导读:本文包含了氮化铌论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:磁控溅射,外延生长,超薄薄膜,超导
氮化铌论文文献综述
汪潇涵,何倩眉,芦政,金韬,郑分刚[1]（2019）在《不同溅射条件对超薄外延氮化铌薄膜超导性能的影响》一文中研究指出氮化铌(NbN)由于其较高的超导转变温度、较窄的转变宽度以及良好的稳定性一直被广泛地应用于低温超导器件中.因此,生长高质量的超导Nb N薄膜是制备高性能薄膜超导器件的关键及难点.本文主要介绍了利用磁控溅射法在氧化镁(MgO)<100>基底上生长厚度为5 nm的超薄超导外延NbN薄膜,并系统分析了溅射参数对薄膜性能的影响.实验结果表明,在合适的氮氩比或功率下,高真空、高溅射温度、低工作气压与NbN薄膜超导转变温度成正相关.采用综合物性测量系统(physical property measurement system, PPMS)进行电学分析,所制备的NbN薄膜超导最高转变温度为12.5 K.该工作为进一步研究超薄NbN薄膜的生长提供了理论指导,也为后期在其他基底上制备NbN超导器件提供了基础.(本文来源于《科学通报》期刊2019年20期）
杜安天[2]（2019）在《金属掺杂氮化铌薄膜的制备及其特性研究》一文中研究指出氮化铌(NbN)薄膜是一种硬质过渡金属氮化物(TMN)薄膜,具有高硬度,高耐磨性,高熔点和高化学稳定性等优点,其在金属切削和保护涂层等方面具有广泛的应用。本文采用射频磁控溅射技术制备了未掺杂和金属掺杂的NbN薄膜。利用X射线衍射(XRD),能量色散X射线光谱(EDX),扫描电子显微镜(SEM),纳米压痕仪,高温摩擦磨损实验机分别对NbN薄膜的微观结构,组成成分,表面形貌,机械和摩擦学性能进行了研究。首先,采用射频磁控溅射技术制备了未掺杂的NbN薄膜。XRD测试结果表明,在衬底温度低于300℃的情况下,NbN薄膜没有明显的衍射峰,薄膜结晶性较差;当衬底温度升高到500℃,NbN薄膜沿(200)方向具有良好的生长趋势,薄膜结晶质量良好;随着氩气与氮气比率的降低,薄膜的结晶性逐渐增强,在氩氮比为20:4时,(200)方向衍射峰最高,薄膜结晶性最好;溅射压强也对薄膜的结晶性有较大的影响,随着压强的降低,薄膜的结晶性逐渐增强,在压强为0.4 Pa时具有最好的结晶性;通过改变溅射功率我们得知,随着溅射功率的增加,薄膜的结晶性逐渐增强。最佳结晶性的NbN薄膜的硬度仅为5.3 GPa,具有较高的摩擦系数,其值为0.73,磨损率较高达到3.3×10~(-6) mm~3/Nmm。其次,采用射频和直流磁控共溅射技术制备了 Ti掺杂NbN(Ti:NbN)叁元薄膜以及Y-Ti共掺杂NbN(Y-Ti:NbN)四元薄膜。XRD测试结果表明,随着Ti掺杂功率从15 W逐渐升高到40 W,(200)方向的衍射峰强度先增加后下降,薄膜的结晶性先增加后降低。当掺杂功率为20 W时,衍射峰强度最大,薄膜的结晶性最好。随着掺杂功率增加,薄膜的硬度先增大后减小,在掺杂功率为30 W时具有最大的硬度值20.4 GPa。摩擦系数逐渐下降,而磨损率表现出相同的下降趋势。对于N bN(Y-Ti:NbN)四元薄膜,在掺杂功率为30 W时具有最大硬度,达到25.3 GPa,而摩擦系数随掺杂功率的增加呈现出逐渐下降的趋势,在掺杂功率为40 W时具有最小的摩擦系数0.29,此时的磨损率为2.38 × 10~6 mm~3/Nmm。除此之外,通过叁元Ti:NbN薄膜与四元Y-Ti:NbN薄膜的性质对比,表明适量Y的掺入能够有效地提高NbN薄膜的机械及摩擦学性能。(本文来源于《延边大学》期刊2019-05-28）
