用MOS恒流瞬态谱线研究Si-SiO_2系统中可动离子的能量分布

本文是工作[1]的继续。利用MOS恒流瞬态谱线研究了Al-SiO_2-Si系统中可动离子的输运过程。考虑了Poole-Frenkel效应以后,分别用单能级介面陷阱模型和连续分布能级介面陷阱模型分析了可动离子的能量分布,得到了相应的解析式。 实验结果表明,所得的可动离子的能量分布与“TSIC”法以及“FATSIC”法的实验结果一致。     

MNOS结构辐照感生界面电荷的研究

本文报导了MNOS结构经γ射线、电子和中子辐照在SiO_2-Si界面产生感生电荷的研究结果。实验表明,目前的MNOS结构在较低剂量时辐照感生电荷就趋于饱和,辐照特征与SiO_2厚度及辐照顺序有关。文中还对实验结果作了进一步讨论。     

He离子辐照金属钨引入缺陷的微结构研究

采用能量为100keV的He离子在室温下辐照金属钨,辐照注量范围为1.4×1017-3.5×1017/cm2,辐照后对样品进行了1100℃退火处理.利用X射线衍射、慢正电子多普勒展宽和扫描电镜技术研究了钨中He离子辐照引入的缺陷和注量之间的关系.研究结果表明辐照并退火后材料内部晶面间距增大,空位型缺陷浓度或尺寸随辐照注量的升高而增大,而高注量辐照的样品表面晶粒间连接疏松并存在孔隙,钨表层可能生成了大尺寸的He空位复合体或He泡.     

二氧化硅中可动正离子在Si-SiO_2界面的定域群聚现象及其物理原因的探讨

SiO_2中不可避免地存在着为数众多的可动正离子(最多的是Na~ ).它的存在严重地影响着硅器件的性能,因而研究SiO_2中可动正离子的行为,特别是在Si-SiO_2界面的行为,是非常必要的.本文研究可动正离子在Si-SiO_2界面的横向分布情况以及这种分布的物理原因.Distefano与Williams用扫描内光电法测得了Si-SiO_2界面可动正离子非均匀分布的结果,Williams还用镜象势理论对理想界面进行了计算.由于实际界面与理想界面多有不同,我们也用扫描内光电法对自己的样品作了测量,得到可动正离子在界面非均匀分布的结论.通过进一步的实验,我们还看到这种非均匀分布不是随机的,而是定域的.再结合液晶显示法,进而研究了这种非均匀分布的物理原因.     

用三角波电压扫描(TVS法)测量二氧化硅层中可动离子的沾污

本文介绍了用三角波电压扫描(TV5)法测量SiO_2层中可动离子的一般方法。它具有测试方法简便,测试结果直观的优点,可作为检测氧化层质量的一种测试手段。     

SiO_3∶M_n~(2+)光吸收谱的研究

本文使用d~5电子组态,C_(4v)双值群不可约表示Hamiltonian矩阵和点电荷模型,对SiO_3:M_n~(2+)光吸收谱进行了计算,理论与实验结果符合很好,表明四角畸变晶场对SiO_3:M_n~(2+)的光吸收谱起主要作用和M_n~(2+)具有高离子性。     

磷硅玻璃钝化度和可动离子界面陷阱能级分布的研究

应用热激发离子电流(TSIC)法,三角波电压扫描(TVS)法,结合高频C—V测量,研究化学汽相淀积生长磷硅玻璃层钝化的Al-SiO_2-Si系统。实验结果表明,随着磷浓度的增加,可动离子在界面陷阱的能量分布趋于更深的能级。 PH_3/SiH_4 体积比(?)5％,PSG层(?)3000(?),钝化度(?)100％;相应的可动离子在AI/PSG界面的陷阱能级>1.4ev。     

He离子辐照碳化钨样品的实验研究

采用能量为100 keV的He离子辐照多晶碳化钨样品,He离子的辐照剂量为1.0×10¹⁷ ions·cm^-2,辐照温度从室温变化到600 ℃。通过SRIM软件模拟了离子的注入深度,利用导电式原子力显微镜(CAFM)分析了多晶碳化钨样品在He离子辐照条件下微观结构的演化。结果表明,He离子辐照会导致多晶碳化钨样品形成He泡,从而使样品表面发生肿胀。     

