Si6和Si10微集团结构的Xa—SW研究

本分析了Ｓｉ原子微集团中存在幻数的原因，并用自洽场一多重散射Ｘａ方法，从能量最低原理，研究了６个Ｓｉ原子微集团和１０个Ｓｉ原子微集团的可能构型，指出悬挂键在Ｓｉ微集团中起了重要作用，同时必须考虑键角畸变的因素。     

机械合金化Fe_(60)Si_(40)体系的XAFS研究

利用XAFS技术研究Fe60 Si40 二元合金体系中Fe原子周围配位环境随球磨时间的变化 .结果表明 ,球磨过程中 ,首先发生晶态α Fe和Si的晶格较大的畸变和颗粒破碎 ,致使Fe和Si原子近邻配位的无序度增大 ,进而Si原子通过活化的界面向Fe晶格扩散 ,形成亚稳的Fe3 Si和Fe5 Si3 替位固溶体 .     

砷在硅中集团模型定量化基础的一个反证

本文简要回顾了砷在硅中集团模型的发展过程,并且分析了质量作用定律在集团模型中应用的条件.RBS沟道角扫描结果表明3×10~(16)cm~(-2)As注入Si,通过RTA制备的样品在850℃,5h后退火过程中,As和Si原子移位分别为0.15和0.12,并且根据Morse势计算出移位的As原子和Si原子势能的变化分别为0.10eV和0.06eV.这些数据是和质量作用定律作为砷集团模型的定量化基础不相容的.     

Al-Mg-(Si)-(Sc)-(Zr)合金时效初期微结构演化的模拟研究

运用蒙特卡罗方法计算模拟了加入微合金元素Si,Sc和Zr的Al-Mg合金时效初期微结构的演化过程,分析了微结构演化过程中溶质原子偏聚的特征及其与空位的相互作用;对Si,Sc和Zi与空位复合体的尺寸及空位周围原子的概率分布进行讨论,揭示了空位作用的机理.     

掠入射荧光XAFS研究(Ge_4/Si_4)_5/Si(001)超晶格的结构

本文用掠入射荧光XAFS研究 (Ge4/Si4) 5 /Si(0 0 1 )形变超晶格的局域结构 .超晶格中的Ge Ge和Ge Si第一配位键长分别为RGe Ge =0 .2 43nm和RGe Si =0 .2 38nm ,与晶态Ge(RGe Ge =0 .2 45nm)和共价Ge Si键长RGe Si =0 .2 40nm相比 ,其配位键长缩短了 0 .0 0 2nm ,表明Ge原子周围的晶格产生了扭曲 ,Ge Ge配位数为 1 .8和Ge Si配位数为 2 .2显然偏离了理论的配位数Ge Ge为 3和Ge Si配位数为 1 .我们提出Ge和Si原子的位置交换模型来解释 (Ge4/Si4) 5 超晶格的界面结构     

Al-Cu-(Si)-(Sc)-(Zr)合金时效初期微结构演化模拟分析

运用蒙特卡罗方法计算模拟加入微合金元素Si,Sc和Zr的Al-Cu合金时效初期微结构的演化过程,分析微结构演化过程中溶质原子偏聚的特征及其与空位的相互作用,讨论Si,Sc,Zi与空位复合体的尺寸及空位周围原子的概率分布。结果表明,Sc原子与空位之间存在较强的相互吸引作用,使得合金中空位的可动性降低,Cu原子赖以扩散的空位急剧减少,从而导致Cu原子簇丛聚程度大幅度降低;微量的Si使Al-Cu-（Si）合金中的空位明显减少,而且Sc与空位的强烈相互作用也使得空位团簇化加剧。     

偏聚二氟乙烯–六氟丙烯对正硅酸四乙酯水解的影响

通过对正硅酸四乙酯(TEOS)水解制备的SiO_2微球的结构、粒径、粒径分布情况进行比较,对偏聚二氟乙烯–六氟丙烯(PVDF-HFP)影响TEOS水解的作用机理进行分析.结果表明:在含有PVDF-HFP体系中,反应速率加快,SiO_2微球粒径较大且呈双尺寸分布.在每组尺寸分布中,SiO_2微球的粒径分布较窄,分散性较好,且SiO_2微球粒径随PVDF-HFP添加量的增加呈先增加后减小的趋势,并且PVD-HFP不影响TEOS水解产物的成分.PVDF-HFP对TEOS水解的影响可能主要是由于PVDF-HFP中电负性较强的F原子吸引TEOS中Si原子周围的电子,使电子一定程度上远离Si原子核,从而使Si原子带有的正电荷得到加强,对周围阴离子的吸引力增强,进而有利于OH~-的进攻,导致TEOS水解速率的加快.     

