应用光伏方法估算硅单晶表面态俘获截面

提出一个可以非破坏性地估算半导体单晶的表面态俘获截面σon和σ-p的新方法.此法基于变温光伏测量，采用（111）p型硅单晶（NA=1.5×1016cm-3）为实验样品.由于表面势垒高度ΦBP=0.5756V,表面复合速度sn=4.8×103cm*s-1以及表面态密度Ds=6.7×1011cm-2*eV-1可由光伏方法测算，则表面态俘获截面σon≈5×10-13cm2与σ-p≈2×10-12cm2可通过应用Shockley-Read体复合理论于表面而被估算.此结果与其它方法得到的有关报导的结果相一致.     

Heusler合金Sc_2VZ(Z=C,Si,Ge,Sn,Pb)半金属铁磁性的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)第一性原理的投影缀加波方法 (PAW),结合广义梯度近似(GGA),系统研究了Hg2CuTi型Heusler合金Sc2VZ(Z=C,Si,Ge,Sn,Pb)的电子结构和磁性.研究发现Heusler合金Sc2VZ(Z=Si,Ge,Sn,Pb)在平衡晶格常数下表现出半金属铁磁性,其自旋向上态中的带隙宽度分别为0.345,0.354,0.387和0.173eV.计算得到Sc2VZ(Z=Si,Ge,Sn,Pb)的总自旋磁矩均为整数(3.00μB),符合Slater-Pauling规则.分析能带与态密度发现,半金属带隙的产生主要是由于Sc和V原子d态电子之间强烈的杂化作用所致.同时计算结果也表明,在一定程度的晶格常数变化范围内,Sc2VZ(Z=Si,Ge,Sn,Pb)合金仍能保持其半金属性质.     

不同退火条件对纳米Ge/Al2O3相嵌薄膜中纳米Ge颗粒的氧化态影响

采用脉冲激光沉积法制备了纳米Ge/Al2O3相嵌薄膜.用X射线光电子谱(XPS)研究了薄膜的热稳定性.结果表明纳米Ge颗粒的氧化态与已经发表的结果不同,而与Si的氧化态的结果相似.用纯高斯函数拟合可以得到Ge的四种不同的氧化态,分别为:Ge 1,Ge 2,Ge 3,Ge 4.这种大的差别来自纳米Ge颗粒的不同环境的影响.在真空退火条件下,由于缺少外部氧的供给和供给速度慢,很奇妙地,在薄膜表层的Ge 2,Ge 4氧化态不如其他氧化态和未氧化态(Ge0)稳定.而在清洁的大气环境退火条件下,外部氧的供给充分和供给速度快,在薄膜表层最稳定的氧化态是Ge 4.     

a-St:H FET特性的研究

本文从理论和实验两方面对a-Si:H FET的特性进行分析研究。给出了一种关于a-Si:H FET新的理论分析方法,假设a-Si:H能隙中深局域态密度和带尾局域态密度均为指数分布,并且考虑到漏源电压对沟道表面势的影响,采用简便的方法和合理的近似推导出了较全面反映a-Si:H FET特性的解析表达式。同时在实验中,研制了用SiO_2或Si_3N_4作为栅绝缘层的a-Si:H FET,测量得到了不同绝缘层和不同沟道长度的各a-Si:H FET的直流特性。当栅压变化20V时,漏源电流可以变化10~4。最后,对理论计算及实验结果进行了分析和比较。     

SiO_2-InP MIS结构的界面态和体深能级的研究

本文用恒定电容深能级瞬态谱(CC—DLTS)方法研究了SiO_2—InP MIS结构的界面态和体深能级。结果表明在价带顶附近界面态密度最高,可达9×10~(12)ev~(-1)·cm~(-2)以上,随着离开E_v指向E_i迅速降低。在E_v 0.41ev和E_v 0.55ev处各测得一个深能级。文中测量了淀积前InP表面四种不同处理的样品,发现界面态密度依賴于表面处理的方法,但其分布是相似的。文中还对InP MIS结构样品的CC—DLTS测量方法和测试条件作了探索与分析。最后,对SiO_2—InP MIS结构的界面态和体深能级分布作了讨论分析。     

镨离子基态分裂的晶场模拟

通过对A.Szytula小组测量的稀土化合物PrAg2Ge2磁化率倒数-温度曲线的晶场模拟,得到了PrAg2Ge2的分裂能和相应波函数.并从理论上分析了晶场效应对Pr3 基态的影响,计算结果与实验吻合较好.计算表明:非Kramer离子pr3 的九重简并基态在四方晶场的影响下分裂为五个单态和两个双态.     

