离子注入技术在光解水电极材料改性中的应用

半导体光催化分解水制氢是一种装置简单,相对廉价可靠的能源利用方式.开发具有高光制氢效率的光电极材料一直是材料科学研究领域的热点.目前的半导体光催化材料普遍面临缺乏可见光吸收和载流子分离效率低的问题.这些问题导致目前光解水制氢电极材料的效率较低,达不到商业应用的要求.因此,发展改性的光电极材料尤为重要.离子注入技术作为一种重要的半导体改性技术,相对于传统的化学掺杂方法具有诸多优点.离子注入方法能够保证注入离子的纯度,能够通过控制注入离子的能量和剂量从而控制注入杂质的浓度和深度分布.离子注入技术可以使掺杂不受扩散系数和化学结合力等因素的限制,各种元素均可掺杂.因此,离子注入技术在光电极材料改性方面具有很大的应用前景.本文首先介绍了光解水制氢及离子注入技术的基本原理,然后结合本课题组及其他学者的工作,综述了目前离子注入技术改性光电极材料的特点和研究进展,最后展望了离子注入技术在光解水电极改性应用的未来发展方向.     

利用离子注入技术制备新型结构SiC器件的展望

作者介绍了SiC MESFET(metal semiconductor field effect transistor,金属半导体场效应晶体管)器件的优点和离子注入技术在SiC器件制备中的发展趋势,提出一种用离子注入技术制备新型结构的SiC MESFET器件的方法,讨论了这种新型结构的优点,最后给出用离子注入技术制备SiC MESFET器件的设计过程。     

砷注入多晶硅的快速热退火

利用红外辐射或高强度闪光灯作热源的快速热退火技术,由于退火时间的控制既短又精确,因此有效地用于半导体离子注入层的退火以激活杂质并控制杂质的扩散,用来形成浅结或精确控制图形尺寸。离子注入单晶硅的快速热退火已有不少研究,然而离子注入多晶硅的快速热退火却研究得很少。掺杂多晶硅在微电子器件的制造中有广泛的应用。在需要以     

等离子体源离子注入高聚物薄膜电性能的改变

一、引言 离子注入技术及低温等离子体技术都应用于材料的表面改性工作。等离子体源离子注入(PSII)是将二者结合起来的的一种表面改性新方法,它在浸沉于等离子体中的靶极上加负高压脉冲,故正离子可从任意方向打到靶极以达到离子注入的目的。它与常规离子注入相比,既可省离子加速器,又可不用离子束扫描装置及样品转动装置。又因它不是“视线型”的,故对形状复杂的样品,更显其优越性。它注入均匀、效率高且操作方便、成本低,是一种具有发展前途的新技术。     

重离子导致的空洞研究

Chang等在用高剂量(10~(18)cm~(-2))离子辐射材料时观察到空洞。Grant认为空洞形成的温度范围在0.25T_M至0.5T_M之间(T_M是材料的熔化温度)。在温度低于0.25T_M、剂量低于10~(18)cm~(-2)的条件下,至今尚未观察到离子注入导致的空洞。我们采用强束流钨离子注入H13钢(0.35C 6 Cr 1.5MoV),发现当注入束流达到30μA·cm~(-2)时,离子注入能在H13钢表面形成一定尺寸的空洞。实验中所用的H13钢样品在离子注入     

金属材料的离子注入法

所谓“离子注入”,就是将某种元素电离后,借助于高压电场把离子加速到很高的速度,打入固体材料中,以改变材料的物理化学性质。奇妙的特性 用作离子注入的元素有碳、氮、铬、铝、硅等,根据具体情况选用其中一种或几种。加的电压越高,离子获得的能量就越大,运动速度也越     

两步氧离子注入工艺制备SOI材料研究

研究了200 keV注入能量下, 单步氧离子注入工艺制备SIMOX材料的剂量窗口. 在此基础上, 提出了一种第一步注入剂量为3.6×1017 cm⁻²、第二步注入剂量为3×1015 cm⁻²的改进型两步氧离子注入工艺, 用于制备高质量的SIMOX材料. 与单步氧离子注入工艺的剂量窗口相比, 注入剂量减少了18.2%. 采用椭圆偏振测试仪测量了所制备样品的埋氧层厚度及均匀性. 通过透射电子显微镜观察到无缺陷的顶层硅以及原子级陡峭的顶层硅/埋氧层界面, 表明两步氧离子注入工艺制备的SIMOX材料具有高的顶层硅晶体质量和剖面结构. 采用原子力显微镜对比研究了单步和两步氧离子注入工艺制备的SIMOX材料顶层硅/埋氧层界面形貌.     

Ar离子注入YBa_2Cu_3O_(7-x)超导薄膜引起的结构相变

自从高T_C氧化物超导体发现以来,已经成功地用各种方法制备出了具有很高临界电流密度J_c的YBa_2Cu_3O_(7-x)高温超导薄膜,这为高温超导体在微电子学领域中的应用奠定了基础。离子注入技术作为材料改性和基础研究的一种手段在材料科学中已经得到了广泛的应用。YBo_2Cu_3O_(7-x)高温超导材料,由于其超导电性对化学无序和结构无序都非常敏感,离子注     

