Au—Si界面的室温反应

本文利用XPS研究了在超高真空条件下形成的Au—Si(113)界面初始阶段的室温反应,测量了Si2p、2S和Au4f光电子发射峰的强度和能量位置随Au复盖量的变化。所有的结果都表明,与Au—Si(111)和Au—Si(100)系统一样,存在一个发生界面室温反应的临界Au厚度～5ML,从而推断,这个现象可能是Au—Si界面形成过程的普遍特性。根据我们的实验结果,还讨论了Au—Si界面形成的可能模型。     

硅衬底上薄金膜的椭偏光谱和光学性质

用椭圆偏振光谱法测量了Au膜—Si衬底系统在紫外—可见光范围的光学性质,其结果不能用理想的突变界面模型来解释.分析了空洞、表面粗糙及过渡层对椭圆偏振光谱的影响.此外,还考虑了界面处形成的Au—Si合金层,并用经典振子模型来进行分析.分析表明,后者对Au—Si系统的椭偏光谱影响最大.综合上述因素,可使椭圆偏振光谱的理论计算值与实验结果符合得很好.低温退火后(100℃,10分钟),Si原子扩散到Au膜表面并容易与氧作用形成氧化层.     

富纳米硅氮化硅薄膜光致发光机制

对于富纳米硅氮化硅薄膜的光致发光,其电子-空穴对存在3类光激发-光发射过程.通过对富纳米硅氮化硅薄膜光致发光模型的数值模拟对比分析,提出富纳米硅氮化硅薄膜光致发光是量子限制模型和能隙态模型发光机制共同作用的结果.利用得到的结论,讨论一些已报道的富纳米硅氮化硅薄膜光致发光实验结果.     

高温退火对掺磷氮化硅钝化性能的影响

为了深入了解掺磷氮化硅的性质,以便更好地将其应用于太阳能电池,本文研究了高温退火(300~700℃)对掺磷氮化硅在p型硅上面的钝化性能的影响.实验结果显示,高温退火后,掺磷氮化硅钝化的p型硅样品的有效少子寿命发生了严重衰减现象.这表明高温退火削弱了掺磷氮化硅对p型硅的钝化性能.K中心的讨论和高频电压-电容曲线的分析结果表明,高温区掺磷氮化硅对p型硅的钝化性能减弱主要是由正的固定电荷数量增多引起的.     

基于FIB和TEM的纳米材料中界面分层破坏的实验方法研究与应用

本文针对三维尺寸均处于纳米量级的材料与结构中常见的界面分层破坏问题,利用聚焦离子束技术(FIB)和透射电子显微镜(TEM)开发设计了一套研究纳米材料中界面端部裂纹启裂行为的实验方法.采用FIB成功从宏观多层薄膜材料(硅/铜/氮化硅,Si/Cu/SiN)中切割制备出了由硅基体(Si)和200 nm厚铜薄膜(Cu)及1000 nm厚氮化硅层(SiN)构成的纳米悬臂梁试样.利用高精度微小材料加载装置,在TEM中对该试样进行加载实验,并原位观测了不同试样中Cu/Si界面端部裂纹启裂的行为.通过对启裂瞬时Cu/Si界面上临界应力分布的有限元分析发现,不同尺寸试样中的界面上法向应力与剪切应力均集中在距界面端部100 nm的范围内,且临界法向应力远大于剪切应力.对应力分布的进一步分析则发现,距界面端部5 nm区域内的法向应力场控制着Cu/Si界面的分层破坏过程,可用于表征界面分层破坏的局部控制准则.     

用蒙特卡罗方法研究X射线在金-硅-金界面的剂量增强效应

用蒙特卡罗方法(MCNP)计算不同能量的X射线在Au-Si-Au界面处产生的剂量增强系数(DEF)与金(Au)和硅(Si)厚度的关系.结果表明,界面下的DEF随Au厚度的增加而增大,随Si厚度的增加而减小.同时模拟了单层Au(Au-Si)与双层Au(Au-Si-Au)结构在Si一侧的DEF,对于结构Au-Si-Au,界面下产生的剂量增强效应更明显.     

PECVD法制备氮化硅薄膜的电学性能研究

以硅烷和氨气为前驱体,采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)法制备了氮化硅(SiNx)薄膜.利用X射线光电子能谱和红外光谱,研究了在不同的硅烷/氨气流量比条件下,合成的氮化硅薄膜的组分和结构.结果表明:随着硅烷氨气流量比的增加,薄膜的氮硅原子比率增加;更多Si-N成键态随着NH3/SiH4流量比的增加获得.Ⅰ-Ⅴ曲线展现了氮化硅薄膜的电学性能.     

