掠入射X射线反射(GIXR)由于检测精度高且对检测薄膜的无损伤而被广泛用于薄膜检测和高精度表征。GIXR是一种基于数值拟合的间接检测方法, 因此在薄膜微观结构的求解, 特别是复杂多层膜膜系的求解过程中对数值优化算法的要求较高。为此提出了基于量子衍生遗传算法(QIGA)的薄膜GIXR拟合求解方法, 并基于QIGA对Si单层膜和等周期Mo/Si多层膜的GIXR分别进行拟合求解。结果表明, 该方法具有求解速度快、拟合精度高的明显优势, 说明QIGA在光学薄膜表征方面有潜在的应用价值。

为了给高性能微机电系统(MEMS)薄膜器件提供复合功能薄膜材料, 本文将功能化碳纳米管与聚电解质溶液交互沉积技术用于静电诱导逐层自组装碳纳米管/聚合物薄膜。对薄膜制备及其性能的可调控性进行了表征和测试。扫描电镜显微(SEM)形貌观察表明, 碳纳米管与聚合物分子链结合致密, 形成了质地均匀的随机碳纳米管网络结构。拉曼光谱结果表明, 碳纳米管在径向呼吸、缺陷振动、拉伸振动等模式下的指纹特征光谱证实了碳纳米管的有效组装和加载。用石英晶体微天平(QCM)对碳纳米管/聚合物薄膜自组装过程进行了在线实时监测, 结果揭示了沉积薄膜厚度和薄膜结构的可调控性。当聚电解质层数由0递增到5时, 子层膜厚由6.31 nm增加到111.59 nm, 碳纳米管加载体积比由72.35 %减小到14.78 %。此外, 基于I-V表征研究了碳纳米管填充体积比及其薄膜厚度对碳纳米管/聚合物薄膜电学特性的影响, 为实现碳纳米管/聚合物薄膜电学性能的可调节性提供了实验及理论依据。