界面陷阱对硅纳米晶粒基MOS电容的电荷存储特性的影响

利用电容－电压（C－V）测量研究了界面陷阱对于硅纳米晶粒基金属－氧化物－半导体（MOS）电容结构的电荷存储特性的影响,研究表明硅纳米晶粒的界面陷阱与SiO2/Si衬底界面态对电荷存储有着不同的影响作用,长时间存储模式下的电荷存储行为主要是由存储电荷从深能级陷阱直接隧穿到SiO2/Si衬底界面态决定。     

磁性多层膜Ta/NiO/NiFe/Ta角分辨XPS

磁性多层膜Ta/NiO/NiFe/Ta由磁控溅射方法制备.采用角分辨X射线光电子能谱(XPS)研究了反铁磁(NiO)/铁磁(NiFe)界面.结果表明,在NiO/NiFe界面发生了化学反应: NiO+Fe = Ni+FeO和3NiO+2Fe =3Ni+Fe2O3,此反应深度约为1～1.5 nm.反应产物将影响NiO对NiFe的交换耦合.     

SiC/Mo界面反应的微观结构及对Mo力学性能的影响

采用XRD、SEM分析测试方法研究在600~1200℃和1800℃真空热处理2 h条件下SiC/Mo界面反应层微观结构,并对SiC/Mo界面反应前后Mo金属的力学性能进行比较。研究表明：在800和1000℃热处理后,Mo与SiC分解的C在表面反应生成Mo2C;在1200℃热处理后Mo表面出现了Mo2C和Mo3Si相,以亚微米颗粒状反应层结构存在;当1800℃热处理后出现了Mo5Si3、Mo5Si3C以及扩散未分解的SiC。采用EDS方法在SiC/Mo界面反应层的断口处确定出Si扩散深度大于C。在600~1200℃热处理后,SiC/Mo界面反应对Mo金属的维氏硬度和延伸率均增大,而拉伸强度改变较小。     

RF磁控溅射法在Si衬底上生长ZnO薄膜界面的XPS研究

采用RF磁控溅射方法在Si衬底上生长ZnO薄膜. XRD测量结果表明, ZnO薄膜为c轴择优取向生长的. 对ZnO薄膜进行了XPS深度剖析及测试. 测试结果表明, 在未达到界面时ZnO均符合正化学计量比, 是均匀的单相膜, 表明该方法具有较好的成膜特性. 在界面处, Zn的俄歇修正型的化学位移及俄歇峰峰型的变化、 Zn_2p3/2与Zn_LMM峰积分面积比值的变化、 Si_2p峰 的非对称性, 均表明Si与ZnO的界面处有明显的成键作用. 在界面处, n型Si反型为p型.     

Nb-Ti-Si三元系中化合物的形成序列

运用扩散偶技术将Nb-80%Ti, Nb-60%Ti, Nb-40%Ti和Nb-20%Ti合金与Si组成扩散偶在1 373 K时退火,用电子探针微区成分分析法对其扩散层进行成分分析.研究结果表明Si是Nb-Ti/Si界面反应中扩散最快的元素;Nb-80%Ti/Si,Nb-60%Ti/Si,Nb-40%Ti/Si,Nb-20%Ti/Si扩散偶的扩散通道分别为TiSi2→TiSi→Ti5Si4→Ti5Si3→Ti3Si→Beta,TiSi2→TiSi→Ti5Si4→Beta,NbSi2→Nb5Si3→Beta,NbSi2→Nb5Si3→Beta;此外,将这些扩散通道叠加到Nb-Ti-Si于1 373 K时的等温截面上,可以看出不同成分的Nb-Ti合金与Si扩散时中间化合物的形成序列.     

P型杂质Ga在SiO2—Si内界面分凝规律研究

采用开管方式和SiO2/Si系统,实现了P型杂质Ga在硅中的可控制掺杂。借助二次离子质谱（SIMS）和扩展电阻（SRP）分析方法,对已掺Gar 杂质硅,在二次氧化过程中产生的分凝效应进行了系统研究,首次得出Ga分凝的规律性,导出了Ga在SiO2-Si内界面Si一侧最低浓度值随时间变化的表达式。为全面理解Ga的扩散特性和建立开管扩Ga模型奠定了基础。     

Si/SiO2/p-Si结构的电学特性

用射频磁控溅射法在p-Si衬底上制备了Si/SiO2薄膜,利用Au/(Si/SiO2)/p-Si结构的I-V特性曲线对其电学特性进行了分析。结果表明,样品具有很好的整流作用,起整流作用的势垒存在于(Si/SiO2)/p-Si界面附近。     