BESⅢ上双光子物理分析（英文）

BESⅢ合作组最近开始双光子物理研究,主要源于强子light-by-light散射对缪子反常磁矩的贡献有很大不确定性,电磁跃迁形状因子作为实验输入是改善计算精度的需要。在BESⅢ探测器上获得的质心能量3.77 Ge V到4.6Ge V的数据使得我们能够测量轻赝标量介子的跃迁形状因子。在动量转移低于2(Ge V/c)2时单标记技术测量的结果达到前所未有的精确,该区域对于αμ的计算十分重要,并且也首次开始了π介子跃迁形状因子的双标记测量。这是π~0跃迁形状因子模型无关参数化研究的第一步。另外,多介子末态测量也在进行中.     

交变电流对FeNiPB非晶合金畴结构的影响

我们用测量复阻抗z的方法,研究了交变电流对F_(e41)N_(i39)P_(12)B_8非晶合金畴结构的影响,并测量了50H_z到200K_z之间的样品临界电流I_c,计算出其Bloch畴壁表面能σ和畴宽D的数值。依据实验结果,我们提出了一种新的测量方法:当样品表面形成单畴时,其复阻抗中磁贡献部分为固定值,此时通过样品的电流就是临界电流I_c,由临界电流与壁表面能的关系I_c=4σω/M_st可以确定出畴壁表面的数值。我们的实验结果为2.00×10~(-4)J/m~2量级,与扫描电镜方法的结果一致,这就证明了此方法的正确性。另外,我们还研究了退火处理对畴表面的影响和交变电流频率对样品复阻实部ReZ的影响。     

基于密度泛函理论的L2_1型Ni_2MnGe第一原理计算

运用MaterialsStudio6.0程序CASRTEP软件包建立L21型Ni2MnGe单胞和1×1×5的Ni2.25Mn0.75Ge超胞模型,采用GGA-PBE-TS近似,得出能带结构和态密度曲线。由Ni2MnGe单胞的能带结构和态密度图可以看出自旋向上和自旋向下的能带都没有出现带隙,说明Ni2MnGe单胞具有金属性,在费米能级附近不同自旋能带具有明显差别,从而导致Ni2MnGe具有较大磁性;通过分析1×1×5的Ni2.25Mn0.75Ge超胞的能带结构和态密度图可以得到同样的结论,即Ni2.25Mn0.75Ge具有金属性,在费米能级附近不同自旋能带具有明显差别,从而导致Ni2MnGe具有较大磁性。2种晶体中Ni原子自旋向上和自旋向下的态密度占据量几乎相同,因此Ni原子的磁矩很小,而Mn原子d轨道的电子几乎全部局域在自旋向上的态密度中,因此Mn原子磁矩较大。Ni2.25Mn0.75Ge中Ni(A)与Mn存在p-d杂化,比Ni2MnGe中p-d杂化作用更强,这是由于Ni替换了Mn的缘故。     

基于金属诱导结晶生长多晶Ge薄膜的成核机理与动力学特征

研究低温下利用金属Al对非晶Ge薄膜进行层交换结晶生长多晶Ge薄膜的动力学过程。实验观察到Ge原子从非晶Ge层穿过中间很薄的GeO_x界面层后,大量地迁移到金属Al层的表面,并对多晶Ge薄膜中Ge成核区域的面密度进行了测量,对GeO_x界面层进行偏置电压处理以控制Ge成核区域的面密度。根据实验观察的各种结果并运用JMAK的相迁移理论解释了Ge成核区域的二维生长过程以及成核机理。应用Ge成核区域的动力学方程得到Ge岛的成核率随时间呈指数衰减的变化趋势。随着生长时间的增加,Ge成核区域从恒定生长速率的线性生长方式转变为表面扩散限制生长方式。这两种生长机制的转折点取决于Ge岛成核的位置密度和退火温度。掌握低温下层交换结晶的生长动力学理论对生长大颗粒的多晶Ge薄膜是非常重要的。     

