MgO过渡层定向生长研究
发布时间：2020-12-11 13:03
表面热流的准确测量对传感器响应速度和灵敏度有比较高的要求,原子层热电堆（ALT）薄膜传感器具有显著的优势。但现有的ALT基于单晶基底,存在难以安装、形变有限和厚度带来较大测量误差的问题。制作厚度薄、柔性高、导热性好的ALT传感器,特别是在被测件表面制备集成的ALT传感器的技术,将为复杂外形表面的热流测试提供全新的技术手段。解决问题的关键是在超薄柔性多晶或非晶基底上制备ALT薄膜传感器。本文致力于通过离子束辅助沉积（IBAD）和倾斜基底沉积（ISD）制备MgO过渡层在柔性金属基带实现ALT薄膜的技术。主要研究内容如下:通过溶液涂敷平整化（SDP）—IBAD—功能层制备过程在70μm厚的金属基带上实现ALT薄膜:SDP-Y2O3处理基底Hastelloy C267使表面粗糙度均方根RMS下降到2 nm以下。然后在IBAD-MgO实验中通过改变离子入射和源入射角在非晶Y2O3薄膜上获得具有c轴倾斜结构的MgO薄膜。自外延MgO后沉积的YBCO功能层样品具有热电各向异性。IBAD实验中离子能量,离子束流,电...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三明治结构热流传感器结构示意图[6]
电子科技大学硕士学位论文21986年，Hayashi等人[2]利以SiO2作为绝热层，如图1-1在绝热层上下表面再镀Ni薄膜作为热电阻，具有600Hz频率响应，灵敏度21μV/(W/cm2)。图1-1绝热型热流传感器结构示意图[6]1991年Hager等人[6]制备出了三层结构的薄膜热流传感器，如图1-2[6]在绝缘基底上，三层结构的底层是Cu和Ni构成的热电偶级联，中间是SiO2绝热层，顶层与顶层相同，总厚度2μm左右。该薄膜热流传感器响应快，但是由于绝热层太薄，顶层和底层的温差太小，因此设置多对热电偶级联来增大信号输出，提高测试的精度。热流传感器的灵敏度为59.4μV/(W/cm2)，最大频率响应超过50kHz。图1-2三明治结构热流传感器结构示意图[6]1992年，NASA的Lewis研究中心的Will等人[7]研究了一种由分别沉积在绝热层上下表面的20对PtRh-Pt热电偶级联组成的薄膜热流传感器，如图1-3为所示。该热流传感器在1000oC的高温炉内能产生28μV的热电势。
第一章绪论3图1-3热电堆式薄膜热流传感器[7]Fralick等人[9]研究了两种绝热型热流传感器。如图1-4，在Al2O3基片一面或两面沉积四个Pt电阻阵列组成的Wheatstone桥，单面薄膜热流传感器使用5μm厚SiO2绝热层灵敏度68μV/(W/cm2)，响应时间7μs，相当于频率响应23kHz；双面薄膜热流传感器灵敏度528μV/(W/cm2)，响应时间270μs，相当于频率响应589Hz。图1-4Wheatstone桥式薄膜热流传感器[9]：(a)单面薄膜；(b)双面薄膜(b)(a)
【参考文献】：
期刊论文
[1][（SrTiO3）n/(SrTi0.8Nb0.2O3)m]20/LaAlO3超晶格的制备及其激光感生热电电压效应[J]. 秦毅,张辉,谈松林,刘婷,张鹏翔. 物理学报. 2009(05)
[2]YBa2Cu3O7-δ/La0.6Pb0.4MnO3多层膜的制备及激光感生热电电压效应的研究[J]. 谢礼兰,张辉,朱心昆,谈松林,张鹏翔. 低温物理学报. 2007(02)
博士论文
[1]基于IBAD路线制备YBCO超导带材缓冲层的研究[D]. 薛炎.电子科技大学 2016
硕士论文
[1]薄膜热流计的研制及模拟仿真研究[D]. 陈喆.电子科技大学 2017
本文编号：2910576
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三明治结构热流传感器结构示意图[6]
电子科技大学硕士学位论文21986年，Hayashi等人[2]利以SiO2作为绝热层，如图1-1在绝热层上下表面再镀Ni薄膜作为热电阻，具有600Hz频率响应，灵敏度21μV/(W/cm2)。图1-1绝热型热流传感器结构示意图[6]1991年Hager等人[6]制备出了三层结构的薄膜热流传感器，如图1-2[6]在绝缘基底上，三层结构的底层是Cu和Ni构成的热电偶级联，中间是SiO2绝热层，顶层与顶层相同，总厚度2μm左右。该薄膜热流传感器响应快，但是由于绝热层太薄，顶层和底层的温差太小，因此设置多对热电偶级联来增大信号输出，提高测试的精度。热流传感器的灵敏度为59.4μV/(W/cm2)，最大频率响应超过50kHz。图1-2三明治结构热流传感器结构示意图[6]1992年，NASA的Lewis研究中心的Will等人[7]研究了一种由分别沉积在绝热层上下表面的20对PtRh-Pt热电偶级联组成的薄膜热流传感器，如图1-3为所示。该热流传感器在1000oC的高温炉内能产生28μV的热电势。
第一章绪论3图1-3热电堆式薄膜热流传感器[7]Fralick等人[9]研究了两种绝热型热流传感器。如图1-4，在Al2O3基片一面或两面沉积四个Pt电阻阵列组成的Wheatstone桥，单面薄膜热流传感器使用5μm厚SiO2绝热层灵敏度68μV/(W/cm2)，响应时间7μs，相当于频率响应23kHz；双面薄膜热流传感器灵敏度528μV/(W/cm2)，响应时间270μs，相当于频率响应589Hz。图1-4Wheatstone桥式薄膜热流传感器[9]：(a)单面薄膜；(b)双面薄膜(b)(a)
【参考文献】：
期刊论文
[1][（SrTiO3）n/(SrTi0.8Nb0.2O3)m]20/LaAlO3超晶格的制备及其激光感生热电电压效应[J]. 秦毅,张辉,谈松林,刘婷,张鹏翔. 物理学报. 2009(05)
[2]YBa2Cu3O7-δ/La0.6Pb0.4MnO3多层膜的制备及激光感生热电电压效应的研究[J]. 谢礼兰,张辉,朱心昆,谈松林,张鹏翔. 低温物理学报. 2007(02)
博士论文
[1]基于IBAD路线制备YBCO超导带材缓冲层的研究[D]. 薛炎.电子科技大学 2016
硕士论文
[1]薄膜热流计的研制及模拟仿真研究[D]. 陈喆.电子科技大学 2017
本文编号：2910576
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