集成电子薄膜材料研究进展
电子薄膜与集成器件国家重点实验室

电子薄膜与集成器件国家重点实验室
闫裔超
【期刊名称】《中国材料进展》
【年(卷),期】2012(031)007
【摘要】电子薄膜与集成器件国家重点实验室(UESTC)是以电子科技大学教育部新型传感器重点实验室、信息产业部电子信息材料及应用重点实验室和功率半导体技术重点实验室为基础,于2006年7月经科技部批准组建,2008年10月通过科技部验收并正式开放运行,现任实验室学术委员会主任为雷清泉院士,
【总页数】1页(P64-64)
【作者】闫裔超
【作者单位】电子科技大学
【正文语种】中文
【中图分类】TN248.4
【相关文献】
1.2012年IEEE国际功率半导体器件(电力电子器件)及功率集成电路会议综述[J], 胡冬青
2.薄膜制冷器与光电子器件的单片集成 [J], 高国龙
3.电子薄膜与集成器件国家重点实验室中山分室 [J],
4.电子薄膜与集成器件国家重点实验室中山分室 [J],
5.电子薄膜与集成器件国家重点实验室在红外隐身结构研究方面取得重要进展 [J], 周佩珩
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氢化非晶硅_a_Si_H_薄膜稳定性的研究进展

廖乃镘:男,1979年生,博士研究生,从事氢化非晶硅红外敏感薄膜材料研究 Tel :028********* E 2mail :liaonaiman @ 李伟:通讯联系人,教授,博士生导师 Tel :028********* E 2mail :wli @氢化非晶硅(a 2Si ∶H )薄膜稳定性的研究进展廖乃镘,李 伟,蒋亚东,匡跃军,李世彬,吴志明(电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室,成都610054) 摘要 氢化非晶硅(a 2Si ∶H )是一种重要的光敏感薄膜材料,其稳定性的好坏是决定能否应用于器件的重要因素之一。
介绍了a 2Si ∶H 薄膜稳定性的研究进展,论述了a 2Si ∶H 薄膜的稳定性与Si 2Si 弱键的关系,分析了光致衰退效应(S 2W 效应)产生的几种机理,提出了在薄膜制备和后处理过程中消除或减少Si 2Si 弱键以提高a 2Si ∶H 薄膜稳定性的方法。
关键词 氢化非晶硅 稳定性 光致衰退效应 物理模型 稳定化处理R ecent Progresses on the Stability of H ydrogenated Amorphous Silicon Thin FilmsL IAO Naiman ,L I Wei ,J IAN G Yadong ,KUAN G Yuejun ,L I Shibin ,WU Zhiming(State Key Laboratory of Electronic Thin Films and Integrated Devices ,U ESTC ,Chengdu 610054)Abstract The a 2Si ∶H thin film is an important light 2sensitive material that has received significant attentionnowadays because of its unique properties.The stability of this thin film is a key factor which is fatal in the application of commercial devices.This paper summarizes and commends some researches on the stability of a 2Si ∶H thin films based on recent literature ,and discusses the relationship between the weak bonding of Si 2Si and the stability of the films.It introduces the mechanisms of light 2induced degeneration of a 2Si ∶H thin films and also recommends some methods of film fabrication and post 2treatment techniques in order to reduce the weak bonding of Si 2Si in a 2Si ∶H thin films.K ey w ords a 2Si ∶H ,stability ,light 2induced degeneration ,physical model ,stabilization treatment 0 前言氢化非晶硅(a 2Si ∶H )薄膜具有光吸收率高、电阻温度系数(TCR )相对较大(1.8~8%/K )[1]、禁带宽度可控、可大面积低温(<400℃)成膜、基片种类不限、生产工艺较简单、与硅半导体工艺兼容等突出优点,在红外成像、太阳能电池、液晶显示、复印机感光鼓等领域得到快速发展。