Si_（83）Ge_（17）/Si压应变衬底上HfAlO_x栅介质薄膜微结构、界面反应和介电性能研究

本文研究了射频磁控溅射沉积在p-Si83Ge17/Si（100）压应变衬底上HfAlOx栅介质薄膜的微结构及其界面反应,表征了其各项电学性能,并与相同制备条件下沉积在p-Si（100）衬底上薄膜的电学性能进行了对比研究.高分辨透射电子显微镜观测与X射线光电子能谱深度剖析表明600°C高温退火处理后,HfAlOx薄膜仍保持非晶态,但HfOx纳米微粒从薄膜中分离析出,并与扩散进入膜内的Ge,Si原子发生界面反应生成了富含Ge原子的HfSiOx和HfSix的混合界面层.相比在相同制备条件下沉积在Si（100）衬底上的薄膜样品,Si83Ge17/Si（100）衬底上薄膜的电学性能大幅提高：薄膜累积态电容增加,有效介电常数增大（～17.1）,平带电压减小,？1V栅电压下漏电流密度J减小至1.96×10？5A/cm2,但电容-电压滞后回线有所增大.Si83Ge17应变层抑制了低介电常数SiO2界面层的形成,从而改善了薄膜大部分电学性能;但混合界面层中的缺陷导致薄膜界面捕获电荷有所增加.     

机械合金化Fe60Si40体系的XAFS研究

利用XAFS技术研究Fe60Si40二 元合金体系中Fe原子周围配位环境随球磨时间的变化,结果表明,球磨过程中,首先发生晶态α-Fe和Si的晶格较大的畸变和颗粒破碎,致使Fe和Si原子近邻配位的无序度增大,进而Si原子通过活化的界面向Fe晶格扩散,形成亚稳的Fe3Si和Fe5Si3替位固溶体。     

Au原子在Si（001）表面扩散的第一原理研究

本文用第一原理总能理论研究了金属Au在Si（001）面的吸附与扩散。计算表明,Au原子的稳定吸附住置处于顶层四个Si原子的中心,当Au原子处于其它位置时,体系能量较高,Au原子容易向稳定位置扩散。在热运动下,Au原子向衬底内部扩散需要克服较小的势垒,这可能是Au／Si（001）界面存在混合层的原因之一。     

Si在Si（111）表面吸附过程的分子动力学模拟

利用Tersoff半经验多体相互作用势和分子动力学模拟方法研究了荷能的硅原子在Si(111)表面的吸附过程.对100K时,初始入射动能分别为5,15,25,30eV的硅原子从6个不同位置轰击Si(111)表面进行了模拟,观察到了硅原子在Si(111)表面形成的吸附结构,并讨论了不同入射位置和入射能量对吸附结构的影响.结果表明,硅原子相对于表面不同的局部构型发生不同的碰撞过程,而硅原子入射能量的提高有利于成键过程的发生,从原子尺度模拟了沉积机制.     

Si原子轰击石墨烯形成取代结构的带隙研究

石墨烯是零带隙半导体材料,无法在半导体领域直接应用。因此,本文采用基于第一性原理的密度泛函理论超软雁势平面波方法计算Si原子轰击石墨烯形成取代结构的能带结构希望能打开石墨烯的带隙。首先验证了石墨烯本身的带隙,模拟数据表明石墨烯具有零带隙的性质。然后采用lammps软件模拟Si原子轰击石墨烯中的C原子,在一定范围的轰击速度下(153～597/fs),Si原子轰击并取代石墨烯中C原子形成了石墨烯型SiC的取代结构。在相同的速度下,用不同数目的 Si原子分别轰击石墨烯得到不同的取代结构,把其导入到MS中,用CASTEP模块分别设置相同的参数进行几何优化并计算这些取代物的能带结构。结果表明,Si原子轰击石墨烯形成的取代结构具有禁带宽度,打开了石墨烯的带隙。为实现精准调控石墨烯带隙打下了基础。     

一步合成法制备Mg_2Si_(1-x)Sn_xBi_y热电材料及其性能表征

基于重带轻带收敛简并和合金散射,通过调整掺杂可以使Mg2Si1-xSnx材料在增加态密度的同时保证载流子迁移率不下降,进而获得较高的热电性能。以氢化镁代替单质镁粉,以重金属Bi作为施主原子,采用一步合成工艺制备出高纯度n型Mg2Si1-xSnxBiy基半导体热电材料;通过改变反应物的配比,研究了Si/Sn比和Bi的含量对Mg2Si1-xSnxBiy热电材料能带结构和热电性能的影响。结果表明,本热电材料断口呈现多晶板条层状结构,层与层之间的平均间距小于200nm;Sn含量的增加有利于通过增加晶格畸变降低晶格热导;适量的Bi则可通过施主掺杂有效提高其电性能,最终提高其综合热电优值;当温度为775 K时,Mg2Si0.6Sn0.4Bi0.01的热电优值达到1.29。本合成法工艺简单,产物成分易于控制,可成功制备出纯净的纳米复合Mg2Si1-xSnxBiy热电材料。     

