中子嬗变掺杂氢区熔硅电阻率恢复特性

中子嬗变掺杂硅(NTD-Si)等时热退火特性的研究,国内开始于80年代初,到1986年,认为其规律已经基本清楚.但是1988年发现NTD直拉Si退火中电阻率的变化不同于以往的报道,还存在一种800—1000℃温区的中子辐照施主,因而必须进行不同于NTD区熔Si的退火处理.以往对于NTD区熔Si的辐照都选择了大致相同的     

掺杂纳米硅薄膜微结构的研究

采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)方法成功地沉积出掺杂(主要是磷、硼)纳米硅(nc-Si:H)薄膜.利用高分辨电子显微镜(HREM)、Raman散射、X射线衍射(XRD)、Auger电子谱(AES)和共振核反应(RNR)等手段对掺入不同杂质后的纳米硅薄膜的微结构进行了系统的研究.实验结果表明,随着掺磷浓度的增加,掺杂纳米硅薄膜的晶粒尺寸减小,晶态比和晶粒密度增加.而随着掺硼浓度的增加,掺杂纳米硅薄膜的晶粒尺寸没有变化,晶态比减小,掺硼浓度达到一定程度时,则变成了非晶硅薄膜.     

影响NTD硅掺杂精度的因素

本文在大量实验测量的基础上，对影响ＮＴＤ硅掺杂精度的因素作了较为详细的研究，给出了一些定量和定性的结果。用这些结果指导清华大学反应堆上ＮＴＤ硅的生产得到了满意的掺杂精度．在大批量的辐照条件下．对各种目标电阻率硅单晶的掺一杂，电阻率命中率＞９０％．断面电阻率不均匀度＜５％．     

镁合金表面制备硅掺杂类金刚石膜的性能研究

将无铬化学转化新工艺与射频等离子化学气相沉积（PECVD）技术相结合,先在镁合金表面生成一层多孔结构、附着力高的化学转化膜作为过渡层,再采用PECVD技术低温沉积一层硅掺杂类金刚石（Si-DLC）薄膜复合涂层。扫描电子显微镜和拉曼光谱图分析证实,获得的薄膜由sp2和sp3键杂化的碳硅氢化合物呈层状堆积而成,薄膜均匀、平整致密;制备的薄膜为典型的类金刚石结构。原子力显微镜直观地观察到,掺杂硅的类金刚石薄膜比未掺杂的平整致密。当硅含量达到20%时,得到的DLC薄膜最为平整致密,无铬化学转化膜层均被含硅的DLC薄膜覆盖。性能测试实验表明,将化学转化膜作为中间过渡层并采用PECVD沉积含硅的DLC薄膜明显提高了镁合金基体与其的结合强度,同时也大幅度提高了镁合金的耐磨、耐高温和耐蚀性。     

P^＋掺杂浓度分布对硅半导体器件正向特性的影响

为提高硅半导体器件的正向导电特性,文中对器件浓硼扩散、磷扩散和烧结铝电极后P~+-P区掺杂浓度分布、少子寿命等因素的影响进行了实验研究.结果表明:对于烧铝电极器件浓硼扩散改善压降作用主要取决于能否提高器件的少子寿命;磷扩散工艺不当,引起结片阳极面反型,会造成正向压降过高而导致废品;采用烧结铝电极工艺形成的器件,铝硅接触处半导体表面浓度约为10~(18)个/cm~3,与原始表面浓度无明显关系;用P~+取代P~+-P区对降低压降明显有效.对以上实验结果,作者应用P—N结正向导电理论进行了分析和研讨.     

硅掺杂对石墨烯薄膜拉伸力学性能的影响

采用Tersoff势对硅掺杂石墨烯薄膜的拉伸过程进行了分子动力学模拟,研究了不同硅掺杂比对扶手椅型和锯齿型石墨烯薄膜拉伸力学性能的影响,得到了相应的应力-应变关系以及拉伸破坏形态.研究结果表明,硅原子的替换掺杂对石墨烯薄膜杨氏模量的影响明显,其拉伸极限应变和拉伸强度随着硅原子掺杂比的增大而显著减小.     

混合掺杂半导体载流子浓度的数值计算

针对混合掺杂情况下的半导体材料,运用费米分布函数对其载流子浓度进行计算,推导出了一般情况下的电中性方程,对所推导出的电中性方程进行计算机数值求解,得到了对应不同材料、不同掺杂浓度、不同温度时的载流子浓度。对于计算中可能出现的溢出问题进行了妥善处理,并采用预划分积分区间的办法,加快了费米积分的计算速度。文中所提出的计算方法对于简并半导体和非简并半导体均适用。     

宽温区体硅MOST阈值电压温度特性的研究

本文在深入研究硅费米势和禁带宽度温度特性的基础上,详细探讨了宽温区体硅ＮＭＯＳＴ阈值电压的温度特性及沟道掺杂浓度与栅氧化层厚度对其温芳特性的影响,提出了２９８－５２３Ｋ宽温区体硅ＮＭＯＳＴ阈值电压的γ－α因子温度非线性简化模。该模型的模拟结果与高温ＭＯＳ器件模拟软件ＴＨＭＯＳ的数值模拟结果吻合得很好。     

氮掺杂碳包覆的蛋黄壳结构硅负极材料

采用间苯二酚-甲醛为碳源,三聚氰胺为氮源,以NaOH为蚀刻剂,成功合成氮掺杂碳包覆的蛋黄壳结构硅(Si@void@N-C)锂离子电池复合负极材料.对样品进行XRD、 SEM和X射线电子能谱,透射电子显微镜(TEM)和电化学测试等表征及测试.结果表明,成功合成了蛋黄壳结构的Si@void@N-C复合负极材料.同时,该复合材料具有优异的电化学性能,以0.1 A/g的电流密度进行充放电,首次容量可达1 282.3 mAh/g,经过100次循环后,其比容量仍高达994.2 mAh/g,其容量保持率为77.5%,表现出了良好的循环性能.Si@void@N-C材料中,氮掺杂的碳壳可以增加复合材料的导电性,同时,蛋黄壳结构可有效缓解硅的体积效应,有利于形成稳定的SEI膜,从而提高电池的循环稳定性.     