金在深海铁锰结核中的分布

从世界各大洋区采来的170块铁锰结核样品,将它送往几个试验室,利用中子活化法、液相光谱法。吸收光谱法和原子吸收法,对其中的含金量进行测定。太平洋结核中的含金量分别为0.1—11、2—8、2—13和2—11毫克/吨,其平均含量为2、4、5和5毫克/吨。金在单体结核中的分布是不均匀的,这一点取决于它的自然形态。金与所研究的结核中的造岩组分和金属组分无关。结核中的金重新回到周围各种沉积物里进行聚集的系数浮动在0.5—1.5之间。这就说明金在结核的形成过程中是具有惰性的。     

氮化烧成后硅在刚玉氮化硅材料中的赋存形态

研究了不同温度氮化烧成后,硅在刚玉氮化硅材料中的赋存形态.结果表明:1300℃氮化后,硅的外层包裹着絮状的O'-Sialon;1400℃时,硅颗粒破裂且内部有氮化硅生成;1 500℃时,已没有残留硅保留下来,硅氮化生成了O'-Sialon和氮化硅;1 600℃时,硅氮化完全,其中的杂质相CaO,Fe2O3等富集在一起.     

PECVD氮化硅薄膜的沉积和退火特性

利用等离子增强化学气相沉积(PECVD)方法沉积了氮化硅薄膜，反应气体为氨气和硅烷。这些薄膜在不同条件(温度、时间和气氛)下进行了炉温或快速退火。对太阳电池而言，氮化硅薄膜不仅是有效的减反射层而且也有表面钝化和体钝化作用。利用椭圆偏振光谱、反射谱、红外吸收谱和准稳态光电导(QSSPC)分析了氮化硅薄膜的特性。实验发现随着退火温度的增加，氮化硅薄膜的厚度下降而折射率增加，可以归因于在退火过程中，薄膜愈加致密。红外吸收谱的研究发现，氮化硅中氢的含量在退火过程中有明显的下降，而QSSPC测量的样品寿命有同样的变化。这些结果显示氮化硅的钝化作用与其中的氢含量有关。     

运用有效介质理论研究Au/AAO纳米复合结构的光学特性

运用Maxwell-Garnett(M-G)有效介质理论模拟了Au/阳极氧化铝(AAO)纳米有序阵列复合结构在200~2 500 nm波段内的光学常数,并研究了300~1 000 nm波段Au组分的体积分数及长径比对Au/AAO复合结构的光学常数n和k的影响.结果表明,Au组分的体积分数和长径比对Au/AAO复合结构的光学常数有较强的调制作用.同时发现,Au组分体积分数对Au/AAO复合结构吸收、反射特性有较大影响.     

等离子体增强CVD氧化硅和氮化硅

利用红外吸收谱等微观分析对氧化硅和氮化硅薄膜的成分和结构进行了研究。采用高频Ｃ－Ｖ测试和准静态离子电流法测量了氧化硅、氮化硅及其复合膜的界面特性，结果表明ＰＥＣＶＤＳｉＯ２－ＳｉＮ双层结构的复合膜对半导体器件表面有良好的钝化效果。     

用同步辐射光电子谱研究氧对GaAs-Al和GaAs-Au界面形成的影响

用同步辐射光电子谱研究了吸附于清洁的GaAs(110)解理面上的约0.7个单原子层的氧对Al—GaAs以及Au—GaAs界面形成的影响.初始淀积的铝(1ML)倾向于夺取As—O键中的氧,随后淀积的铝(>1ML)又从Ga—O键中夺取氧,形成Al—O键;Al的进一步增加使Al与次层GaAa的置换反应变得明显,其结果生成AlAs,同时被置换出来的Ga穿界面而出现在表面.微量的Au(<1ML)与O—GaAs之间只有微弱的相互作用.随后淀积的Au破坏As—O键并促使形成较稳定的Ga的氧化物,Ga的氧化物层阻止Ga进入Au,但不能阻止As分聚于Au层的表面.     

氮化硅薄膜的制备技术综述

氮化硅薄膜在微电子材料及器件生产中被广泛用作表面钝化保护膜、绝缘层、杂质扩散掩膜等。在硅基太阳能电池中,氮化硅用作钝化膜和减反射膜。本文综述了几种制备氮化硅薄膜的方法。     

信息

氮化硅陶瓷性能增强的原因　　过去 2 0年中 ,氮化硅陶瓷的高温应用被广泛研究。添加稀土元素能改进氮化硅陶瓷的机械和物理性能 ,但是人们不了解这是为什么 ,以及为什么有些稀土元素比其他元素的效果更好。Alexander Ziegler和同事研究指出 ,这些原子的位置在氮化硅基体晶粒和薄粒间相的界面。他们表示 ,氮化硅晶粒有许多空悬键 ,稀土原子就附着到这些键上。附着的位置取决于稀土原子的大小、电子位形以及界面是否有氧 ,最后影响到陶瓷的强度。Alexander zxiegler和同事的研究帮助解释了为什么某些稀土原子比其他原子能更好地改进氮化硅…     