半导体材料的历史现状及研究进展(精)

半导体材料的历史现状及研究进展(精)半导体材料的研究进展摘要:随着全球科技的快速发展,当今世界已经进入了信息时代,作为信息领域的命脉,光电子技术和微电子技术无疑成为了科技发展的焦点。
半导体材料凭借着自身的性能特点也在迅速地扩大着它的使用领域。
本文重点对半导体材料的发展历程、性能、种类和主要的半导体材料进行了讨论,并对半导体硅材料应用概况及其发展趋势作了概述。
关键词:半导体材料、性能、种类、应用概况、发展趋势一、半导体材料的发展历程半导体材料从发现到发展,从使用到创新,拥有这一段长久的历史。
宰二十世纪初,就曾出现过点接触矿石检波器。
1930年,氧化亚铜整流器制造成功并得到广泛应用,是半导体材料开始受到重视。
1947年锗点接触三极管制成,成为半导体的研究成果的重大突破。
50年代末,薄膜生长激素的开发和集成电路的发明,是的微电子技术得到进一步发展。
60年代,砷化镓材料制成半导体激光器,固溶体半导体此阿里奥在红外线方面的研究发展,半导体材料的应用得到扩展。
1969年超晶格概念的提出和超晶格量子阱的研制成功,是的半导体器件的设计与制造从杂志工程发展到能带工程,将半导体材料的研究和应用推向了一个新的领域。
90年代以来随着移动通信技术的飞速发展,砷化镓和磷化烟等半导体材料成为焦点,用于制作高速高频大功率激发光电子器件等;近些年,新型半导体材料的研究得到突破,以氮化镓为代表的先进半导体材料开始体现出超强优越性,被称为IT产业的新发动机。
新型半导体材料的研究和突破,常常导致新的技术革命和新兴产业的发展.以氮化镓为代表的第三代半导体材料,是继第一代半导体材料(以硅基半导体为代表和第二代半导体材料(以砷化镓和磷化铟为代表之后,在近10年发展起来的新型宽带半导体材料.作为第一代半导体材料,硅基半导体材料及其集成电路的发展导致了微型计算机的出现和整个计算机产业的飞跃,并广泛应用于信息处理、自动控制等领域,对人类社会的发展起了极大的促进作用.硅基半导体材料虽然在微电子领域得到广泛应用,但硅材料本身间接能带结构的特点限制了其在光电子领域的应用.随着以光通状态所需的能量。
薄膜太阳能电池光电转换材料研究进展

收稿日期:2009-12-07基金项目:国防科技大学校预研项目(JC08-01-06)作者简介:郑春满,1976年出生,博士,副教授.主要从事能源材料研究。
E -mail :zhengchunman@sohu.com 薄膜太阳能电池光电转换材料研究进展郑春满郭宇杰谢凯韦永滔(国防科技大学航天与材料工程学院,长沙410073)文摘在对太阳能电池基本原理进行介绍的基础上,综述了近年来光电转换材料的发展情况,重点对各种材料的优缺点、制备方法以及未来的发展趋势进行探讨。
关键词太阳能电池,薄膜,光电转换材料,转换效率Recent Progress in Developing Photoelectric ConversationMaterials for Thin-Film Solar CellsZheng ChunmanGuo YujieXie KaiWei Yongtao(Department of Material Engineering and Applied Chemistry ,School of Aerospace &Materials Engineering ,National University of Defense Technology ,Changsha 410073)Abstract The photoelectric conversation materials are the key part ,which decides the conversation efficiency ofthe thin-film solar cells.The photoelectric conversation materials that can be used in the thin film solar cells mainly include inorganic semiconductor materials and organic materials.In the present paper ,the basic principle of thin film solar cells is introduced and the development of the two materials is reviewed.The advantage and disadvantage ,the preparation methods and the future trends of every material are discussed.Key words Solar cells ,Thin-film ,Photoelectric conversation materials ,Conversation efficiency1引言太阳能电池作为解决人类所面临的能源与环境问题的最佳选择,具有来源广泛、使用方便、无污染等优点,在航空、航天、通讯及微功耗电子产品等领域具有广阔的应用前景[1],因而逐渐成为研究的重点方向和主流[2-3]。