a-Si∶H/a-Ge∶H超晶格的电学特性研究

测量了反应溅射 a-Si∶H/a-Ge∶H 超晶格的平行电导和垂直电导,研究了超晶格的结构和输运机理;实验观察到了强场下垂直电导的指数增强效应,得到阱层 a-Ge∶H 的深隙态密度N_g=1.9×10~(18)cm~(-3)·ev~(-1).对实验结果作了初步讨论.     

Cu掺杂TiO_2(101)和(001)面调制效应的第一性原理研究

文章采用周期性密度泛函理论,研究了Cu掺杂于锐钛矿TiO_2晶体、吸附和掺杂于TiO_2(001)和(101)表面及次表面后晶体结构的变化及形成能,并讨论了能带结构及态密度的变化.通过形成能的比较发现,Cu最佳掺杂位为TiO_2(001)表面空穴位,且掺杂后TiO_2禁带宽度明显减小并出现半金属性.通过态密度分析可以看出最佳掺杂位Cu-O之间发生较强p-d杂化,证明CuO相的出现.上述结果与实验吻合较好,有效揭示Cu掺杂TiO_2的微观机理     

智能剥离制备GOI材料

绝缘体上锗(Germanium-on-Insulator,GOI)结合了Ge材料及SOI(Silicon-on-Insulator)结构的优点,是一种极具吸引力的Si基新型材料.GOI材料不仅具有高的电子和空穴迁移率,同时其独特的全介质隔离结构可以避免短沟道效应,降低寄生电容和结漏电流.首先研究不同表面处理方法对体Ge与SiO2/Si晶片键合强度的影响,实验结果显示采用N2等离子体活化处理结合氨水溶液(NH4OH∶H2O=1∶10)亲水性处理,所得到的体Ge与SiO2/Si晶片的键合效果较好,其键合强度3.8 MPa.利用智能剥离技术(Smart-Cut TM)制备了绝缘体上锗材料.SEM测试显示GOI材料键合质量良好,界面清晰平整,并且Ge层大部分面积无空洞.实验分析得到GOI材料的压应力及XRD(004)摇摆曲线中Ge峰的不对称是由GOI表面的注氢损伤层引起的.真空500℃退火30min对于注入损伤层的应力具有释放作用,但无法修复注入损伤.用溶液(NH4OH∶H2O2∶H2O=1∶1∶10)腐蚀去除注入损伤层后,应力层被去除,并且获得Ge峰半高宽仅为70.4arc sec的GOI材料.     

LIF方法测量低气压Ar-Hg放电等离子体正柱中Hg的激发态、亚稳态原子密度

本文叙述了采用激光诱导荧光方法(简称LIF方法)测定10mm管径低气压Ar-Hg放电等离子体正柱中Hg6~3P_(0,1,2)态原子密度随放电条件变化. 采用脉冲式氮分子泵浦可调谐染料激光器,分别调Hg的两条可见线(546.1nm和435.8nm).激发Hg6~(?)P_1和6~(?)P_2态粒子到7~(?)S_1态.然后,在垂直于激光的方向,测定7~(?)S_1态自发跃迁至6~3P_(0,1,2)态的非共振荧光强度.由于荧光在放电等离子体中的再吸收,实验测得的荧光强度不仅与被激光激发的那个态的汞原子密度有关,而且和吸收荧光的态的汞原子密度有关.例如,用546.1nm激光,激发6~3P_2态汞原子至7~3S_1态.处于7~3S_1     

MOS系统界面态密度分布的一种直接显示法

本文介绍的测量MOS界面态密度分布的方法,是用模拟电路的运算代替通常的数值计算的方法.它的测量原理建立在高频c—v法和准静态c—v法的基础上,测量有效范围为10~(10)—10~(13)v~(-1)cm~(-2).与数值计算方法得到的结果比较,本法在靠近禁带中心处较为准确,而在靠近禁带边缘的地方出现较大的误差.本法可在20分钟内得出一个MOS样品的Nss～Ψ_s分布曲线或比较经过不同条件处理的几个MOS样品的界面态密度分布.     

