄膜.受石英单晶热应力限制,沉积对基片温度为300℃,远低于在P-Si(100)制备时的基片温度560℃.XRD 分析表明,所制薄膜为非晶态,通过提高脉冲激光能量密度结合后期退火的方法使非晶态薄膜转化为晶态,最佳激光能量密度和退火温度分别为2.0J/cm2和600℃.探讨了PLD技术在低衬底温度下成膜的机理,分析退火温度对薄膜钙矿相形成和晶粒取向的影响,给出透明石英单晶(100)基片上制备高取向ktn薄膜的最佳工艺.

关键词： PLD技术 ktn薄膜石英单晶激光能量密度基片温度钙钛矿相

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梯度复合ktn薄膜的铁电和热释电性能研究

功能材料与器件学报 2005年第3期11卷 313-317页

作者：董兵海王世敏许祖勋吴会光湖北大学化学与材料学院武汉430062

在Pt/Ti/SiO2/Si基片上采用Sol-Gel法制备了五组分成分梯度分布的KTa1-xNbxO3(x=0.55,0.525,0.50,0.425,040)热释电薄膜。测试结果表明,复合ktn薄膜具有钙钛矿型结构,0.5μmktn薄膜在15℃至51℃温度范围内,频率1.0kHz时,平均相对介电常数εr=1075,平均介电损耗tanδ=0.011。在室温及120kV/cm下极化30m in后,0.5μm复合薄膜在15-51℃温度范围内热释电系数出现峰值,平均热释电系数为3.54×10-6C/(cm2.K),电压响应优值Fv=1.205×***/J,探测度优值Fd=3.768×***/J。该薄膜工作温度范围较宽,作为热释电材料开发应用前景十分广阔。

关键词：多组分梯度 ktn薄膜铁电性能热释电性能

PLD法制备高取向透明KTa_(0.65)Nb_(0.35)O_3/SiO_2(100)薄膜性能研究

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无机材料学报 2005年第5期20卷 1222-1228页

作者：王晓东彭晓峰张端明清华大学热能工程系北京100084 华中科技大学物理系武汉430074

用PLD技术结合后期退火,在透明石英单晶(100)上制备了高取向的纯钙钛矿相ktn薄膜.对薄膜的光学、电学性能分析表明,薄膜铁电居里温度为15℃,矫顽场7.32kV/cm,剩余极化强度9.25μC/cm2,折射率在波长1.2μm处为1.776,厚度968nm,沉积速率约... 详细信息

用PLD技术结合后期退火,在透明石英单晶(100)上制备了高取向的纯钙钛矿相ktn薄膜.对薄膜的光学、电学性能分析表明,薄膜铁电居里温度为15℃,矫顽场7.32kV/cm,剩余极化强度9.25μC/cm2,折射率在波长1.2μm处为1.776,厚度968nm,沉积速率约为0.027nm/脉冲.I-V特性表明,低电场强度下,I-V服从欧姆定律,高电场强度下,I-V服从平方关系,可用空间电荷限制电流(SCLC)模型解释.薄膜漏电流在0-5V内低于250μA/mm2,具有良好的电学性能,C-F测试表明,低频电容色散大,高频色散小,在室温10kHz时介电常数为12600.介电损耗tanδ为0.04.

关键词： PLD技术 ktn薄膜石英单晶

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脉冲激光制膜过程中等离子体演化规律的研究

物理学报 2003年第1期52卷 242-246页

作者：张端明关丽李智华钟志成侯思普杨凤霞郑克玉物理系湖北襄樊学院物理系襄樊441053

利用有限差分法对脉冲激光沉积 (PLD)技术制备KTa0 6 5Nb0 35O3(ktn)薄膜过程中等离子体在等温和绝热两个阶段的速度演化进行了模拟 ,并给出了其中主要粒子在空间的具体演化规律 ,对等离子体在空间膨胀的物理机制 ,进行了深入的讨论 ... 详细信息

利用有限差分法对脉冲激光沉积 (PLD)技术制备KTa0 6 5Nb0 35O3(ktn)薄膜过程中等离子体在等温和绝热两个阶段的速度演化进行了模拟 ,并给出了其中主要粒子在空间的具体演化规律 ,对等离子体在空间膨胀的物理机制 ,进行了深入的讨论 ,给出了相应演化过程的物理图像 ,并揭示了等离子体羽辉在膨胀过程中呈现椭球外形的内在原因 .

关键词：演化规律脉冲激光沉积等离子体有限差分速度演化速度演化 ktn薄膜制备

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脉冲激光制备薄膜材料的机理

中国科学（A辑） 2001年第8期31卷 743-753页

作者：张端明李智华郁伯铭黄明涛关丽钟志成李国栋华中科技大学物理系武汉430074 湖北襄樊学院襄樊441000

给出脉冲激光作用块状靶材的烧蚀模型 .根据能量平衡原理 ,导出烧蚀面的位置随时间的变化关系 .利用绝热近似、温度连续性条件和能量平衡原理来获得烧蚀面与固液相界面边界条件 .结合热传导方程 ,利用精确解与积分近似法相结合的方案 ,... 详细信息

给出脉冲激光作用块状靶材的烧蚀模型 .根据能量平衡原理 ,导出烧蚀面的位置随时间的变化关系 .利用绝热近似、温度连续性条件和能量平衡原理来获得烧蚀面与固液相界面边界条件 .结合热传导方程 ,利用精确解与积分近似法相结合的方案 ,给出固液两相的温度分布与时间和位置的变化关系 ,以及固液相界面的位置随时间的变化规律 ,并将理论结果与实验数据进行比较 .由流体动力学理论 ,得出了脉冲激光产生的等离子体的空间输运方程 ,将此方程与靶材烧蚀率公式结合起来 ,根据实验数据研究了不同激光功率密度和波长对ktn(KTa0 .65 Nb0 .3 5 O3 )薄膜沉积特性的影响 ,得到了一些有价值的结果。

关键词：烧蚀率固液相界面烧蚀面等离子体 ktn薄膜脉冲激光制备

采用Sol-gel法制备梯度复合热释电薄膜

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材料导报 2006年第3期20卷 141-143页

作者：董兵海王世敏许祖勋吴会光武汉湖北大学化学与材料学院 430062

以TaCl5和NbCl5为原料制备了乙醇钽和乙醇铌,对溶胶-凝胶法制备KTa1-xNbxO3薄膜的工艺过程、影响因素进行了研究,提出了优化的制备工艺,采用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO2/Si衬底上制备了组分梯度复合KTa1-xNbxO3热释电薄膜。

关键词： ktn薄膜溶胶-凝胶法制备