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外延硅掺杂HfO?薄膜铁电性的起源
摘要： 基于HfO2的非传统铁电（FE）材料近期被发现，在学术界和工业界均引发高度关注。外延Si掺杂HfO2薄膜的生长为理解铁电性机制开辟了新途径。本研究采用脉冲激光沉积（PLD）技术在N型SrTiO3衬底的不同晶向生长外延Si掺杂HfO2薄膜。通过压电力显微镜可写入并读取极性纳米畴，这些畴能以180°相变实现可逆翻转。不同厚度的薄膜表现出约4～5 MV/cm的矫顽场Ec和8～32 μC/cm2的剩余极化Pr。X射线衍射（XRD）与高分辨透射电镜（HRTEM）结果表明，所生长的Si掺杂HfO2薄膜具有应变萤石结构。HRTEM观测到的Hf原子网格ABAB堆垛模式明确证实，该铁电性源自非中心对称Pca21极性结构。结合软X射线吸收谱（XAS）发现，Pca21铁电晶体结构因界面应变与Si掺杂相互作用导致O子晶格畸变，进而形成纳米尺度铁电有序态下的进一步晶体场分裂。
关键词： 高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、脉冲激光沉积（PLD）、X射线衍射（XRD）、铁电性、压电力显微镜（PFM）、X射线吸收谱（XAS）、外延硅掺杂氧化铪薄膜（Epitaxial Si-doped HfO2 thin films）、n型钛酸锶衬底（N-type SrTiO3 substrates）
更新于2025-11-14 17:04:02
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4H-SiC衬底小倾角对AlGaN/GaN异质结构外延生长及微观结构的影响
摘要： 采用金属有机气相外延（MOVPE）技术在晶向"轴向"和2°偏轴的(0001)面4H-SiC衬底上生长了AlGaN/GaN异质结构。通过透射电子显微镜进行结构表征发现：轴向生长时位错密度较高，但在GaN层中逐渐降低并在下层形成位错环；偏轴情况下沿[11?00]方向排列的台阶会导致缺陷同步形成。轴向生长时几乎观察不到台阶存在，缺陷主要源自未完全融合的小尺寸AlN晶粒间晶界取向失配。AlN成核层中出现V形缺陷结构，偏轴情况下更为频繁（可能受台阶影响加剧）。这些V形结构在后续GaN沉积过程中被完全覆盖，在缺陷壁面呈现AlGaN区域表明层间发生了互扩散。轴向生长异质结构表面观察到V形缺陷，其中松弛GaN上的AlN间隔层与AlGaN（21%铝组分）厚度超过了临界松弛厚度；而偏轴情况未出现V形松弛（可能因AlGaN厚度较小<21%铝组分）。异质结构间生长的AlN间隔层具有均匀厚度和清晰界面。
关键词： 透射电子显微镜（TEM）、高电子迁移率晶体管（HEMT）、碳化硅衬底（SiC substrate）、异质结构（Heterostructure）、氮化铝镓/氮化镓（AlGaN/GaN）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）
更新于2025-09-23 15:21:21
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利用脉冲激光烧蚀技术在醋中制备铝纳米颗粒的合成与表征
摘要： 采用掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG）激光器的二次谐波波长（λ=532纳米）进行脉冲激光烧蚀（PLAL），从铝靶材合成了悬浮于白醋中的铝纳米颗粒。通过高分辨透射电镜（HRTEM）和紫外-可见分光光度法表征发现：颗粒直径介于2-50纳米之间，平均直径为12±9纳米；在237纳米处出现最大吸收峰；呈现核壳结构——铝核外包裹着可能源自无定形碳的薄层非晶材料。HRTEM结果显示：小尺寸纳米颗粒（<20纳米）具有面心立方（fcc）相铝晶体结构，较大颗粒则为氧化铝（γ-Al2O3）纳米颗粒。该现象表明使用白醋作为烧蚀介质有助于合成铝纳米颗粒，且所得悬浮液中几乎未检测到氧化铝纳米颗粒的存在。
关键词： 液相脉冲激光烧蚀（PLAL）、紫外 - 可见分光光度法、白醋、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、铝纳米颗粒
更新于2025-09-19 17:13:59
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固态源两步化学气相沉积法制备InGaAs纳米线的形成机制
摘要： 采用两步固源化学气相沉积（CVD）法制备的Au催化InGaAs纳米线（NWs）的形貌与微观结构，通过扫描电子显微镜（SEM）和高分辨透射电子显微镜（HRTEM）进行了系统研究。详细的结构性表征与统计分析表明，InGaAs纳米线主要呈现两种特定形貌：锯齿状表面形貌与光滑表面形貌。锯齿状形貌源于孪晶结构的周期性存在，而光滑形貌则由孪晶结构缺失导致。HRTEM图像与能量色散X射线光谱（EDX）显示，催化剂头部存在Au4In和AuIn2两种结构，它们促使InGaAs纳米线以立方相晶体形式生长。InGaAs纳米线的生长机制始于Au纳米颗粒熔融成小球体，In原子扩散进入Au球体形成Au-In合金。当合金内In浓度达到饱和点时，In沉淀物与Ga、As原子反应，在催化剂与衬底界面处形成InGaAs。一旦InGaAs化合物形成，后续的沉淀与反应仅发生在InGaAs与催化剂的界面处。这些结果为理解InGaAs纳米线生长过程提供了基础认知，这对制备适用于各类器件应用的高质量InGaAs纳米线至关重要。
关键词： 高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、形貌、形成机制、InGaAs纳米线、微观结构
更新于2025-09-09 09:28:46
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退火处理对共沉淀法制备的纳米级氧化钨表面形貌、光学及结构性能的影响
摘要： 采用低成本的共沉淀法合成了具有单斜结构的氧化钨（WO3）纳米颗粒。所得纳米颗粒在相同物理条件下分别于400°C、500°C、600°C、700°C、800°C和900°C退火处理1小时。通过X射线衍射（XRD）分析、扫描电子显微镜（SEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、紫外-可见（UV-Vis）分光光度计及拉曼光谱研究了合成纳米颗粒的形貌、结构与光学性能。XRD结果表明该纳米材料具有单斜晶相的晶体特性，其晶粒尺寸随退火温度变化范围为14-87纳米。采用Williamson-Hall分析法研究了晶格应变与晶粒尺寸的变化关系。紫外-可见光谱测试显示，由于氧空位对电子能带结构影响的差异，制备材料的禁带宽度随退火温度在2.51-3.77电子伏特间变化。SEM观测到均匀分布且尺寸不规则的纳米颗粒；HRTEM分析表明500°C退火样品沿[002]晶面生长（d间距0.39纳米），800°C退火样品沿[200]晶面生长（间距0.36纳米）。透射电镜图谱中均匀清晰的衍射条纹证实了合成纳米材料的晶体特性。文中还讨论了拉曼光谱806 cm?1特征峰位置与峰宽的关联性。这些性能提升使WO3纳米材料成为光催化、电致/光致变色器件等众多潜在应用的高效材料。
关键词： 高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见光谱（UV–Vis spectroscopy）、拉曼光谱（Raman spectroscopy）
更新于2025-09-04 15:30:14