Ni／Si接触界面的ESCA研究

利用XPS、UPS等表面分析方法对Ni/Si接触的界面体系进行了研究,Ni-Si界面在室温下形成不稳定的多晶混层,其演化过程为:NiO_x/金属Ni/富Ni相/Ni-Si互混相/富Si相/Si,同样Ni-Si界面经650℃真空退火形成均匀的NiSi_2界面层,表层并有SiO_2相存在,说明硅化物的生成过程为:Ni与SiO_2接触产生金属氧化物,加热后逐步形成金属硅化物,讨论了NiSi_2的化学键形成。     

N80钢/SiO2基涂层/油井水泥石的界面特征研究

为了提高固井一界面的胶结强度,采用热化学反应法在N80钢制套管钢基体上制备SiO2基陶瓷涂层作为套管和水泥石之间的过渡层。通过X射线衍射结构分析、扫描电子显微镜和体视显微镜形貌观察以及划痕仪涂层结合力测试,研究了N80钢/SiO2基涂层/油井水泥石的界面微观结构特征和结合行为。结果表明,陶瓷涂层内部和陶瓷涂层/水泥石界面分别产生了新相MgAl2O4和Ca54MgAl2Si16O90;陶瓷涂层与钢基体结合力的临界载荷在40 N左右,陶瓷涂层的制备起到了提高套管与水泥石结合强度的作用。     

纳米硅的拉曼散射和可见光致发光

我们用射频共溅射技术和后退火处理,获得在石英、Si和Ge衬底上的纳米晶Si(nc-Si) Raman测量清楚地显示出nc-Si的类Lo模(～518cm-1)和类To模(～814cm-1),Raman峰的半高宽(FWHM)和积分强度也显示随退火温度Ta增加的变化,这一结果同nc-Ge/SiO2的情况类同,退火温度Ta=650℃时,nc-Si的平均尺寸为4.9nm 我们用514.5nm的Ar+激光激发,得到了室温可见PL,结果表明:PL谱在2.2eV处有一强的发光峰,与nc-Ge/SiO2相比,SiO2中nc-Si的PL峰更强,峰值能量较大,相应的Ta也较高,当Ta>800℃和Ta<600℃时,PL峰很弱 通过地研究膜中nc-Si的含量与PL峰之间的关系,表明nc-Si的含量对PL峰的积分强度有重要影响,对峰位影响不大,当Si/SiO2靶面积比为1∶1时,PL峰最强     

SiO2/Ta interface reaction in magnetic multilayers and its influence on Ta buffer layers

Ta is often used as a buffer layer in magnetic multilayers. In this study, Ta/Ni81Fe19/Ta multilayers were deposited by magnetron sputtering on sing-crystal Si with a 300-nm-thick SiO2 film. The composition and chemical states at the interface region of SiO2/Ta were studied using the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and peak decomposition technique. The results show that there is an "intermixing layer" at the SiO2/Ta interface due to a thermodynamically favorable reaction: 15 SiO2 + 37 Ta = 6 Ta2O5 + 5 Ta5Si3. Therefore, the Ta buffer layer thickness used to induce NiFe (111) texture increases.     

有序介孔金属氧化物的合成及其光催化性能表征

以钛酸异丙酯[Ti(OCH(CH3)2)4]、正硅酸四乙酯[Si(OC2H5)4,TEOS]、钽酸乙酯[Ta(OC2H5)5]、铌酸乙酯[Nb(OC2H5)5]为原料,采用溶胶-凝胶法成功合成了80TiO2.20SiO2和TaNbO5复合介孔分子筛.XRD表征结果表明,新合成样品的介观结构皆具有高的有序度;550℃焙烧去除模板剂后,仍保持良好的有序度.在焙烧过程中80TiO2.20SiO2骨架内有锐钛矿纳米晶粒产生,而TaNbO5仍保持无定形相.在紫外光照射下,介孔80TiO2.20SiO2和TaNbO5对分解H2S气体皆表现出高的光催化活性.介孔80TiO2.20SiO2分解H2S的活性是无孔80TiO2.20SiO2的近16倍.     

PZT／SiO_2／Si界面的XPS分析

采用ＳＯＬ－ＧＥＬ工艺在ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上制备了铁电薄膜，对ＰＺＴ／ＳｉＯ２／Ｓｉ结构进行了ＸＰＳ分析，结果表明，在ＰＺＴ铁电薄膜和硅衬底之间加ＳｉＯ２使Ｆ／Ｓ界面得到了改善．     

作为高介电常数栅介质材料的LaErO_3薄膜热稳定性和电学性质的研究

采用脉冲激光淀积法在硅衬底上生长了LaErO3薄膜,用X射线衍射仪、X射线电子能谱仪、高分辨透射电子显微镜研究了该薄膜的热学和电学性质.通过电容-电压测量得到了较好的电容-电压曲线,计算得出等效SiO2厚度为1.4nm.通过高分辨电镜可以看出即使经过700℃30sN2中快速热退火处理LaErO3薄膜与硅衬底之间的反应层也仅有几个原子层的厚度.X射线电子能谱分析得到非常少量的SiO2在沉积的过程中形成.测量的热学和电学性质表明LaErO3薄膜是高介电常数栅介质材料非常有前途的候选材料.     

