镜面抛光硅衬底上金刚石薄膜的生长

在镜面抛光硅衬底上加负偏压,利用微波等离子体化学气相沉积方法生长金刚石薄膜。通过改变偏压成核阶段的不同条件制备出一系列样品,与直接在镜面抛光硅衬底上不加偏压直接生长的金刚石膜相比,成核密度明显提高,可达４×１０＾９ｃｍ＾－２。     

硅衬底温度对金刚石薄膜品质影响

采用PCVD法制备金刚石薄膜的设备研究硅衬底温度变化对沉积金刚石薄膜品质的影响.实验发现,温度从750℃增加到950℃的过程中,随着硅衬底温度上升,金刚石薄膜的质量先变好,生长速率减小;850℃质量达到最好,生长速率降到最低;850℃后质量开始变差,生长速率增加;950℃膜由反聚乙炔构成.随着硅衬底温度增加,氢原子刻蚀作用逐渐增大且愈加集中,膜表面空洞缺陷和晶界缺陷增加.综合考量,金刚石薄膜的品质先变好后变差.     

CVD金刚石薄膜表面晶形研究

本文较详细地研究了采用ＨＦＣＶＤ方法在Ｓｉ、Ｍｏ等衬底上生长出的不同表面晶形的多晶金刚石薄膜，讨论了生长条件（衬底温度、碳源浓度、反应压强）对金刚石薄膜晶粒形貌的影响．结果表明在ＨＦＣＶＤ方法中，金刚石薄膜表面晶形对生长条件十分敏感，生长条件的微小变化就会导致不同表面晶形的生长．     

氧氛围下PLD法沉积纳米金刚石薄膜

用固体脉冲激光 (Nd∶YAG)烧蚀石墨靶在镜面αAl2 O3(0 0 0 1)上沉积纳米金刚石薄膜 .用Raman谱、XRD衍射谱和SEM分别对薄膜的成键情况和表面形貌进行了分析 .结果表明 :显微Raman谱出现三个峰包 :115 0cm- 1 、13 5 0cm- 1 、15 80cm- 1 ,分别对应着纳米金刚石特征峰、石墨的D峰和G峰 ;XRD衍射谱在 41.42°出现金刚石的 (10 0 )衍射峰 .实验结果表明 ,影响薄膜生长的关键参数主要是氧气压的大小和衬底的温度 .在氧气压为 6Pa和衬底温度为 5 5 0℃时 ,制备的薄膜质量较好 .对用PLD法在氧气氛围下生长的金刚石薄膜的生长机理进行了分析     

在不同衬底上用纳米引晶法选择性生长金刚石薄膜

采用光刻工艺和纳米引晶技术，在抛光的单晶Ｓｉ衬底上形成带有超细金刚石纳米粉的引晶图案，并利用引晶处与抛光Ｓｉ处金刚石成核密度的巨大差异，在光滑的Ｓｉ３Ｎ４和Ｍｏ衬底上实现金刚石薄膜的高选择性生长。     

丙酮对金刚石膜生长速率的影响

采用灯丝热解化学气相沉积方法，在不同的碳源气体氢气中合成金刚石薄膜，并研究不同工艺条件下金刚石膜生长速率。结果表明，在较低的灯丝分解气体温度和较近的灯丝与衬底距离条件下，以丙酮为碳源气体合成的金刚石膜具有 的生长速率的较好的质量。     

影响微波等离子体炬法制备金刚石薄膜的参数

本文采用微波等离子体炬法制备了金刚石薄膜。并在一定的微波功率下,研究了Si基片到火炬喷嘴距离(L)对金刚石膜质量的影响,结果表明:距离L为6mm时沉积的金刚石薄膜的结晶性好、金刚石相纯度高。     

单一相Ca_2Si膜选择性生长(英文)

磁控溅射系统在恒定溅射功率、Ar气压和Ar气流流量下,直接在Si(100)衬底上沉积两组不同沉积结构的Ca膜。随后,600℃分别真空退火5、6、8、10和12 h。使用XRD、EDAX和FT-IR对结果膜的结构和表面进行了测试。沉积膜的原子与衬底之间利用固相间相互扩散反应从多相共生的Ca -Si系统选择性的生长出单一相的Ca2Si膜。并且确定了沉积膜的结构、退火温度和退火时间是单一相硅化物选择性生长的关键因素。     

ZnO纳米线阵列的生长机制

通过化学气相沉积方法在Si衬底上制备了规则排列的ZnO纳米线阵列．利用扫描电子显微镜观察了合成的氧化锌纳米结构的形貌,表明当In在前驱物中引入超过0．3g时,在Si衬底上合成的纳米结构都是纳米线阵列;高分辨透射电子显微镜图像、x射线图谱和x射线能谱均表明合成的ZnO纳米线阵列具有纤锌矿结构,择优沿（001）方向生长．提出了在Si衬底上生长ZnO纳米线阵列的机制．     

微波等离子体CVD方法制备金刚石薄膜

采用微波等离子体化学气相沉积方法分别在ＣＨ４／Ｈ２，ＣＯ／Ｈ２和（ＣＨ４＋ＣＯ）／Ｈ２气体体系下合成了金刚石薄膜。结果表明，所合成的金刚石薄膜具有明显的柱状生长特性和较高的品质。（ＣＨ４＋ＣＯ）／Ｈ２体系合成的金刚石薄膜具有较高的生长速率和晶面定向生长的特性。     

