电子从〈100〉和〈111〉晶向硅隧穿超薄快速热氮化SiO_2 膜(英文)

用卤素 -钨灯作辐射热源快速热氮化 (RTN) ,在〈10 0〉和〈111〉晶向Si衬底上制备了Si_SiOxNy_Al电容 ,并测量了由低场到F_N隧穿电场范围的电子从N型Si积累层到超薄SiOxNy 膜的电流传输特性 .测量结果说明 ,两种不同晶向的低场漏电流没有多大区别 ,而在高场范围对〈10 0〉晶向电容结构的F_N隧穿电流要比〈111〉晶向电容结构的F_N隧穿电流显著增加 ,并对实验结果作了初步讨论     

Electron Tunneling from the 〈100〉 and 〈111〉 Oriented Si into the Ultrathin Rapid Thermal Nitrided SiO2 Films

用卤素-钨灯作辐射热源快速热氮化(RTN),在〈100〉和〈111〉晶向Si衬底上制备了SiSiOxNyAl电容,并测量了由低场到FN隧穿电场范围的电子从N型Si积累层到超薄SiOxNy膜的电流传输特性.测量结果说明,两种不同晶向的低场漏电流没有多大区别,而在高场范围对〈100〉晶向电容结构的FN隧穿电流要比〈111〉晶向电容结构的FN隧穿电流显著增加,并对实验结果作了初步讨论.     

电子从〈100〉和〈111〉晶向硅隧穿超薄快速热氮化SiO2膜

用卤素－钨灯作辐射热源快速热氮化（RTN）,在＜100＞和＜111＞晶向Si衬底上制备了Si-SiOxNyAl电容,并测量了由低场到F－N隧穿电场范围的电子从N型Si积累层到超薄SiOxNy膜的电流传输特性。测量结果说明,两种不同晶向的低场漏电流没有多大区别,而在高场范围对＜100＞晶向电容结构的F－N隧穿电流要比＜111＞晶向电容结构的F－N隧穿电流显著增加,并对实验结果作了初步讨论。     

从n型硅到RTN超薄SiO2膜的电流传输特性

用卤素钨灯作辐射热源，对超薄(10nm)SiO2膜进行快速热氮化(RTN)，制备了SiOxN，超薄栅介质膜，并制作了Al／n-Si／SiOxNy／Al结构电容样品．研究了不同样品中n型Si到快速热氮化超薄SiO2膜的电流传输特性及其随氮化时间的变化．结果表明：低场时的漏电流很小；进入隧穿电场时，I—E曲线遵循Fowler-Nordheim(F-N)规律；在更高的电场时，主要出现两种情形，其一是I-E曲线一直遵循F-N规律直至介质膜发生击穿，其二是I-E曲线下移，偏离F-N关系，直至介质膜发生击穿．研究表明，I-E曲线随氮化时间增加而上移．文中对这些实验结果进行了解释．     

GaAs／AlGaAs双势垒结构间接电子隧穿的研究

研究双势垒ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ结构在与时间有关的交变电场的作用下电子间接共振隧穿的几率和隧穿电流密度。采用转移矩阵方法给出电子在不同空间位置的波函数，用微扰的方法求出电子波函数的含时系数，最终给出电子隧穿几率和隧穿电流密度、计算结果表明电子隧穿几率曲线中出现附加的隧穿峰和隧穿峰变低，并且随穿电流密度曲线巾出现附加的隧穿台阶，隧穿峰变低和展宽，这主要是由于外加突变电场与Ｅ±ｎω的电子态耦合，为电子隧穿提供间接的通道和路径、这也是设计双势垒电子隧穿器件不可忽略的、上述方法也可以推广到多量子阶系统。     