吴洋[3]（2019）在《超导探测器氮化铌纳米线光学特性研究》一文中研究指出超导纳米线单光子探测器(SNSPD)因其高探测效率,低暗计数,低时间抖动,宽响应光谱等诸多优点而在量子通信,卫星激光测距,深空激光通信,光时域反射仪,海雾测量,大气探测激光雷达等领域中有着重要的应用。氮化铌(NbN)是SNSPD常用的光敏材料,同时NbN纳米线也是SNSPD器件核心组成部分,其光子传输性质是影响器件效率的关键因素之一。目前超导纳米线电学特性研究比较深入,但其光学特性研究较少。本文章基于NbN纳米线的光学特性展开,设计并加工制备了四种SNSPD器件结构,使用光谱仪测量了这四种结构的光吸收效率,并结合实验测量数据和FDTD的仿真结果系统探究了这四种SNSPD器件结构的光学特性。还搭建了微米量级的SNSPD光敏面的光学特性测量系统,目前可用于测量常温下的有效纳米线探测区域的光吸收效率。后期搭配制冷机还可用于测量低温下SNSPD纳米线的光学特性。本论文主要成果如下:第一,为了比较不同材料结构的SNSPD对光吸收率的影响,我们设计了四种SNSPD结构,(1)背面入射的以双面热氧化硅为衬底的结构;(2)背面入射的以双面SiN硅为衬底的结构;(3)正面入射的硅衬底上以金属Au层+SiN层为反射镜的结构;(4)正面入射的以布拉格反射镜(DBR)为基底的结构。并在以上四种衬底结构上,各自溅射沉积了不同厚度的NbN薄膜,以观察NbN薄膜的厚度对光吸收率的影响。第二,我们使用光谱仪测量了四种结构中所用衬底的反射率和透射率分析发现有减反层的双面SN硅衬底因其SiN介电常数满足Si与空气之间的阻抗匹配条件,可以基本消除反射作用,使反射率降低至0.9%。还测量了不同NbN厚度条件下这些结构的光吸收效率。通过分析,我们观察到不同结构下的最佳NbN厚度与光子吸收效率的关联为:双面热氧化硅衬底上的NbN薄膜在1606nm波长处光吸收率最大为91.7%,其他结构在最佳NbN厚度条件下各自的光吸收率都能高达99%以上。其中双面SiN的硅衬底上NbN薄膜的最大光吸收效率为99.3%,Au金属层+SiN结构为99.8%,DBR结构为99.9%,并将以DBR为衬底的器件测量数据与FDTD的仿真数据做了差异性分析。这些结果对设计并研制出高系统效率的SNSPD具有重大意义。第叁,普通的光谱仪只能测量毫米量级的探测区域,而一般的器件是微米量级,制作难度较大。为此我们使用环行器和光功率计设计了微米量级的光学特性测量系统。并对我们所制备的以DBR为衬底的高效率正面对光SNSPD器件的光敏面纳米线区域进行了测量,其吸收率可达95%以上。(本文来源于《南京大学》期刊2019-05-01）
李文廷,侯朋飞,康鹏[4]（2019）在《氮化铌电催化还原CO_2（英文）》一文中研究指出通过电化学的方法将CO_2转化为CO是解决资源和环境问题的经济友好的策略。在本次工作中,利用湿化学方法制备了铌/碳的前驱体,在NH_3和Ar氛围下煅烧后分别转化为Nb_4N_5/C和Nb_2O_5/C。当氮化温度达到700℃时,制备的Nb_4N_5/C表现出优异的催化活性,在CO_2饱和的0.5 mol·L~(-1)的NaCl溶液中,电解电位为-0.83V(RHE)时,CO的法拉第效率最高,达到57%。实验结果表明,Nb_4N_5/C的催化活性与Nb_4N_5中的N掺杂有关。(本文来源于《影像科学与光化学》期刊2019年02期）
吴洋,陈奇,徐睿莹,葛睿,张彪[5]（2018）在《氮化铌纳米线光学特性》一文中研究指出氮化铌(NbN)纳米线是超导纳米线单光子探测器(SNSPD)常用的光敏材料,其光学性质是影响SNSPD性能的关键因素.本文结合实验数据和仿真结果,系统研究了多种NbN超导纳米线探测器器件结构的光学特性,表征了以下四种器件结构下的反射光谱以及透射光谱:1)双面热氧化硅衬底背面对光结构;2)双面SiN硅衬底背面对光结构;3)硅衬底上以金层+SiN缓冲层为反射镜的正面对光结构;4)以分布式布拉格反射镜(DBR)为衬底的正面对光结构.并在上述四种器件结构基础上,生长了不同厚度的NbN薄膜,观察不同厚度NbN薄膜的吸收效率.经分析,发现在不同器件结构下的最佳NbN厚度与光吸收率的关系如下:双面热氧化硅衬底上的NbN层在1606 nm处最大吸收率为91.7%,其余结构在最佳NbN厚度条件下吸收率都能达到99%以上.其中双面SiN的硅衬底结构中最大吸收率为99.3%, Au+SiN为99.8%, DBR为99.9%.最后,将DBR器件实测结果与仿真结果进行了差异性分析.这些结果对高效率SNSPD设计与研制具有指导意义.(本文来源于《物理学报》期刊2018年24期）
