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     

TiO2/Si与TiO2-SnO2/Si的制备及表面光伏特性

用溶胶 -凝胶法在 p型单晶硅的表面镀上一层TiO2 或TiO2 -SnO2 纳米结构薄膜 ,并用表面光电压谱 (SPS)研究了TiO2 /Si和TiO2 -SnO2 /Si的表面光伏特性 .结果表明 ,在单晶硅表面镀一层TiO2 或TiO2 -SnO2 薄膜后所得的复合纳米材料的光伏效应比单晶硅提高了 1个数量级 ,且在 4 0 0～ 70 0℃热处理温度范围内TiO2 /Si和TiO2 -SnO2 /Si的光伏效应均随着温度的升高而增强 ,同一温度下TiO2 -SnO2 /Si的光伏效应比TiO2 /Si强     

Au/(Si/SiO_2超晶格)/p型Si结构的可见电致发光研究

采用磁控溅射技术制备了 Si/ Si O2 超晶格薄膜 ,在正向偏压大于 4 V即可观测到了来自Au/ ( Si/ Si O2 超晶格 ) / p - Si结构在室温下的可见电致发光 .认为光发射主要来自于 Si O2 层中的发光中心上的复合发光 ,对实验结果进行了解释 .     

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.     

Ge/Si(100)界面研究

半导体超晶格材料的研究对于飞速发展着的微电子技术和光电子技术有着非常广泛的应用前景.从七十年代初期首次在GaAs半导体表面制成超晶格材料至今,对超晶格材料的研究已扩展到了其他半导体,Si_(?)Ge_(1-x)合金就是一种可在Si表面生长的超晶格材料.研究Si_xGe_(1-x)/Si超晶格首先是从Ge/Si界面的研究入手的,无论是从半导体-半导体界面研究的角度出发还是从实际应用的角度来考虑,如寻找一种便宜衬底材料来生长具有高效的GaAs太阳能电池薄膜等光电器件和GaAs电子器件,Ge/Si这种体系的界面研究就成了一个非常有兴趣的课题.本文用XPS、AES、ELS、CEED等表面手段研究在室温条件下Ge/Si(100)的界面形成.     

Si/SiO2和Si/SiNx /SiO2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/SiN_x/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E_PL(eV)=1.6+0.7/d²关系, 与我们的计算结果十分吻合. 在Si/SiN_x/SiO₂超晶格系统中, 可以通过控制各亚层厚度, 尤其是Si和SiN_x层厚度, 均能够有效地控制发光.     

直接带隙硅基超晶格Ⅵ_((A))/Si_m/Ⅵ_((B))/Si_m/Ⅵ_((A))的设计

Si基光发射材料由于它具有与先进的Si微电子技术兼容和成本低廉的优势,是光电子集成(OEIC)工程应用的首选材料.但由于体材料Si属于间接带隙半导体,不可能成为有效的光发射体.如何设计具有直接带隙硅基材料,备受实验研究工作者和材料设计理论工作者的关注.本文介绍一种新的硅基超晶格Ⅵ(A)/Sim/Ⅵ(B)/Sim/Ⅵ(A)的能带结构计算.在密度泛函理论框架内,采用混合基从头算赝势法模拟计算表明,其中Se/Si6/O/Si6/Se及Se/Si6/S/Si6/Se超晶格具有相当理想的直接带隙特征,其带隙处于红外波段.预期这类新材料及有关器件会有优越的光发射和各种光学性能,其制作也可较方便地与硅微电子工艺兼容.预计该材料在信息光电子领域将有强大的应用潜力.     

Ag在Si表面吸附的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法计算优化了Ag原子在硅惯习面Si(111)和Si（220）晶面的最佳吸附位置,并计算了Ag/Si(111)和Ag/Si(220)体系的表面吸附能和表面态电子结构．研究表明:Si基表面Ag原子的最稳定吸附居于Si(220)晶面的穴位,此时的吸附能最低,其值为5.2569eV,属于强化学吸附;同时由于在Ag/Si(220)体系中,Ag-4d轨道和表面态Si-3s、3p轨道电子的强相互作用,以及Ag-4p轨道的电子云强偏向于Si-3s、3p轨道使得体系的能隙宽度变窄,导电性急剧增大．     

Si基光子材料的研究进展

评述了研究开发Si基光子材料的意义，简述了超晶格、能带工程和Si基层质结构的物理机制，介绍了Si基光子材料研究的进展。     

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。     

硅锗异质结构中等离子-声子耦合模式

利用自洽场理论考虑半导体硅锗量子阱系统中电子-电子和电子-声子相互作用,得到由这些交互作用引起的介电函数.从而得到硅锗异质结中的等离子与声子的耦合模式.     