FeCo-Al2O3颗粒膜隧穿磁电阻的颗粒尺寸效应

利用磁控溅射仪制备了一系列的FeCo-Al2O3颗粒膜．分别通过传统的四探针方法和透射电镜（高分辨电镜）研究了FeCo-Al2O3颗粒膜的隧穿磁电阻和纳米颗粒结构．结果表明：当FeCo的体积分数约为32．8％时，FeCo-Al2O3颗粒膜的隧穿磁电阻达到最大值，约为6．9％，该值为目前所报道的在室温和外磁场为12．5K Oe下测量得到的最高值．电镜观察表明在FeCo-Al2O3颗粒膜中，bcc结构或非晶态的F如颗粒弥散分布在晶态或非晶态的Al2O3基体中．根据电镜观察结果得到颗粒膜的尺寸分布，经过尺寸拟合发现对于FeCo颗粒体积分数较小的颗粒膜，FeCo颗粒的分布满足对数一正态分布函数，而当颗粒膜中的FeCo颗粒体积分数较大时，FeCo颗粒的分布就严重的偏离了对数一正态分布函数．同时，实验结果表明：颗粒膜的隧穿磁电阻随颗粒尺寸呈现出非单调的变化，在一中间尺寸达到最大值。     

低温铝诱导形成纳米硅的特性研究

采用玻璃／氢化非晶硅（a—Si：H）以吕结构，在低温（≤350℃）下，应用铝诱导晶化法（AIC），形成了纳米硅（nc-Si）．利用X射线衍射（XRD）光谱、拉曼（Raman）光谱和紫外可见近红外光谱（UVVis—NIR），研究了退火升温时间对a—Si：H薄膜的结构及其光学特性的影响．结果表明，随着退火升温时间的增加，廿Si：H膜的晶化率X。增加而硅晶粒尺寸基本不变，光吸收系数α增加．这主要是由于铝和氢化非晶硅膜之间的氧化层很薄以及退火升温导致Al—Si之间的互扩散增强，使硅的成核密度很高和扩散到a-Si：H膜中的铝浓度较高造成的。     

FeCo-Al203颗粒膜隧穿磁电阻的颗粒尺寸效应

利用磁控溅射仪制备了一系列的Feco-A1203颗粒膜.分别通过传统的四探针方法和透射电镜(高分辨电镜)研究了FeCo-Al2O3颗粒膜的隧穿磁电阻和纳米颗粒结构.结果表明:当FeCo的体积分数约为32.8%时,FeCo-Al2O3颗粒膜的隧穿磁电阻达到最大值,约为6.9%,该值为目前所报道的在室温和外磁场为12.5 KOe下测量得到的最高值.电镜观察表明在FeCo-Al2O3颗粒膜中,bcc结构或非晶态的FeCo颗粒弥散分布在晶态或非晶态的Al2O3基体中.根据电镜观察结果得到颗粒膜的尺寸分布,经过尺寸拟合发现对于FeCo颗粒体积分数较小的颗粒膜,FeCo颗粒的分布满足对数-正态分布函数,而当颗粒膜中的FeCo.颗粒体积分数较大时,FeCo颗粒的分布就严重的偏离了对数一正态分布函数.同时.实验结果表明:颗粒膜的隧穿磁电阻随颗粒尺寸呈现出非单调的变化,在一中间尺寸达到最大值.     

高k栅栈MOSFET共振隧穿模型

针对高介电常数（k）栅堆栈金属氧化物场效应晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET）实际结构,建立了入射电子与界面缺陷共振高k栅栈结构共振隧穿模型.通过薛定谔方程和泊松方程求SiO2和高k界面束缚态波函数,利用横向共振法到共振本征态,采用量子力转移矩阵法求共振隧穿系数,模拟到栅隧穿电流密度与文献中实验结果一致.讨论了高k栅几种介质材料和栅电极材料及其界面层（IL）厚度、高k层（HK）厚度对共振隧穿系数影响.结果表明,随着HfO2和Al2O3厚度减小,栅栈结构共振隧穿系数减小,共振峰减少.随着La2O3厚度减小,共振峰减少,共振隧穿系数却增大.随着SiO2厚度增大,HfO2,Al2O3和La2O3基栅栈结构共振隧穿系数都减小,共振峰都减少.TiN栅电极HfO2,Al2O3和La2O3基栅栈比相应多晶硅栅电极栅栈结构共振隧穿系数小很多,共振峰少.     