Magnetic property and interface structure of Ta/NiO/NiFe/Ta

Ta/NiO/NiFe/Ta multilayers, utilizing Ta as buffer layer, were prepared by rf reactive and dc magnetron sputtering. The exchange coupling field between NiO and NiFe reached a maximum value of 9.6×10³ A/m at a NiO film thickness of 50 nm. The composition and chemical states at interface region of Ta/NiO/Ta were studied by using the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and peak decomp- osition technique. The results show that there is an “inter- mixing layer” at the Ta/NiO (and NiO/Ta) interface due to a thermodynamically favorable reaction 2Ta + 5NiO = 5Ni + Ta₂O₅. This interface reaction has a great effect on exchange coupling. The thickness of Ni+NiO estimated by XPS depth- profiles is about 8—10 nm.     

Characterization of ultrathin SiO 2/Si interface grown by low temperature plasma oxidation

Ultrathin SiO 2 layers on Si (100) wafers were prepared by plasma oxidation at a low temperature (250℃). The analyses of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and TEM reveal that the chemical composition of the oxide layer is stoichiometric SiO 2 and the SiO 2/Si interface is abrupt. The thickness of the ultrathin oxide layer obtained from XPS, capacitance-voltage (C-V) and ellipsometry measurements indicate a nonlinear time dependence. The high frequency C-V characterization of MOS structure shows that the fixed charge density in SiO 2 film is about 10 11 cm -2 . It is also shown that the strength of breakdown electrical field of SiO 2 film with 6 nm thickness is of the order of 10 6 Vcm -1 . These properties of the ultrathin SiO 2 layer ensure its application in silicon quantum devices.     

紫外光固化无机-有机复合涂层的制备与性能研究

采用共混法制备了基于环氧丙烯酸酯(EA)的含纳米SiO2粒子的无机-有机紫外光固化复合涂层,并对其结构、热稳定性和物理性能进行了检测.结果表明,纳米SiO2粒子在涂层内部形成了含Si—O—Si的交联网络结构,这种结构有助于改善涂层的热稳定性.SiO2的质量分数为5%时,复合涂层的热稳定性最高.随着SiO2添加量的增加,复合涂层的光泽度降低.加入适量的纳米SiO2粒子可以提高涂层的硬度,当添加量为3%~5%时,复合涂层的铅笔硬度可以达到3H.     

Si/SiO_2和Si/SiN_x/SiO_2超晶格的能带结构

利用Kronig-Penney模型从理论上计算了Si/SiO2和Si/SiNx/SiO2多层膜结构中量子阱的能带结构,进一步分析了各亚层薄膜厚度对能带结构和有效质量的影响.结果发现,适当减少亚层的厚度都能使得纳米Si薄膜的带隙发生明显宽化.在Si/SiO2超晶格中,Si量子阱层带隙能量随着Si层厚度的变化符合EPL(eV)=1.6+0.7/d2关系,与我们的计算结果十分吻合.在Si/SiNx/SiO2超晶格系统中,可以通过控制各亚层厚度,尤其是Si和SiNx层厚度,均能够有效地控制发光.     

氧气气氛下退火温度对BST薄膜结构及物理性能的影响

利用溶胶凝胶法在Pt/TiO2/SiO2/Si (001)衬底上制备了(～70 nm)的Ba0.6Sr0.4TiO3 (BST)薄膜,采用磁控溅射法构建了Pt/BST/Pt/TiO2/SiO2/Si (001)电容器,研究了在氧气气氛中不同退火温度对BST薄膜结构及物理性能的影响.结果发现,650℃退火样品具有良好的结...     

硅酸镓镧晶体的喇曼散射及密度泛函研究

根据空间群理论（SPT）计算了硅酸镓镧晶体(La3Ga5SiO14，简称LGS)的喇曼光谱，并测量了LGS的室温喇曼光谱.根据晶体结构，构造了3个团簇（La3Ga4O12, La3Ga3SiO12和La3Ga2Si2O12），利用密度泛函理论(DFT)对喇曼光谱进行了计算和模拟.结果表明理论与实验非常吻合，LGS良好的压电性起源于3个团簇大的极化率各向异性.