何玉东,张鹰[6]（2017）在《浅析冷轧对TP347HFG管材碳氮化铌的影响》一文中研究指出本文通过研究TP347HFG制管过程中高温固溶处理、冷轧对析出相Nb(C、N)的影响,达到改善管材析出相Nb(C、N)的颗粒尺寸与分布的目的。(本文来源于《特钢技术》期刊2017年04期）
谭蛟[7]（2017）在《立方氮化铌的高温高压合成与表征》一文中研究指出过渡金属氮化物(TMN_x)具有丰富的力学、电学、磁学、超导和催化等性能,在物理和材料等领域受到了广泛关注,硬超导材料立方氮化铌(δ-NbN)就是其代表之一。但由于TMN_x在常压下热力学稳定性通常较差,在合成过程中容易高温脱氮,使得理想化学计量比的δ-NbN合成相对困难,大多数样品通常为缺氮相的δ-NbN_x,在一定程度上影响了对δ-NbN的物性研究。例如,δ-NbN的体弹模量B_0=348GPa就是使用NbN0.90(1)样品在非静水压条件下通过高压原位同步辐射实验测得的,具有一定争议。因此,寻找有效途径合成理想化学计量比的δ-NbN并以之为样品进行物性研究具有重要意义。近年来,高温高压技术被逐步应用到了TMN_x的合成中,并成功合成了大量在常压下未能合成的高含氮量TMN_x和较难合成的理想化学计量比的TMN。相比于常压,高压条件更有利于提高TMN_x的热力学稳定性,有利于高含氮量TMN_x和理想化学计量比TMN的合成。因此,本文选用高温高压技术来合成理想化学计量比的δ-NbN,进而开展高压原位同步辐射实验和电阻率、磁化率、室温塞贝克系数测试,并结合第一性原理计算研究δ-NbN的弹性、塑性性质以及能带结构,具体结果如下:首先进行压力和温度标定实验,为合成实验提供了0-15.5GPa、0-1700℃的压力和温度条件保障,然后以KNbO3和hBN为原料在5.5GPa、1400℃条件下成功合成了接近理想化学计量比的δ-Nb N,解决了理想化学计量比δ-NbN的合成困难问题,保障了物性测量的样品需求。以所合成接近理想化学计量比的δ-NbN为样品,在静水压条件下进行高压原位同步辐射实验,得到δ-NbN体弹模量的精确结果B_0=319(2)GPa,证明了δ-NbN的强抗压缩能力,为研究抗压缩性能的物理机制提供了重要参考价值。通过电学、磁学和热电测试,得到δ-NbN的超导临界温度和室温塞贝克系数分别为T_c=15.3K和S=4.37uV/K。通过第一性原理计算,得到δ-NbN的单晶弹性常数、体弹模量、剪切模量和泊松比分别为C11=706.1GPa、C12=110.3GPa、C44=93.1GPa、BH=308.9GPa、GH=151.7GPa和v=0.29。研究了δ-NbN在剪切作用下的应力-应变曲线,其最小剪切强度为(111)1 1 2滑移系上的23.4GPa。此外,还计算了δ-NbN的能带结构和分波态密度(PDOS),给出了其表现金属性的理论解释。(本文来源于《四川师范大学》期刊2017-06-14）
曹英杰[8]（2017）在《氮化铌薄膜及其纳米线超导性能研究》一文中研究指出超导纳米线单光子检测(Superconducting Nanowire-based Single-Photon Detector,SNSPD)拥有单光子检测的所有关键参数的突破,是一种潜在的、革命性的单光子检测技术。由于超导氮化铌具有合适的相干长度和穿透深度,目前应用在SNSPD的材料主要是氮化铌(Niobium Nitride,NbN)。因此找到一种生长高质量氮化铌超导薄膜的方法显得尤其重要。