全固态薄膜锂离子电池负极和电解质材料的研究进展

242材料导报2008年5月第22卷专辑X全固态薄膜锂离子电池负极和电解质材料的研究进展*曹乾涛,吴孟强,张树人(电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室,成都610054)摘要全固态薄膜锂离子电池是锂离子电池的最新研究领域,薄膜化的负极、电解质材料是全固态薄膜锂离子电池的重要组成部分。
主要对碳基材料、锡基材料、硅基材料、合金等全固态薄膜锂离子电池负极材料和电解质薄膜材料近几年来的研究状况进行了综述,并展望了其发展趋势。
关键词全固态锂离子电池负极材料电解质材料薄膜R ese a r ch Pr ogr es s i n A nodes a nd El ect r ol yt es f or A l l。
s ol i d-。
st at e,nli n F i l m L i-i on B at t er i esC A O Q i ant ao,W U M engqi ang,ZH A N G Shur en(St at e K e y L a bora t or y of E l ect r oni c Thi n F i l m s and I nt eg r at ed D ev i ces,U n i ver si t y of E l ect r oni c Sci ence a ndTechnol ogy of C hi na,C he ngdu610054)A bs t ract A l bs ol i d-st at e t hi n f i l m l i t h i t m a-i on bat t er i es have bec om e t he ne w est f il ed i n t he devel o pm em ofl i t hi u r w i on bat t er i e s.T hi n f i l m anodes and el ect r o l yt es have be e n t her e f or e t he i m por t ant pa r t s.T he r ec ent r e sear c h pr ogr es s i nt he el ect m l”e m at er i al s and t he t hi n f i l m a node m at er i al s i nc l udi ng car b on-based,t i n-b ased,si l i con-ha sed m at er i al s and al l oys i s re vi ewed,and t he pr ospe ct s ar e al s o pr e sent ed i n t his pape r.K ey w or ds al l-sol i d-s t at e,t i t hi m n-i on bat t er i es,anode m at eri al s,el ect rol yt e m at eri al s,t hi n f i l m s0引言全固态薄膜锂离子电池拥有较当前锂离子二次电池更小的尺寸、更高的能量密度、更长的循环寿命及更高的可靠性,目前在低电流元件的应用上备受青睐,将成为锂离子电池发展领域的一朵奇葩。
FeSe基超导单晶与薄膜研究新进展:自旋向列序、电子相分离及高临界参数

FeSe基超导单晶与薄膜研究新进展:自旋向列序、电子相分离及高临界参数董晓莉;金魁;袁洁;周放;张广铭;赵忠贤【摘要】FeSe基超导体的超导临界温度可大范围调控,物理现象丰富,是非常规超导机理研究的热点.由于较高的超导临界参数及易于加工等特点,FeSe基超导体在超导应用开发方面也日益受到重视.大尺寸高质量的单晶和薄膜形态的FeSe基超导材料,对于相关基础科学研究和应用开发都极为重要.作者近年来先后开发和发明了水热离子交换(ion-exchange)、离子脱插(ion-deintercalation)、基底辅助水热外延生长方法,成功解决了二元FeSe和插层(Li,Fe)OHFeSe超导体高质量单晶和薄膜的生长和物性调控难题.进而在相关物理问题的研究中取得新进展,包括发现二元FeSe 中自旋向列序与超导电性密切相关,观测到(Li,Fe)OHFeSe中的电子相分离现象.此外,(Li,Fe) OHFeSe超导薄膜呈现很高的超导临界电流密度和上临界磁场,其应用前景值得关注.