C58Si2的几何结构和电子结构研究

采用密度泛涵BLYP／6—311G和杂化密度泛涵B3LYP／6—311G方法，对C58Si2的几何结构和电子结构进行系统研究。发现在C58Si2的同素异形体中，2个Si原子位于六边形对角位置时(C58Si2-6)比2个Si原子位于五边形对角位置时(C58Si25)的能量低0．11eV，是C58Si2的基态几何结构。C58Si2同C60相比，只是在Si原子附近原子间的间距有较为明显的变化，其它部分基本保持C60的构型。在电子结构方面，由于C58Si2—6具有C8对称性，所以使原先的能级简并度消除，LUMO能级下降，HOMO能级上升，HOMO与LUMO间的能隙变小；每个Si原子均失去1．122e的电荷，主要转移到Si—C键上的3个邻近的C原子上，使C58Si2中的Si—C化学键受到极化，束缚能增大。     

“金属-Si原子链-金属”纳米结点电子输运性质的计算

运用密度泛函理论结合非平衡格林函数,以5个Si原子构成的直线链,及其与2个半无限长Au(100)-3×3电极相连接构成的金属-原子链-金属"三明治"模型为研究对象,对该结构的纳米级结点的电子输运进行了计算.结果表明,在两极距离dz=1.95~2.39nm的拉伸过程中,结点电导值有数量级的变化.当dz=2.03nm时,结点的结合能最小(ΔE=-5.43eV),结点结构最稳定,原子链内部Si—Si键长平均值为0.216nm,此时结点的电导为0.44 G0(G0=2e2/h).Si原子的px与py轨道电子形成π键,构成了电子经过结点的主要传输通道;随着正负外偏电压的增大,电导减小,且成对称变化,其I-U曲线表现出非线性特征.     

R(Fe, Si)12(R=Y, Nd)化合物的电子结构与磁性

介绍了新近发展的基于密度泛函理论的全势能线性缀加平面波((L)APW)+局域轨道(lo)方法, 并对R(Fe, Si)₁₂化合物(R=Y, Nd)作了理论计算. 由结构优化后的单胞总能量分析了Si原子的占位分布, 计算得到并分析了Si原子替代晶位不同引起的原子磁矩、总态密度和局域态密度的变化特点. 结果表明RFe₁₀Si₂化合物(R=Y, Nd)饱和磁矩明显大于同类RFe₁₀M₂化合物(M=Ti, V, Cr, Mn, Mo和W), Si原子在化合物中存在两种杂化机制, Si(8j)原子会同时减小3种晶位Fe原子磁矩, Si(8f )则主要减小Fe(8i)与Fe(8j)原子磁矩. 由Fermi面态密度变化分析认为加入Si原子会大大提高化合物居里温度.     

Mg在Si(220)表面吸附的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势的方法,通过搜寻Mg原子在硅Si(220)晶面上的最佳吸附位置,计算Mg/Si(220)体系的吸附能、电子态密度、电子布居和功函数等,系统研究了Mg原子在Si(220)表面的吸附过程.结果表明:Si表面Mg原子的最稳定吸附位置为Si(220)晶面的穴位,此时吸附能最低.同时,Mg/Si(220)体系中Mg原子的2p和3s轨道电子与Si原子的3s和3p轨道电子间的强相互作用使体系的电子布居和功函数发生改变.     

恒定磁场对Al—Si熔体中Si原子的偏聚作用

本文报道了我们在实验中发现的恒定磁场A1—Si熔体中Si原子的偏折现象并对此现象进行了简单的分析。     

铟吸附氢钝化Si(100)表面的结构和稳定性研究

采用第一性原理理论研究了In吸附氢钝化的Si(100)面的结构和稳定性.对In原子吸附结构的计算表明不同的重构表面其吸附结构也是不同的:In在H/Si(100)-(2×1)面的吸附能高于In在H/Si(100)-(1×1)面的吸附能;由于氢原子对硅表面的钝化作用,使得In在Si衬底的外延生长被破坏,In原子易在衬底表面形成团簇.对In原子是否会向衬底扩散并与H原子发生交换的研究结果表明:In原子吸附于H/Si(100)表面比与H原子发生交换具有更稳定的能量.因此,在平衡条件下,In原子不会与H原子发生交换.     

Al,Si,P掺杂对Ge在石墨烯上吸附的影响

利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究了Al、Si和P掺杂对Ge在石墨烯上吸附的影响.Ge原子在完整石墨烯上吸附的最稳定位置为桥位,Ge的吸附改变了石墨烯中C原子的电子自旋性质;Al、Si和P掺杂石墨烯使衬底C原子发生了移动,且Si,P原子掺杂比Al掺杂石墨烯容易;杂质类型对Ge在石墨烯上的吸附位置有较大的影响,...