单晶Tm2O3薄膜的制备与F-N隧穿机制

采用分子束外延方法结合原位退火生长技术在Si(001)衬底上制备了Tm2O3薄膜,XRD测量结果表明所制备样品为单晶Tm2O3.在低温环境下,采用MOS电容结构对薄膜进行I-V测试,研究了样品的F-N隧穿特性,得出Pt/Tm2O3和Al/Tm2O3的势垒高度分别为2.95,1.8eV.从能带的角度表明Tm2O3是一种高K栅介质候选材料.     

快速热退火对a-Si:H/SiO2多层膜光致发光的影响

采用在等离子体增强化学气相沉积(PFCVD)系统中沉积a-Si：H和原位等离子体逐层氧化的方法制备a-Si：H／SO2多层膜．用快速热退火对a-Si：H／SiO2多层膜进行处理，制备nc—Si/SiO2多层膜，研究了这种方法对a-Si：H／SiO2多层膜发光特性的影响．研究发现对a-Si：H／SiO2多层膜作快速热退火处理，可获得位于绿光和红光两个波段的发光峰．研究了不同退火条件下发光峰的变化．通过对样品的TEM、Raman散射谱和红外吸收谱的分析，探讨了a-Si：H／SiO2多层膜在不同退火温度下的光致发光机理．     

自旋轨道耦合与磁场对电子透射率的影响

研究了铁磁体-半导体-铁磁体(F/S/F)准一维系统中电子的透射率.得到如下结论:1) 改变作用在2铁磁体上磁场方向角ρ和θ,电子透射率在满足ρ θ=(2n 1)π时最小,ρ θ=2nπ时最大(其中n=1,2,3,…).2) δ势垒起到了延迟电子共振隧穿峰到来的作用.3) 改变半导体中电子的Rashba自旋轨道耦合常数α会使电子透射产生非周期性共振隧穿现象,并且随着a值的增大相邻共振隧穿峰的间距有增大的趋势.4) 半导体长度的改变虽然不会使相邻共振隧穿峰的间距改变,但会使共振隧穿峰值发生变化.     

玻璃中量子点之间电子的共振隧穿

在建立玻璃中阻容耦合双量子点模型的基础上,通过分析双量子点的静电能和化学势,讨论了化学势随外加偏压的变化和共振隧穿现象.随外加偏压的增大,当双量子点2个能级的化学势相等时发生共振隧穿现象,在I-V特性曲线上呈现电流峰.玻璃中不同间距的量子点用不同大小的耦合电容来表示.随着玻璃中2个量子点之间耦合电容的增大,2个量子点发生共振隧穿所需要的外加偏压随之增大.     

GD a—Si:H薄膜的内耗及结构缺陷

用簧片振动法测量了GD a—S_1:H薄膜的内耗。在一170～100℃范围内观察到3个内耗峰——P_1、P_2和P_3。测量结果表明:P_1和P_2峰为驰豫型内耗峰,激活能分别为0.62ev和0.45ev。对样品进行250～300℃退火后,在—70～—30℃区间又观察到一新驰豫型内耗峰,激活能为0.22ev。分析认为P_1由双空位及复合缺陷造成,P_2由单空位造成,P_3可能由线缺陷造成,退火后新出的峰是晶界峰,从而提出a—Si:H中可能的缺陷模式为单空位、双空位、复合缺陷、线缺陷和晶界等。     

石墨微晶粉末系统磁阻研究

用加压的方法制备了石墨微晶粉末样品，利用Quantum Design公司的Squid测量提供的磁场和低温，在温度为1．8K～300K和4．5T的磁场范围内测量了样品的电阻，某些样品的电阻与温度关系符合涨落引起的隧穿导电机理，即满足R oc exp[T1／(T1 T2)]，样品磁阻(MR)为正值．其它样品的曲线符合RoC1／T^α这一指数规律，其中α接近于数值1，提出声子激发的束缚态电子隧穿导电机制，其电输运特性取决于势垒有效宽度，含有负磁阻成分．研究表明样品的负磁阻是由于磁场中费米面附近电子能级的分裂，增强了声子激发的束缚态电子隧穿导电效应。     