【期刊名称】《物理学报》【年(卷),期】2018(067)020【总页数】10页(P193-202)【关键词】FeSe基超导;单晶生长;薄膜生长;超导性质【作者】董晓莉;金魁;袁洁;周放;张广铭;赵忠贤【作者单位】中国科学院物理研究所,北京凝聚态物理国家研究中心,超导国家重点实验室,北京 100190;中国科学院大学,真空物理实验室,北京 100049;中国科学院物理研究所,北京凝聚态物理国家研究中心,超导国家重点实验室,北京 100190;中国科学院大学,真空物理实验室,北京 100049;中国科学院物理研究所,北京凝聚态物理国家研究中心,超导国家重点实验室,北京 100190;中国科学院大学,真空物理实验室,北京 100049;中国科学院物理研究所,北京凝聚态物理国家研究中心,超导国家重点实验室,北京 100190;中国科学院大学,真空物理实验室,北京 100049;清华大学物理系,低维量子物理国家重点实验室,北京 100084;中国科学院物理研究所,北京凝聚态物理国家研究中心,超导国家重点实验室,北京 100190;中国科学院大学,真空物理实验室,北京 100049【正文语种】中文1 引言铁基超导体是继铜氧化物超导体之后被发现的又一类重要的高温超导材料,因其呈现出丰富的电子相互作用和量子态现象,在非常规超导物理机理研究上,受到国内外高度关注[1−5].与铜氧化物超导体相比,铁基超导材料不仅同样具有较高的超导临界温度Tc,还具有很高的临界电流密度Jc和上临界磁场Hc2,以及易于加工且原料价格相对低廉等特点.因此,铁基超导体在应用上也有很大潜力[6−9].已有实验显示,铁基超导体是新一代超强磁体的备选材料.与铜氧化物中Cu的3d9构型不同,铁基材料中Fe的电子构型为3d6,并且d轨道的晶体场劈裂效应较弱.因此,铁基超导体是典型的多带体系,其费米能级附近的低能电子态和相互作用可能涉及所有5个d 电子轨道的贡献[10],导致铁基材料丰富的物性观测结果,常常因样品和测量条件的不同而行为各异.铁基超导家族包含FeSe基和FeAs基两大体系.其中,FeSe基材料的超导临界温度大范围可调,在铁基超导研究上具有代表性,成为当前铁基超导的重要研究对象.FeSe基超导材料均具有一个共同的层状结构单元,即共棱的FeSe4四面体层.这也是FeSe基材料的超导基元层.如前所述,FeSe基超导材料的一个最突出优点是其Tc可调范围广.最简单的二元FeSe[11](FeSe-11)超导体,尽管其超导转变温度Tc 较低(为9 K左右),通过施加高压[12−15]、化学插层(如AyFe2−xSe2(FeSe-122)[16,17],Ax(NH3)yFe2Se2[18,19],Ax(C2H8N2)yFe2Se2[20],(Li0.8Fe0.2)OHFeSe[21]),以及载流子注入[22],均可以使其超导临界温度提高到40 K温区(约30—46 K).铁基家族中迄今最高的Tc出现在FeSe单层膜材料中,其超导能隙打开温度高达65 K以上[23−26].然而,FeSe基超导材料的表观物性也展现出令人费解的一面.比如,与大多数非常规超导体显著不同的是,常压下二元FeSe没有长程磁有序,但高压可以诱导出长程反铁磁关联[14].通常认为伴随着90 K的结构相变[27]出现向列序,但关于其物理本源在实验和理论上均尚未达成共识[28−36].此外,FeSe单层膜[24−26]和(Li,Fe)OHFeSe超导单晶[37,38]的费米面拓扑结构相似,但与其他铁基超导体显著不同:布里渊区M点附近存在电子型费米口袋,而Γ点附近的空穴型费米口袋消失.这无疑对此前基于FeAs基超导体电子和空穴费米口袋间散射的S±配对机理是一大挑战.特别是最近,在FeSe基材料中观测到Majorana束缚态[39−42],预示着铁基材料在拓扑量子计算应用方面具有重大研究前景.总之,对FeSe基超导体开展系统和深入的研究,有助于认知与铁基非常规超导相关的各有序态的特征及行为,厘清自旋、电荷、轨道及晶格间相互作用所致各有序态/涨落与超导电性的相互关系.在此基础上,找出决定高温超导电性的关键物理量,这无论对理论模型的构建,还是探索具有更高临界参数超导体而言都是十分必要的.显然,典型的高质量样品的制备结合关键实验测量与分析是重中之重.基于此,我们近年来致力于新合成方法的开发,包括:开发了离子交换(ion-exchange)法,解决了(Li,Fe)OHFeSe新超导体大尺寸单晶的制备难题[43];开发了离子脱插(ion-deintercalation)法,高效生长出系列(001)取向的FeSe单晶,获得了一系列不同Tc 的单晶样品[44];发明了基底辅助水热外延生长法,成功生长出高质量(Li,Fe)OHFeSe 超导薄膜[9].在成功的样品合成基础上,我们观测到FeSe基超导材料中自旋向列序[36]和电子相分离等[45,46]重要现象,加深了对自旋序/涨落的行为规律及其与超导电性相互关系的认知.本文将对此进行回顾,以期为材料合成新方法的探索及铁基超导电性机理问题的理解提供新的思路和关键信息.2 二元FeSe超导体:离子脱插法合成系列大尺寸单晶及其自旋向列序的行为规律二元FeSe不含层间离子或团簇,结构最简单,因此被认为是研究FeSe层超导机理的典型.无论在实验上还是理论上,FeSe中向列序和超导电性关系问题在国内外备受关注[28−31,33−35,47−53].在FeAs基高温超导体的母体化合物中,随着温度降低往往会发生四方-正交结构相变,造成旋转对称性的破缺(C4→C2),形成电子向列序.而且在向列序发生的同时或者温度稍低时会进一步出现长程反铁磁序.通过化学掺杂或者施加压力等调控手段来抑制磁有序和向列序会诱导高温超导电性.