压力波动吸附过程中变压时间对气相浓度的影响

本文从理论上考察了压力波动吸附过程中变压时间效应，在简单初始条件下推导了其气相浓度的数学表达式，与用正交排列法所求解值相符。此次，我们使用了线性推力模型。与此，详细考察了变压时间是否影响各种传质系数下的气相浓度研究。研究表明，时间并不影响气相中两种极端情况下，即很大或很小传质系数的浓度作用，但时间对于小的传质系数影响较大。同时还详细讨论了变压步骤情况。     

金属掺杂多孔硅薄膜的制备及荧光光谱研究

用电化学方法对多孔硅薄膜进行了金属掺杂.用荧光分光光度计分析了样品的光致发光特性,结果表明,适量的金属掺杂增强了多孔硅的红光发射,氧化性金属掺杂还增强了多孔硅的蓝光发射,还原性金属掺杂却无此现象.红外吸收谱表明,金属掺杂多孔硅后Si—O—Si键振动增强.XRD谱表明,氧化性金属掺杂后多孔硅的无定形程度增强.对分析结果的解释为：红光增强是金属掺杂引入新的缺陷和硅、氧、金属间新的键态Si—Metal,Metal—O,Metal—Metal所致,而蓝光增强是无定形程度增强,应力增大和进一步氧化所致.     

微尺度重掺杂硅光栅波长选择性吸收率的数值研究

利用时域有限差分法对中红外波段微尺度重掺杂硅简易光栅和复杂光栅的光谱吸收率进行数值模拟,验证重掺杂硅复杂光栅作为波长选择性吸收表面的可行性.计算结果表明;对于简易光栅,不同填充比条件下的光谱吸收率曲线均存在峰值,其中填充比为0.4的吸收率峰值远高于填充比为0.1的峰值;随着光栅周期的增大,吸收率峰值位置向长波长波段移动;当掺杂浓度增加时,吸收率峰值位置移向短波长波段并且半峰全宽值有所减小.对于复杂光栅,与简易光栅相比虽然吸收率峰值有所降低,但其半峰全宽明显比简易光栅的大,主要来源于表面等离子体激元的激发.作为波长选择性吸收表面,复杂光栅表现出比简易光栅更优良的性能.     

掺杂和应变对硅纳米线电子结构与光学性质的调制影响

为了研究掺杂和应变对[111]晶向硅纳米线的电子结构与光学性质的调制影响,基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(general gradient approximation,GGA),采用第一性原理方法开展了相关计算。能带计算表明：空位掺杂和元素掺杂均引入杂质能级,形成了N型和P型半导体材料。单轴应变则进一步减小了带隙,增强了掺杂硅纳米线的导电性,但由于应变也修饰了费米面附近能级的形貌,能带曲率突变影响了体系的导电性能。光学性质计算表明：相比于空位掺杂,元素掺杂更有效地改变了SiNWs的介电函数、吸收系数、折射率与反射率等光学参数,而单轴应变则削弱了元素掺杂的影响。拉应变提升了光吸收的范围和强度,尤其是可见光波段,使掺杂硅纳米线成为优质光伏材料,压应变则降低了对紫外光波段的吸收效率。在紫外区域,拉应变和压应变对掺杂硅纳米线的折射率与反射率的影响相反,在红外和可见光区域影响则一致。本文研究结果为基于应变和掺杂硅纳米线的光电器件设计与应用提供一定的理论参考。     

通用气相色谱保留时间的模拟方法

针对柱温度、进口压力和出口压力均有可能变化的条件 ,系统推导了描述气相色谱组分柱内运动过程的微分方程及有关变量 ,给出了方程成立的6个基本假设 ,并得出了模型因子的定义。用四阶Ronge -Kutta法实现了微分方程的可控精度数值计算。利用归一化和参考态方法简化了模拟方法 ,并用于典型色谱程序变化过程的模拟。理论上本文介绍的模拟方法适用于各种可能的温度、柱前压、柱后压及流量条件程序变化。对本方法的意义和应用前景进行了讨论。     

应变致价带分裂对p型Si_（1－x）Ge_x应变层中重掺杂禁带窄变的影响

针对应变Ｓｉ（１－ｘ）Ｇｅｘ的应变致价带分裂及重掺杂对裂值的影响，提出了该合金价带结构的等价有效简并度模型和有关算法，模型中考虑了非抛物线价带结构。应用这个模型，计算了赝形生长在＜１００＞Ｓｉ衬底上的ｐ型Ｓｉ（１－ｘ）Ｇｅｘ应变层的重掺杂禁带窄变，发现当杂质浓度超过约２×１０１９ｃｍ（－３）后它在某一Ｇｅ组分下得到极大值，而当掺杂低于此浓度时它则随Ｇｅ组分的增加单调下降，与实验报道的对比证实了本模型的有效性。     

铜器文物用气相缓蚀剂（VCI）的研究

采用气相甄别法和封闭空间挥发减量法研究了多种气相缓蚀剂(VCI)对铜器文物的缓蚀效果，以此为基础，研制出了缓蚀性能优异的复合气相缓蚀剂，其缓蚀率达到94.5%。用扫描电子显微镜(SEM)研究了该缓蚀剂吸附在铜器文物上形成的自组装缓蚀膜的形貌，对其缓蚀机理进行了初步探讨。