聚合物辅助沉积(Polymer Assisted Deposition,PAD)是一种我们发展的化学溶液沉积技术,现已用于生长外延复杂金属氧化物、氮化物及碳化物薄膜,不但用来生长各种高质量外延薄膜,而且对薄膜生长过程中的化学理解和成核生长提供了一个认识平台。本论文以PAD法和磁控溅射法生长超薄超导薄膜为起点,微加工后的超导纳米线为研究对象,开展超导纳米线单光子检测技术的基础研究。拟解决的关键科学问题是分析超薄超导薄膜生长的机制,研究微加工手段对超导纳米线性能的影响。具体研究内容概括如下:1.发展可溶聚合物辅助沉积薄膜生长的方法,利用均相溶液控制生长高质量超导氮化铌薄膜。我们发展了一种化学法-聚合物辅助沉积生长大晶格适配的超导氮化铌薄膜方法,将氯化铌和聚乙烯亚胺(PEI)配成前驱体溶液,在合适的基底上旋涂成膜并在氨气氛围下退火得到氮化铌薄膜。同时我们还利用PAD在石英基底上拓展生长出透明导电的高质量碳膜,并研究了其电学性能。2.在物理法-磁控溅射控制生长高质量的超薄超导氮化铌薄膜方面,我们仔细研究了气压、气氛比、溅射功率、基底、溅射时间等因素对氮化铌薄膜的影响,迄今为止已经解决了高性能超薄(<10nm)NbN薄膜的制备问题,这些薄膜达到了超导单光子检测对氮化铌薄膜材料的要求。3.在超导迂回氮化铌纳米线刻蚀方面,我们深入的探索了感应耦合等离子刻蚀和反应离子束刻蚀两种刻蚀方法,找到了利用掩膜板为辅助刻蚀不同线宽和迂回纳米线的高效方法,已成功刻蚀出转变温度和临界电流密度都很优异的不同迂回数目的纳米线图案。(本文来源于《苏州大学》期刊2017-04-01）
杨小忠[9]（2015）在《用于超导单光子探测器的氮化铌与铌硅薄膜制备研究》一文中研究指出单光子探测技术既具有重要的科学意义也有广泛的应用领域,在量子秘钥分发、量子计算、荧光探测、微弱光成像等方面均有重要作用。超导纳米线单光子探测器基于超导纳米线条中非平衡态的热电子效应,具有速度快、探测范围宽和暗记数低的优点,通过光学谐振腔或光学波导结构,系统探测效率也可达到80%以上,是目前综合性能最佳的单光子探测器,因此受到了学界关注。高质量的超导薄膜是制备超导单光子探测器的基础和关键。本文主要研究超薄的NbN薄膜和低能隙的NbSi薄膜的制备与表征,通过优化工艺条件,在多种衬底上制备出高质量的超薄NbN和NbSi薄膜。文中对两套制备系统的结构和操作方法都进行了详细介绍,并给出了两种薄膜的详细制备流程。我们使用台阶仪、能量色散X射线光谱仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)等手段系统表征了NbN和NbSi两种薄膜的厚度、结构、成分、表面形貌等性能；利用液氦杜瓦测量系统和综合物性测量系统(PPMS)表征了NbN和NbSi薄膜的超导转变温度。样品的实验测量表明,制备在MgO衬底上4nmNbN薄膜的超导转变温度超过12.5K,在Si衬底上6nmNbN薄膜的超导转变温度超过7.4K,在Si-SiOx衬底上6nmNbN薄膜的超导转变温度超过7.38K。利用共溅射工艺技术,通过调节溅射电压、溅射气压、靶材与衬底的距离等实验参数制备出NbSi薄膜,成分分析表明,薄膜成分含量为Nb占65%,Si占30%,超导转变温度也达到了3K,这些工作为开发红外及远红外波段的超导单光子探测器打下了良好基础。利用测量方阻法估算薄膜厚度,为超薄薄膜厚度的工艺检测提供了一个快捷方便的手段,并已应用于超导纳米线单光子探测器的制备中,获得很好效果。(本文来源于《南京大学》期刊2015-05-01）
尹从明,徐立强,鞠治成,钱逸泰[10]（2012）在《锂离子电池负极材料立方相氮化铌纳米材料的制备与性能(英文)》一文中研究指出采用固相合成方法,在反应釜中350℃下合成了氮化铌纳米材料。X射线粉末衍射图表明所得氮化铌样品为立方相(空间群:Fm3m)。高分辨透射电子显微镜与场发射扫描电子显微镜显示所制得的氮化铌样品直径分布在30~300 nm之间。热重分析表明所得材料在空气中具有良好的抗氧化性能。将氮化铌与锂片组装成纽扣电池进行充放电测试,测试结果显示其首次充电比容量可达314 mAh.g-1。经50次充放电循环后,容量保持在228 mAh.g-1,具有较好的循环稳定性。(本文来源于《无机化学学报》期刊2012年12期）