然而,与FeAs 基超导体系不同的是,常压下FeSe没有长程磁有序.在温度T<Ts=90 K(Ts为结构相变温度)时,FeSe发生与3dxz/3dyz电子轨道序相关的四方-正交结构相变,存在面内各向异性(条纹)自旋涨落.电子向列序究竟是源于电子的轨道还是自旋自由度的贡献,实验上未达成共识.主要原因是目前实验研究的FeSe单晶通常是藉由助熔剂(f l ux)法、化学气相输运(CVT)法或浮区(f l oating-zone)法生长而成,Tc均为9 K左右.在此温度范围,不同有序态特征温度发生重叠,因而难以分辨,自然无法厘清影响超导电性的关键物理量.因此,需要开发新的合成方法,制备一系列不同Tc的FeSe单晶样品,在此基础上系统地观测研究超导态和相关有序态的演变规律,从而了解影响超导的关键因素.为了实现对FeSe单晶的有效物性调控,我们开发了独特的离子脱插/引入合成技术(图1).其要点是以K2Fe4Se5单晶为母体,通过微调水热反应条件,将层间的K元素完全释放到水热溶液中,保留FeSe层状结构.由此可以高效率地制备出系列的大尺寸(001)取向的FeSe超导单晶并有效调控其Tc[44].在获得一系列不同Tc的优质FeSe超导单晶的基础上,我们开展了系统的转角磁电阻和磁化率的观测与分析.如图2所示,Tc=7.6 K的FeSe超导单晶的面内转角磁电阻在特征温度Tsn(约为55 K)以下,出现了二重对称性.该旋转对称性破缺意味着向列序的出现.相应地,在该特征温度以下,磁化率亦出现下降趋势(图3),并且该行为与单晶取向和磁场强度都有关,表明我们所观察到的向列序与电子自旋有关.总之,我们首次给出了FeSe单晶中自旋向列序的实验证据.我们进一步发现,自旋向列序的特征温度Tsn与超导转变温度Tc 之间存在普适的线性关系,而与结构相变温度没有直接联系(图4).这说明FeSe的超导电性与条纹反铁磁自旋涨落驱动的自旋向列序密切相关,表明自旋涨落在二元FeSe的超导电性起源中扮演着重要角色.图1 离子释放生长FeSe单晶示意图[44]Fig.1.Illustration of ion-release synthesis of FeSe single crystal[44].图2 FeSe单晶(Tc=7.6 K)的面内转角磁电阻的温度依赖关系:在特征温度Tsn∼55 K下出现两重旋转对称性[36]Fig.2.Temperature dependences of the angular-dependent magnetoresistance of FeSe crystal(Tc=7.6 K),showing the twofold rotational symmetry below Tsn∼55 K[36].图3 与图2样品对应的FeSe单晶的各向异性磁化强度与温度的依赖关系[44]Fig.3.Temperature dependence of static magnetization around 55 K under the in-plane and out-of-plane f i elds for the FeSe single crystal shown in Fig.2[44].图4 FeSe单晶中超导转变温度Tc与自旋向列序特征温度Tsn和结构相变温度Ts 的关系[36]Fig.4. Relationship between the superconducting transition temperature(Tc)and the spin-nematic ordering temperature(Tsn)andstructural phase transitions temperature of various FeSe single crystal.3 插层(Li,Fe)OHFeSe超导体:大尺寸超导单晶的离子交换合成、电子相图与电子相分离图5 离子交换生长(Li,Fe)OHFeSe单晶示意图[45,46]Fig.5.Illustration of ion-exchange growth of(Li,Fe)OHFeSe single crystal[45,46].2014年中国科技大学陈仙辉课题组发现了Li0.8Fe0.2OHFeSe新高温超导体,为FeSe基超导电性研究带来了新的契机.这是因为,单相的(Li1−xFex)OHFe1−ySe超导体(FeSe-11111)与化学相分离的KxFe2−ySe2(FeSe-122)等超导体相比,不存在共生的反铁磁绝缘相(245相)所致的实验观测困扰[45].而且,其Tc更高(超过40 K),二维性更强,费米面拓扑结构与铁基最高Tc的FeSe单层膜类似.因此,(Li1−xFex)OHFe1−ySe为研究FeSe基高Tc超导态和奇异正常态本征物性提供了一个“干净的”实验载体.而高质量单晶样品的制备是研究材料本征电子特性的前提.然而, 因为(Li1−xFex)OHFe1−ySe新高温超导体中含有羟基(—OH),加热后结构易分解,所以通常的高温单晶生长方法均不再适用.