三元混晶双势垒结构中光学声子辅助共振隧穿及压力效应

采用连续介电模型,细致探讨了AIxGa1-xAs／GaAs双势垒结构中界面声子的色散关系及其与电子的耦合作用．进而采用Fermi黄金法则,在该结构的垒或阱为三元混晶材料时,分别计算了声子辅助隧穿电流密度．结果表明,在宽阱情形下,若垒为混晶材料,混晶效应不明显,只有一个明显的声子峰,该结论与实验符合较好;若阱为混晶材料,则混晶效应明显,具有两个声子峰,该结论对实验有指导意义．本文还讨论了压力对声子辅助共振隧穿的影响,结果显示：声子辅助隧穿峰和共振峰的峰值均随压力增加而减小,但声子辅助隧穿效应则随压力增加．     

基于磁控溅射技术沉积光伏电池用硅基薄膜材料的研究

硅基薄膜太阳能电池是光伏电池领域最具有发展前景的组件.采用非平衡磁控溅射技术制备氢化硅薄膜和SiNx/Si纳米多层膜,并对其结构与性能进行了分析.结果表明,Si∶ H薄膜呈现出非晶硅和硅纳米晶颗粒复合结构;随着溅射混合气中氢气含量的增加,Si∶ H薄膜的晶化程度增强;Si∶ H薄膜的光学带隙均高于2.0eV.利用交替磁控溅射方法沉积的SiNx/Si纳米多层膜结构,其呈现出非晶相.     

一种新型的微机械电子隧穿加速度计

介绍了一种新型的微机械电子隧穿加速度计,利用体硅微机械加工工艺和硅／玻璃静电键合技术成功研制出了一种三明治结构的隧穿加速度计。为了有效减小低频噪声,在反馈回路里加入了振荡器和解调器。测试结果表明,目前样品的分辨率约为10^-6g/-√Hz,抗冲击能力达到50g。     

空穴型Si/SiGe共振隧穿二极管及其直流参数提取

共振隧穿二极管因其特有的负微分电阻特性,成为一种很有前途的基于能带工程的异质结构量子器件.采用超高真空外延技术,以p型重掺杂硅为衬底生长出以4 nm厚Si0.6Ge0.4层为空穴量子阱、以4 nm厚Si层为空穴势垒的双势垒单量子阱结构.然后用常规半导体器件工艺制成了空穴型共振隧穿二极管.在室温下对面积为8 μm×8 μm的共振隧穿二极管进行测量,其峰值电流密度为45.92 kA/cm2, 电流峰谷比为2.21. 根据测量得到的电流电压特性考虑串联电阻的影响,提取出共振隧穿二极管的直流参数.可以利用这些参数将共振隧穿二极管的直流模型加入SPICE电路模拟软件器中进行共振隧穿二极管电路设计.     

ZnS：Tb／SiO2核壳结构纳米晶的光学性质

用微乳液法合成了ZnS：Tb／SiO2核壳结构纳米晶,并通过X射线粉末衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、荧光光谱等手段对产物的结构、尺寸、形貌、荧光特性进行了表征。结果表明,ZnS：Tb纳米晶的粒径为3nm,ZnS：Tb／SiO2核壳结构纳米晶的粒径为5nm左右,这样就得出壳的厚度约为1nm。在ZnS：Tb／SiO2核壳结构纳米晶的发射光谱上可以观察到有5个发射峰为460、489、544、584和620nm,分别对应ZnS基质的发光和Tb^3＋离子的^5D4→^7F6、^5D4→^7F5、^5D4→^7F4、^5D4→^7F3跃迁。