Gibbs公式对于表面活性电解质水溶液表面吸附之作用

1.用最大气泡压力法测定了十二烷基硫酸钠及八烷基硫酸钠水溶液、以及加入NaCl的下同等离子强度溶液在25℃时的表面张力。 2.自无盐溶液及等离子强度溶液的表面张力——浓度曲线斜率比值之计算,得出结论:对于不水解的1—1价型表面活性电解质水溶液的表面吸附,自低浓度至较高浓度(在临界胶团浓度以下),皆应以2RT形式的Gibbs公式计算。 —dб=2RTг′dlna实验结果表明,在稀溶液中无表面水解。 3.用2RT形式的Gibbs公式计算了上述二化合物溶液(无盐)的表面吸附量,从而求出分子在不同表面压时所占面积,得出表面状态方程: π(A-5)=1.34kT(十二烷基硫酸钠) π(A-15)=1.40kT(八烷基硫酸钠) 4.自吸附等温线及表面压——分子面积曲线的分析,认为表面吸附层不是单分子层而是多分子层。 本工作得到傅鹰教授的关怀和一些同志的协助,谨致谢意。     

压力作用下Mg2X(X=Sn,Ge,Si)晶体结构与弹性性质

基于密度泛函理论,采用第一性原理计算方法,研究Mg2X(X=Sn,Ge,Si)系列晶体的弹性常数,计算结果与实验值符合甚好.在此基础上,预测了在静水压下(0～50 GPa)的晶体结构和弹性性质随压力的变化.     

分子晶体的电子态密度计算与应用

本文把固体物理学中的电子态密度概念推广到分子晶体的电子结构研究。以[C_0(H_2O)_4(NCS)_2]·(18-C-6)分子晶体为例,取合适的原子簇,用CNDO/2方法计算了总态密度、部分态密度和定域态密度等。通过态密度分析,得到了[C_0(H_2O)_4(NCS)_2]·(18-C-6)分子晶体中定域相互作用的信息,并成功地解释了实验结果。表明态密度分析方法是研究分子晶体电子结构的一种有效工具。     

广义GHZ态的制备和非定域性的测量

我们用参量下转换的方法,合理设计实验方案,制备了广义GHZ（Greenberger-Horne-Zeilinger）三体偏振纠缠态,测量了所制备状态的密度矩阵,并通过密度矩阵计算出了状态相对于目标态的保真度.实验制备出了保真度达0.85左右的高保真三体纠缠态.测量了GGHZ（generalized GHZ）纠缠态的Bell-Mermin算符期望值,得到了和理论计算一致的测量结果.结果表明,量子态非定域特性与体系的纠缠程度密切相关,这说明制备GGHZ纠缠态的方案和非定域特性的测量方法是可行的.     

X-射线透射座滴法对Fe-Ni-S系表面张力与密度研究

本文采用X-射线透射座滴法在用Ar/S_2和H_2/H_2S混合气体控制硫分压的条件下对Fe-Ni-S系在1200℃下的表面张力和密度进行了研究。对于FeS-Ni_3S_2准二元系,随x_(FeS)从0增加到0.875,密度值由5.39减小到4.45g/cm~3;表面张力由476降低到340dyne/cm,并与x_(FeS)呈对数关系: γ=476-128ln(1+2.17x_(FeS)) (dyne/cm) 根据Guggenheim模型导出了与上式相应的表达式: γ=γ_A-kT/α ln{1+[e~((γ_A-γ_B)~α/kT)-1]x_B} 并由此求出表面分子面积α=16A~2; 讨论了温度对表面张力的影响;导出了与Langmuir吸附公式形式相似的FeS表面超量表达式: Γ_(FeS)=2.27×10~(-9)x_(FeS)/(1+2.17x_(FeS)) (mol/cm~2) 体系中Fe/Ni比不变时,表面张力随硫含量增加而下降。