Yb~+注入Si(100)所引起的晶格损伤和快速热退火后Yb的再分布及光激活规律研究

稀土元素不完全充满的4f电子壳层被它外部的5p和6s电子壳层有效地屏蔽.这一独特的电子结构使得稀土掺杂半导体材料中4f电子-声子耦合被减弱,因而稀土的发光具有锐利,热稳定性好等优点.近几年国际上已有很多关于用离子注入技术实现稀土掺杂的报道.离子注入具有掺杂浓度高,掺杂分布易于控制,可重复性好和操作简便等优点.但在     

沟道效应和阻塞效应

沟道效应已在固体物理中得到重要应用,为离子注入工艺的发展提供了大量有价值的情况;阻塞效应则已成为测量核寿命的一种有效手段。     

离子注入硅的连续激光退火研究

离子注入造成的晶格损伤,在半导体应用中有截然相反的两种作用。制造器件的pn结需要消除损伤,     

中等速度的重离子束在固体中的电子阻止本领

研究重离子束在固体中的电子阻止本领对离子注入技术在材料表面改性工艺中的应用有着十分重要的意义。对于低速和高速离子,已有一些可行的理论公式用于计算电子阻止本领。然而在中等速度区间,尚无见到可行的理论研究,基本上都是采用Ziegler,Biersack和Littmark(ZBL)的经验公式来计算重离子的电子阻止本领。这是因为在这个速度区间内,     

低能氮离子注入对花粉萌发及微丝骨架的影响

以百合花粉为材料,研究了低能氮离子注入对花粉萌发率及花粉萌发过程中微丝骨架结构的影响．研究结果表明,经１００ ｋｅＶ能量和１０１３离子／ｃｍ２剂量氮离子注入后,花粉萌发率显著增高,从（１６．０±１．６）％增加到（２７．０±２．１）％．进一步的激光共聚焦显微镜观察结果显示,经过处理的花粉粒水合 １０ ｈ后,花粉粒内微丝骨架结构从较为随机的在萌发询处的交叉网状排列状态变为浓密的平行或环形束状结构,并集中于花粉萌发沟处．因此推测,低能氮离子注入对花粉萌发率的影响可能是通过影响微丝骨架结构造成的．     

离子注入甜菜种子生物效应

N+离子注入甜菜种子后 ,在对叶片过氧化物酶同工酶的分析中 ,发现酶的活性与离子注入的剂量有关 ,低剂量的离子注入有利于酶的活化 ,同时产生新的酶带 ,其生长量和生长势也有明显增加 ,尤其以注入剂量 4× 1 0 16/cm2 和 6 0次脉冲处理为佳 .     

用离子注入方法在SiO_2中制备纳米α-Fe微晶及其性能研究

纳米微晶材料的制备和它的性能研究,是近几年来迅速发展起来的一门新学科。现有气凝、光化学和非晶晶化等多种制备纳米微晶方法.文献[1]首次报道了用~(57)Fe离子注入Cu中获得了纳米α-Fe微晶。该方法的原理是用强制的方法(离子注入),使两种不固溶的元素镶嵌在一起,然后经高温退火,使其中的注入元素偏析出来.由于注入离子的深度只有几十纳米,所以偏析的微晶颗粒大小也只能在此范围之内.本文报道了Fe离子注入SiO_2,的结果,     

氧对Er离子注入Si发光的影响

硅中掺杂三价稀土离子Er给出1.54μm波段的近红外发光的研究受到人们的重视.这一方面由于这一发射波段恰好落在石英光纤的最低损耗波段;另一方面由于硅器件集成工艺的成熟与完善为光电集成提供了坚实的技术基础.近来人们研究发现,Si中的氧杂质对增强离子注入Er~(3+)的发光有利,同时发现其它一些电负性较大,质量较轻的负离子也会增强Er~(3+)的发光.本文研究了Si中离子注入Er和氧的发光特性,首次报道了氧离子单一注入Si在1.60μm附近存在一宽带发射,并且讨论了Er、氧共注入Si中氧对Er~(3+)发光的影响.     

高离子比强流Freeman离子源

离子源是离子注入机的核心部件之一,注入机的水平主要取决于离子源的性能,且通常以″B~+束流的大小来标志。目前国际先进的强流离子注入机″B~+的束流已达5mA,国内仅达到1.2mA。为适应国内半导体工业的需要。提高我国强流离子注入机的水平,我们研制了这台强流Freeman离子源。     

离子克服金属疲劳

科学家们将原子“子弹”射入金属和陶瓷中,能使它们变得更加坚韧耐用。这一技术称为离子注入。具体方法如下:用电子轰击一些原子,使它们成为带电的离子。让离子通过电场,当它们的速度大于出膛的步枪子弹时,将其射入需要强化的金属内。它们穿金属透表面,由于摩擦作用很快停顿下来。这一技术最初用于制造半导体,后来英国Har-     

氟化钙单晶中离子注入铕的研究

氟化钙单晶是极为有用的光学基质材料,采用化学方法在CaF_2中掺入稀土离子作为热释光材料,早已有系统研究和广泛应用脚。但是,以离子注入法将原子序数较大的铕(Eu)掺到CaF_2单晶中并对其注入后若干行为的考察,至今尚未见文献报道。本文初步探讨了与此有关的一系列问题。     

BF_2~+分子离子注入硅中的硼原子深度分布的核反应分析研究

分子离子注入半导体材料是一个有效的降低杂质原子能量,快速行成非晶层的有效方法。用BF_2~+分子离子注入硅中形成的浅结器件可能较B~+原子离子注入更为有益。测定和研究BF_2~+分子离子注入硅后硼原子的深度分布,并与B~+原子离子注入的深度