为此,我们开发了离子交换技术,其要点是,以含有类似FeSe4四面体层的K2Fe4Se5单晶作为母体,在适当水热环境下(如富含Li,Fe元素),K2Fe4Se5中的层间K元素发生脱插,同时(Li,Fe)OH离子团簇得以插入FeSe4四面体层间,从而实现(Li1−xFex)OHFe1−ySe单晶生长[43].图5是离子交换生长过程的示意图.用此离子交换技术,我们首次成功制备了高质量大尺寸(Li0.84Fe0.16)OHFe0.98Se超导单晶(Tc=42 K).基于该单晶的电子输运和精细磁性研究结果表明其呈现强二维反铁磁自旋涨落,是导致超导电子配对的可能因素[43].我们这一单晶制备的突破引发了后续的扫描隧道显微镜(STM)[54]、角分辨光电子能谱(ARPES)[37,38]、自旋弛豫(µSR)[55]、中子[56−58]、强磁场[59]及高压物理等[60]一系列关键实验研究,并取得重要进展.其中包括费米面拓扑结构与FeSe单层膜相似、体系存在自旋涨落、高压下出现Tc>50 K的超导II相等.图6 电子相分离的(Li,Fe)OHFeSe超导单晶的磁化强度、超导抗磁信号以及超导转变宽度间的关系[45,46] (a),(b)两组样品的超导抗磁信号;(c)反铁磁信号;(d)反铁磁信号强度和超导转变宽度与超导抗磁信号之间的关系Fig.6.Relationship among magnetization,superconducting antiferromagnetic signal,and superconducting transition width of(Li,Fe)OHFeSe superconducting single crystal:(a),(b)superconducting antiferromagnetic signal ofthe two samples;(c)antiferromagnetic signal;(d)the corresponding AFM signal size and the SC Meissner signal size are positively correlated.图7 (Li,Fe)OHFeSe体系的电子相图[45,46]Fig.7.Electronic phase diagramof(Li,Fe)OHFeSe system[45,46].最近,通过调控合成条件,我们用水热离子交换法(图5)成功制备出一系列不同Tc的(Li,Fe)OHFeSe单晶样品.在超导转变温度Tc(如图6(a),(b)所示)之上,观测到(Li,Fe)OHFeSe单晶的反铁磁信号(反铁磁温度Tafm约为125 K,图6(c)).并且,反铁磁信号强度和超导转变宽度与超导抗磁信号之间呈现正相关关系(图6(d)).结果表明,(Li,Fe)OHFeSe体系在Tc<38 K和晶格参数c<9.27 Å时,可以出现反铁磁性与超导电性共存现象.电子能量损失谱和微结构分析显示,(Li,Fe)OHFeSe单晶样品中不存在磁性杂质(如Fe3O4).因此,与铜氧化物和FeAs基超导体中的情形类似,这种电子态共存现象表明,(Li,Fe)OHFeSe体系中出现反铁磁与超导相分离.综合相关实验结果,我们建立了(Li,Fe)OHFeSe体系完整的物性相图(图7).与我们以前基于粉末样品的相图[45]相比,该相图更为全面地反映了(Li,Fe)OHFeSe体系的电子态信息. 图8 (Li,Fe)OHFeSe薄膜的X射线衍射结构表征(a)θ-2θ扫描结果;(b)X射线摇摆曲线;(c)(101)面的ψ扫描结果Fig.8.X-ray dif f raction characterizationsof(LiFe)OHFeSe f i lm:(a) θ-2θ scan result;(b)X-ray rocking curve;(c)ψ-scanresult of the(101)plane.4 高质量(Li,Fe)OHFeSe超导薄膜:生长与应用前景进一步的机理研究和应用探索,都需要优质的单晶薄膜材料.我们及时开展了(Li,Fe)OHFeSe薄膜研制,这是一项具有挑战性的工作.同样是因为含有羟基,一经加热(Li,Fe)OHFeSe结构就失稳.因此,现有的常规高温成膜手段,如磁控溅射、脉冲激光沉积、分子束外延、溶胶凝胶等,均不适用于生长(Li,Fe)OHFeSe薄膜.为解决薄膜生长难题,基于近年来在探索软化学手段合成新材料上的成功经验,我们发明了基底辅助水热外延生长法.这是一项新颖的水热外延薄膜制备技术,可以在远低于常规技术的合成温度下,实现薄膜生长[9].经过大量实验尝试,我们用该方法首次成功制备出高质量(Li,Fe)OHFeSe超导单晶薄膜.图8是(Li,Fe)OHFeSe薄膜(LaAlO3为衬底)的X射线衍射结构表征结果. 图8(a)是θ-2θ扫描,除LaAlO3衬底的Bragg反射峰外,仅见(Li,Fe)OHFeSe相的(00l)衍射峰,表明薄膜样品单一的结晶取向.图8(b)是(Li,Fe)OHFeSe薄膜的摇摆曲线,半高宽为0.22◦,是迄今铁基超导单晶与薄膜报道中最佳数据,表明其结晶质量高.图8(c)是(Li,Fe)OHFeSe薄膜(101)面的ψ扫描结果,展现的四重对称表明其很好的外延性.总之,我们获得了高质量的(Li,Fe)OHFeSe外延单晶薄膜.