用原子力显微镜观察金刚石膜核化过程

对衬底负偏压热灯丝ＣＶＤ金刚石膜核化过程进行了研究。利用原子力显微和扫描电子显微镜观察和分析结果表明,在衬底负偏压下正离子对Ｓｉ衬底表面轰击导致产生了大量的小坑几尖劈端,以此作为核化点,从而促进了核化过程。     

CVD金刚石薄膜的界面能量分析

分析了CVD金刚石薄膜的界面能量情况,并由此研究了金刚石成核几率、晶核取向、附着强度与基底材料结构和性能的关系     

Ni-Cr合金钎焊单层金刚石砂轮界面结构的研究

以Ni-Cr合金粉做钎料适当控制钎焊工艺条件,成功研制了单层钎焊金刚石砂轮.利用扫描电镜和X射线能谱,结合金相及试样逐层的X射线衍射结构分析,剖析了Ni-Cr合金与金刚石和钢基体钎焊界面的微区组织结构,揭示了Ni-Cr合金对金刚石和钢基体的浸润性及钎焊机理.钎焊过程中Ni-Cr合金中的Cr元素在金刚石界面形成富Cr层并与金刚石表面的C元素反应生成Cr₇C₃;在钢基体结合界面上Ni-Cr合金和钢基体中的元素相互扩散形成冶金结合.这是实现合金层与金刚石及钢基体之间都有较高结合强度的主要因素,为开发新一代超硬磨料砂轮奠定了基础.     

氧化钇稳定的氧化锆上外延硅生长的研究

绝缘衬底上高质量亚微米厚硅单晶膜的获得对于制成高速度、高集成度、低功能和抗辐射的集成电路十分重要.蓝宝石上外延硅膜的生长和其CMOS/SOS集成电路的研究已为国内外学者所重视.     

单支墩大头坝初始表面裂纹形成的热流变断裂学研究(英文)

本文从对裂纹扩展过程中流变与耗散现象的大量观察与研究,根据非局部场理论,导出了裂纹体在裂纹扩展过程中的热力平衡方程,为更加精确地描述裂纹扩展问题提供了理论基础;同时指出,在裂扩展过程中局部质量、动量、动量矩和能量均不守恒,并给Griffith表面能以新的定义。将单支墩大头坝初始表面裂纹的形成与扩展视为不可逆热力学过程,在不可逆过程必然伴有熵产生的原则下,引入了一个耗散势函数,通过对裂纹扩展过程中Clausius非补偿热和耗散势函数的研究,重新建立了断裂判据;在适当地引入裂纹系统偏离平衡态的距离之后,可导出经典的屈服、强度和断裂理论中的各种判据;同时,通过耗散势函数,把流变、断裂和不可逆过程有机地结合起来了,形成了统一的流变断裂学。最后,将大坝混凝土定义为热流记忆性材料,依试验和实测数据,采用本文给出的热流变断裂学研究,对单支墩大头坝初始表面裂纹的形成进行了计算,其结果与现场观测基本一致,为单支墩大头坝的设计提供了进一步改进的依据。     

Cellular Automata法模拟材料微观组织结构

用CA(Cellular Automata,CA)法模拟材料微观组织结构的形成过程.模拟过程中考虑了形核过程的随机性与晶粒生长的确定性.采用连续形核模型来描述液相中的自发形核.基于简化的晶粒形状,建立了模拟晶粒生长的二维数学物理模型,开发了模拟程序并进行了二维模拟计算.     

硅片直接键合机理研究

提出硅片直接键合(SDB)的下列机理:热氧化硅表面的悬挂键在常温下与羟基因形成化学键.两个镜面平整表面互相重合,原子互相以范德瓦斯力互相吸引.在200-400℃,两表面吸附之羟基互相作用形成键合界面的硅醇键.温度高于800℃,硅醇键间发生显著化学聚合反应,形成硅氧键及水.水分子高温下扩散入体内与硅氧化,使键合强度增大,并使键合界面处空洞形成局部真空,有利于空洞消失.水扩散系数随温度而指数增大,在1050℃附近有一转折点,扩散系数增加速率显著减慢.由以上键合机理确定了优化的两阶段键合工艺,制得3英寸直接键合硅片.成功地利用SOI/SDB衬底制备了1-3μm CMOS器件,典型的电子和空穴沟道迁移率为680cm²/V·sec及320cm²/V·sec.     

药芯焊丝焊缝中的夹杂物对针状铁素体形成的影响规律

系统研究了药芯焊丝焊缝金属中非金属夹杂物尺寸大小和分布规律,用透射电镜和能谱仪分析了焊缝金属中非金属夹杂物的非状和化学成分。结果表明：药芯焊丝焊缝金属中促进针状铁素体形核长大的非金属夹杂物是Ｔｉ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃｕ形成的氧硫复合物。焊缝金属中Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｏ的含量和焊接线能量对非金属夹杂物的尺寸大小及化学成分影响很小。药芯焊丝焊缝金属中针状素体的形核长大是由于非金属夹杂物有高能惰性界面,以及非