Si纳米线的制备方法与器件应用

以气-液-固(VLS)、气-固-固(VSS)、固-液-固(SLS)和氧化物辅助生长(OAG)机制为主线,着重介绍与评论了几种主要的Si纳米线的制备方法,如激光烧蚀沉积(LAD)、化学气相沉积(CVD)、热蒸发和金属(Au,Fe,Ni和Al)催化生长等.简要介绍了Si纳米线及其阵列在场效应晶体管、场发射器件、太阳电池、传感器以及集成电子器件等方面的应用.最后,讨论了各种制备方法的优势与不足,指出了该研究领域今后的发展方向.     

GaAs/Si/AlAs异质结不同生长温度Si夹层分布的CV实验研究

用MBE生长设备制备了GaAs/Si/AlAs异质结,通过CV法研究了异质结的带阶和GaAs层在不同温度下生长对0.5分子层 Si夹层的影响,得到Si夹层的空间分布随GaAs层生长温度的升高而由局域变为弥散的温度效应.     

过剩硅含量对Mg2 Si/Al复合材料组织和耐磨性的影响

采用重力铸造法制备不同过剩硅含量的原位Mg_2Si/Al复合材料,研究过剩硅含量对Mg_2Si/Al复合材料组织和耐磨性的影响.结果表明:随着过剩硅含量、磷加入量的增加,初生Mg_2Si的体积分数增加,尺寸却减小;初生硅的体积分数随过剩硅含量的增加而增加;当过剩硅的含量增加到16%时,初生硅的平均尺寸没有发生明显变化,规则生长的α-Al树枝晶不断破裂,变得圆整;初生硅依附或包围初生Mg_2Si生长.当初生Mg_2Si和初生硅同时存在时,磷对初生Mg_2Si的变质效果优于其对初生硅的变质效果.干滑动试验发现,在恒定的载荷、滑动速率以及磨损距离下,随着过剩硅含量的增加,Mg_2Si/Al复合材料的磨损失重逐渐减小.     

锂离子电池硅/石墨/蔗糖碳复合负极材料的制备和电化学性能

以纳米硅(Si)、天然石墨(NG)和蔗糖为前驱体通过球磨和裂解制备了具有壳核结构的碳硅复合材料(Si/NG/DC).用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)表征了复合材料的组成和形貌结构.恒电流充放电测试表明,Si/NG/DC复合材料表现出较好的电化学性能,它的最高可逆容量达730mA.h.g-1,在测试的45个循环中,从第二个循环开始,容量没有出现明显衰退.交流阻抗(EIS)测试表明,Si/NG/DC导电性的提高和电极结构在循环过程中的稳定性是其电化学性能改善的原因.     

Si/Al/BN多层膜的制备及研究

本文采用磁控溅射系统制备了Si/Al/BN多层膜结构,并通过XRD,AFM,傅立叶红外光谱仪,纳米压痕仪等对Si/Al/BN多层膜结构进行了表征,表征结果表明本实验制备的Si/Al/BN多层膜基片符合高频声表面波器件基片的要求,为金刚石/IDT/BN多层膜超高频声表面波器件的制备奠定了基础.     

GeSi／Si多量子阱光波导模特性分析和结构设计

根据普适于任意阱数方波折射率分布的多量子阱光波导模场分布函数和模特征方程,分析了以ＧｅＳｉ／Ｓｉ多量子阱为波导芯、Ｓｉ为覆盖层的光波导结构中锗含量、周期数、占空度、厚度、折射率分布等参量对光波导传播系数的影响．结合吸收特点,对波导探测器ＭＱＷ吸收层结构进行优化设计．     

硅铝配比对浆态床一步法制二甲醚的催化剂性能影响

采用分步沉淀法,以TEOS(正硅酸乙酯)为硅源制备了Cu-Zn-Si-Al双功能浆状催化剂。用XRD,TPR,NH3-TPD-MS等表征手段对催化剂结构性能进行了分析。结果表明,不同硅铝配比对催化剂性能有较大影响,随硅铝摩尔比增加,催化剂的还原性能增强;当硅铝摩尔比为1∶1时,催化剂具有最佳的催化性能。经分析认为,催化剂分散性能及催化剂中弱酸位的多少是影响其活性的主要因素。     

含纳米硅的SiO2薄膜电致发光的数值分析

考虑到薄膜中存在的缺陷对发光的影响,采用位形坐标为理论模型,对用射频溅射法制备的具有Au/(Si/SiO2)/p-Si结构样品的电致发光谱进行了数值分析.数值结果表明,在SiO2薄膜中存在2个缺陷中心,电子和空穴就是通过这些缺陷中心复合而发光.这一结论与实验符合得很好,并与量子限制效应-复合中心发光的理论结果相一致.