我们生长的(Li,Fe)OHFeSe单晶膜不仅具有良好的结晶质量,还表现出优良的超导电性.图9展示的是其超导临界参数.图9(a)为电阻-温度关系曲线,零电阻高达42.4 K,优于相应的单晶样品.图9(b)为ab面和c方向临界磁场的温度依赖关系.通过WHH(Werthamer-Helfand-Hohenberg)模型拟合,推算得到绝对零度下的上临界磁场分别是79.5 T(c方向)和443 T(ab面).这样高的上临界磁场在铁基超导体中并不多见.图9(c)为临界电流密度-温度关系曲线.温度为20 K时,临界电流密度已超过0.5 MA/cm2,表明其强载流能力.这些高的超导临界参数对实际应用有重要价值. 图9 (Li,Fe)OHFeSe超导单晶薄膜的高临界参数 (a)电阻-温度关系;(b)ab面和c方向临界磁场的温度依赖关系;(c)临界电流密度-温度关系Fig.9.High superconducting critical parameters for(Li,Fe)OHFeSe superconducting single crystal f i lm:(a)Resistance versus temperature;(b)temperature dependence of Tc2(T)along the c-axis(circle)and within the abplane(square);(c)temperature dependence of Jc.5 总结与展望通过开发和发明新颖的软化学离子脱插/引入、离子交换单晶生长方法和基底辅助水热外延生长成膜技术,我们首次成功生长出高质量的二元FeSe和插层(Li,Fe)OHFeSe超导体的高质量单晶和外延薄膜.实验观测结果揭示了FeSe超导体中自旋向列序的行为规律,以及(Li,Fe)OHFeSe体系中电子相分离现象并建立了其完整的电子相图;并且,在(Li,Fe)OHFeSe薄膜中观测到很高的超导临界电流密度和上临界磁场.因此,(Li,Fe)OHFeSe超导薄膜的成功制备,一方面,为铁硒基高温超导机理研究提供了重要实验对象;另一方面,也为高温超导在高性能电子器件及大型科研装置等的应用探索上,提供了重要的备选材料.另外,基底辅助水热外延生长成膜技术也有望应用于其他功能材料的探索与合成,尤其是对常规手段难以获得的材料而言,更具重大价值.感谢周花雪博士、苑冬娜博士、黄裕龙博士、毛义元博士,以及博士研究生冯中沛、倪顺利、刘少博和田金朋等在样品制备与物性测量等方面的贡献.感谢南京大学超导电子学研究所李军副教授和王华兵教授在电输运测量方面的合作.参考文献【相关文献】[1]Johnston D C 2010 Adv.Phys.59 803[2]Paglione J,Greene R L 2010 Nat.Phys.6 645[3]Stewart G R 2011 Rev.Mod.Phys.83 1589[4]Dagotto E 2013 Rev.Mod.Phys.85 849[5]Chen X,Dai P,Feng D,Xiang T,Zhang F C 2014 National Science Review 1 371[6]Putti M,Pallecchi I,Bellingeri E,Cimberle M R,Tropeano M,Ferdeghini C,PalenzonaA,Tarantini C,Yamamoto A,Jiang J,Jaroszynski J,Kametani F,Abraimov D,Polyanskii A,Weiss J D,Hellstrom E E,Gurevich A,Larbalestier D C,Jin R,Sales B C,Sefat A S,McGuire MA,Mandrus D,Cheng P,Jia Y,Wen H H,Lee 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磁性薄膜高频磁导率测量方法及其研究进展

Ab t a t s r c :M a n t hn f msaewiey u e aiu ed , u h a n omain soa e eeto g ei g ei t i l r d l sdi v ro sf ls s c s ifr t trg 。 lcrma n tc c i n i o
不 同的应用对 磁 性薄膜 提 出 了不 同的要 求 。 磁性 对
降低 ,给测 量 带来 了极大 的 困难 。
目前 薄 膜 材 料 复磁 导 率 常 用 的测 量 方 法 主 要 有 :微波 谐振 腔法 、检 测线 圈法 和传 输/ 射法 等 。 反 本 文将 对谐 振腔 法 、双线 圈法 作简 单介 绍 ,重 点介 绍 基于 平面 传输 线传 输/ 射法 的最 新研 究进展 。 反
薄膜而言, 复磁导率谱是薄膜应用中决定其适用性
的一个 重要 因素 。 由于 电子 电路 时钟 频率 的提 高 , 目前铁磁 薄膜 材料 的应 用 已进入 微波 频段 。 因此 准
K e wo ds y r :ma ei i l n ch i g t t nf m; GHz c mplxp r a it ; me s e n ; o e eme bl i y a u me t r