沉积温度对氮化硅薄膜力学性能的影响

采用了等离子体增强化学气相沉积法(Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD),硅烷SiH4(用氮气N2稀释到12%)和纯氨气NH3作为反应气体在(100)硅片上生长氮化硅薄膜;采用表面轮廓仪(Dektak3 6M)测量氮化硅薄膜的残余应力;由XPS测得氮化硅薄膜的氮硅比。讨论沉积温度对氮化硅薄膜残余应力的影响,并分析其原因。     

悬浮床氮化硅合成热过程的实验研究与数值模拟

针对基于流态化技术利用硅粉直接氮化合成氮化硅粉的新工艺,建立了悬浮床内热过程的二维数学模型,并借助CFD商业软件FLUENT对悬浮床内热过程进行了数值模拟,分析了氮气速度、粉气比和氮化温度等因素对温度场和硅转化率的影响. 结果表明,模拟计算值与实验值误差小于5%,该模型可以用来预测悬浮床内的热过程. 在本文条件下,当以平均粒径2.7μm的硅粉为原料、氮化温度为1380℃、氮化时间为54.5s时,硅的转化率为22.5%. 模型预测表明,如果将氮化温度升至1450℃、氮化时间延长至7.1min,那么硅转化率可达98.6%,氮化硅纯度达98%以上.     

低电子亲和势的场助热电子发射阴极

具有金属 /绝缘层 /半导体 /金属结构的场助热电子发射阴极是大屏幕显示器中的主要候选部件。电子发射受到各层薄膜的厚度、材料组分和结晶状态等的严重影响。由Au/Ag双层薄膜构成的上电极使得电子亲和势降低0 .5 e V,发射电流提高了数倍。半导体材料 Zn1 - x Mgx O具有低的电子亲和势以及适合电子注入的带隙宽度 ,并且已经较为容易地用溅射方法制备。上电极和半导体层之间的晶格匹配可以降低电子在界面上的散射 ,对提高发射电流是很重要的 ,这已经在 Zn1 - x Mgx O/Au和 L i F/Au界面上实现。在绝缘层和半导体层之间引入界面态控制层可以大大降低驱动电压 ,对采用宽带隙半导体层的阴极尤其具有实用价值     

CO和O_2与Au_n~m簇相互作用的DFT研究(II)

采用B3LYP//LAN2DZ和相对论赝势ECP对Au、6-311+G*基组对C和O水平下,对O2和CO+O2在Aum n(n=3⁵,m=0,±1)上发生单分子和双分子吸附的可能结构进行全优化和振动分析。获得了Au n(O2)m和Au n CO(O2)m最低能量结构。通过对其结构和能量分析,给出了O2和CO+O2与Aum n相互作用性质和变化规律。结果表明,O2在Au+n上吸附能均较小而难形成稳定吸附,其反应活性在Au n上呈奇偶交替现象,O2仅在偶数Au-4上发生有效吸附。CO和O2在Au+n和Au n(n=45,m=0,±1)上发生单分子和双分子吸附的可能结构进行全优化和振动分析。获得了Au n(O2)m和Au n CO(O2)m最低能量结构。通过对其结构和能量分析,给出了O2和CO+O2与Aum n相互作用性质和变化规律。结果表明,O2在Au+n上吸附能均较小而难形成稳定吸附,其反应活性在Au n上呈奇偶交替现象,O2仅在偶数Au-4上发生有效吸附。CO和O2在Au+n和Au n(n=4⁵)上无明显协同吸附,二者在Au-4上存在明显协同吸附效应,而在Au3和Au-3上仅有弱协同效应。Au n(CO)O-2(n=35)上无明显协同吸附,二者在Au-4上存在明显协同吸附效应,而在Au3和Au-3上仅有弱协同效应。Au n(CO)O-2(n=3⁵)中C—O和O—O键长增大、相应伸缩振动频率降低,表明Aun对C—O和O—O键有活化作用,它们可能是CO低温氧化的活性组分。可以推断,能够稳定阴离子Au簇的氧化物载体对提高氧化物负载纳米Au催化剂催化活性有利。     

Au/Si扭转界面能各向异性研究

采用改进型嵌入原子法(modifiedembedded atom method,MEAM),计算了(001)Au/(111)Si、(011)Au/(111)Si、(111)Au/(111)Si、(001)Au/(001)Si、(011)Au/(001)Si、(111)Au/(001)Si六个扭转界面的界面能.结果表明,不论是对于(111)Si还是(001)Si基底,相同基底的界面均按照(111)Au/Si、(001)Au/Si、(011)Au/Si顺序依次增加;从界面能的最小化考虑,Au在(111)Si或(001)Si基底上的外延生长,Au(111)面为择优晶面,择优扭转角分别为θ=2.68°和θ=2.42°.