氮化铌论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
氮化铌(NbN)薄膜是一种硬质过渡金属氮化物(TMN)薄膜,具有高硬度,高耐磨性,高熔点和高化学稳定性等优点,其在金属切削和保护涂层等方面具有广泛的应用。本文采用射频磁控溅射技术制备了未掺杂和金属掺杂的NbN薄膜。利用X射线衍射(XRD),能量色散X射线光谱(EDX),扫描电子显微镜(SEM),纳米压痕仪,高温摩擦磨损实验机分别对NbN薄膜的微观结构,组成成分,表面形貌,机械和摩擦学性能进行了研究。首先,采用射频磁控溅射技术制备了未掺杂的NbN薄膜。XRD测试结果表明,在衬底温度低于300℃的情况下,NbN薄膜没有明显的衍射峰,薄膜结晶性较差;当衬底温度升高到500℃,NbN薄膜沿(200)方向具有良好的生长趋势,薄膜结晶质量良好;随着氩气与氮气比率的降低,薄膜的结晶性逐渐增强,在氩氮比为20:4时,(200)方向衍射峰最高,薄膜结晶性最好;溅射压强也对薄膜的结晶性有较大的影响,随着压强的降低,薄膜的结晶性逐渐增强,在压强为0.4 Pa时具有最好的结晶性;通过改变溅射功率我们得知,随着溅射功率的增加,薄膜的结晶性逐渐增强。最佳结晶性的NbN薄膜的硬度仅为5.3 GPa,具有较高的摩擦系数,其值为0.73,磨损率较高达到3.3×10~(-6) mm~3/Nmm。其次,采用射频和直流磁控共溅射技术制备了 Ti掺杂NbN(Ti:NbN)叁元薄膜以及Y-Ti共掺杂NbN(Y-Ti:NbN)四元薄膜。XRD测试结果表明,随着Ti掺杂功率从15 W逐渐升高到40 W,(200)方向的衍射峰强度先增加后下降,薄膜的结晶性先增加后降低。当掺杂功率为20 W时,衍射峰强度最大,薄膜的结晶性最好。随着掺杂功率增加,薄膜的硬度先增大后减小,在掺杂功率为30 W时具有最大的硬度值20.4 GPa。摩擦系数逐渐下降,而磨损率表现出相同的下降趋势。对于N bN(Y-Ti:NbN)四元薄膜,在掺杂功率为30 W时具有最大硬度,达到25.3 GPa,而摩擦系数随掺杂功率的增加呈现出逐渐下降的趋势,在掺杂功率为40 W时具有最小的摩擦系数0.29,此时的磨损率为2.38 × 10~6 mm~3/Nmm。除此之外,通过叁元Ti:NbN薄膜与四元Y-Ti:NbN薄膜的性质对比,表明适量Y的掺入能够有效地提高NbN薄膜的机械及摩擦学性能。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
氮化铌论文参考文献
[1].汪潇涵,何倩眉,芦政,金韬,郑分刚.不同溅射条件对超薄外延氮化铌薄膜超导性能的影响[J].科学通报.2019
[2].杜安天.金属掺杂氮化铌薄膜的制备及其特性研究[D].延边大学.2019
[3].吴洋.超导探测器氮化铌纳米线光学特性研究[D].南京大学.2019
[4].李文廷,侯朋飞,康鹏.氮化铌电催化还原CO_2（英文）[J].影像科学与光化学.2019
[5].吴洋,陈奇,徐睿莹,葛睿,张彪.氮化铌纳米线光学特性[J].物理学报.2018
[6].何玉东,张鹰.浅析冷轧对TP347HFG管材碳氮化铌的影响[J].特钢技术.2017
[7].谭蛟.立方氮化铌的高温高压合成与表征[D].四川师范大学.2017
[8].曹英杰.氮化铌薄膜及其纳米线超导性能研究[D].苏州大学.2017
[9].杨小忠.用于超导单光子探测器的氮化铌与铌硅薄膜制备研究[D].南京大学.2015
[10].尹从明,徐立强,鞠治成,钱逸泰.锂离子电池负极材料立方相氮化铌纳米材料的制备与性能(英文)[J].无机化学学报.2012