电子束蒸发氧化钛薄膜制备的工艺研究

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Abs t r ac t :T h e s i g n i i f c a n c e o f e l e c t r o n i c ma t e r i a l s wa s d i s c u s s e d i n t h i s p a p e r .Th e s t a t u s o f t h e e l e c t r o n i c ma t e r i a l s a n d
摘 要 :首先分 析了当前我 国电子信息产业 的现状 ,特 别是 电子材料 与元器件 行业 的状况 ,结合
国际上 电子信息技术 的发展趋势 ,阐述了研究集成 电子材料 的重要意义 。文章结合作者 的工作 主要 介绍 了介电/ G a N集成 电子薄膜 生长控 制与性能研 究情 况 ,采用 T i O 2 ( 诱 导层 ) / Mg O( 阻挡层 ) 组合 缓 冲层的方法控制介 电/ Ga N集成薄 膜生长取向 、界面扩 散 ,保护 G a N基半导体 材料 的性 能 ,降低 介 电/ Ga N集成薄膜界面态密度 ,建 立界 面可控 的相容 性生 长方 法。通 过集成 结构 的设 计与加 工 , 研制 出介电增强型 G a N H E MT器件 、高耐压 G a N功率器 件原 型以及一 体化 集成 的微 波 电容 、变容 管 、压控振荡器 、混 频器 等新型元器件 。
第3 2卷 第 2期 2 0 1 3年 2月
中 国材 料 NA
Vo 1 . 3 2 No . 2 F e b . 2 01 3
集 成 电 子 薄 膜 材 料 研 究 进 展
李 言荣 ,张 万里 ,刘兴钊 ,朱 俊 ,闰裔超
( 电子科技大学 电子 薄膜与集成器件 国家重点实验 室 ,四川 成都 6 1 0 0 5 4 )
关 键 词 :薄膜 技术 ;电子材料 ;电子器件
李 言 荣
中 图 分 类 号 :0 4 8 4 . 1
文 献 标 识 码 :A
文章 编 号 :1 6 7 4— 3 9 6 2 ( 2 0 1 3 ) 0 2— 0 1 0 2— 0 5
Re c e nt Pr o g r e s s o n I nt e g r a t e d El e c t r o n i c Thi n Fi l ms M a t e r i a l s
d e v i c e i n d u s t  ̄ s t a t u s i n Ch i n a a n d t h e t r e n d o f d e v e l o p me n t i n t h e WO r l d wa s i n t r o d u c e d .T h e s t u d i e s o f g r o w t h a n d p r o p — e r t i e s o f d i e l e c t r i c / Ga N i n t e g r a t e d i f l ms b y o u r g r o u p we r e p r e s e n t e d .T h e c o mp a t i b i l i t y g r o w t h me t h o d wa s e s t a b l i s h e d b y u s i n g T i O。 / Mg O b i — l a y e r b u f f e r .i n wh i c h T i O,i n d u c e s t h e e p i t a x i a l g r o wt h a n d Mg O a c t s a s d i f f u s i o n b a r r i e r .I t w a s f o u n d t h a t t h e me t h o d c a n p r e v e n t t h e p e fo r r ma n c e d e g r a d a t i o n o f s e mi c o n d u c t o r a n d d e c r e a s e t h e i n t e r f a c e s t a t e d e n s i t y . Va r i o u s n e w d e v i c e s .i n c l u d i n g e n h a n c e me n t — mo d e Ga N HE MT.h i g h o f- s t a t e b r e a k d o wn v o l t a g e Ga N HEMT,mi c r o w a v e c a p a c i t o r s ,v a r a c t o r s .v o l t a g e c o n t r o l l e d o s c i l l a t o r s a n d mi x e r s h a v e b e e n d e v e l o p e d .