用C-V特性三点法测量表面电荷的原理和应用

本文提出一种利用MOS结构C—V特性测量Si—SiO_2介面固定表面电荷和可动离子的新方法。此方法的特点是:(1)不需要x—y函数记录仪;(2)测量程序简单,可快速求值;(3)测量结果准确,故最适宜作MOS集成电路工艺或平面工艺的监控手段。     

低能离子与物质相互作用中电子能损微观机制的研究进展

深入了解离子与物质的相互作用是研究材料抗辐照性能以及应用离子束技术的基础和关键．离子的能量沉积是导致材料辐照损伤的根本原因,所以研究离子碰撞过程中的能损机制显得尤为重要．本文从离子与物质相互作用机制的研究背景和应用价值出发,阐述了有关载能离子在材料中的电子阻止本领的微观机制,总结了基于第一性原理分子动力学研究低速离子在材料中电子阻止本领的相关模型．回顾了国内外关于低能离子与物质相互作用中电子阻止本领及电子能损微观机制的理论和实验研究进展及发展趋势,论述了近几年北京师范大学在有关电子能损微观机制方面所取得的研究成果．阐述了电荷转移、化学键状态以及内层电子激发等因素对电子能损影响的微观机制,研究了在极低速度下电子阻止本领的阈值行为,为离子束技术的应用和材料抗辐照性能的评估提供了理论依据．对未来的研究进行建议展望．      

重离子辐照下石墨烯力学性能的分子动力学研究

利用分子动力学方法研究了不同剂量的碳离子辐照石墨烯产生损伤后对其拉伸力学性能的影响,包括应力应变曲线、杨氏模量以及拉伸强度等。入射离子能量为1 keV,入射剂量分别为2.00×1013,6.01×1013,1.00×1014和2.00×1014cm 2。结果表明,离子辐照后产生了单空位缺陷、双空位缺陷及复杂缺陷等,这些缺陷对石墨烯的力学性能产生了显著影响,如剂量为2.00×1013cm 2时,石墨烯中只存在两个单空位缺陷,但与完美石墨烯相比,杨氏模量却从780.19 GPa减小到128.77 GPa,拉伸强度也从161.81 GPa变为30.85 GPa,并且缺陷个数越多,力学性能越差。另外,对辐照导致样品变形以及断裂的物理机制也进行了讨论。     

暂态强热流作用下钨烧蚀过程的分子动力学模拟（英文）

采用分子动力学方法,对金属钨在由离子辐照引起的暂态热流下的烧蚀现象进行研究。建立一维热传模型,通过施加不同能量的热脉冲,研究钨靶材的热响应。计算烧蚀阈值并与理论值进行比较,统计分析烧蚀深度与热脉冲能量的关系。研究热脉冲作用过程中能量的转移分配状况,并对低于和高于烧蚀阈值下的不同能量分布状况进行讨论。从模拟的角度,建立一个对钨在离子辐照下烧蚀过程的初步的物理图像。     

暂态强热流作用下钨烧蚀过程的分子动力学模拟

采用分子动力学方法, 对金属钨在由离子辐照引起的暂态热流下的烧蚀现象进行研究。建立一维热传模型, 通过施加不同能量的热脉冲, 研究钨靶材的热响应。计算烧蚀阈值并与理论值进行比较, 统计分析烧蚀深度与热脉冲能量的关系。研究热脉冲作用过程中能量的转移分配状况, 并对低于和高于烧蚀阈值下的不同能量分布状况进行讨论。从模拟的角度, 建立一个对钨在离子辐照下烧蚀过程的初步的物理图像。     

国内第一台单离子微束装置首次发现植物辐射损伤信号长程转导现象

中国科学院和安徽省离子束生物工程学重点实验室利用该所自行研制的国内第一台单离子微束装置,通过大量实验,创建了精确个数离子对植物个体的定点照射实验技术体系,实现定点定量辐照模式生物拟南芥种胚茎端分生组织,以根的发育模式为生物学检测终点。结果显示,在茎端分生组织受到辐照损伤后,主根伸长,根毛发育分化以及侧根发生均受到了显著的抑制,该实验表明在植物个体水平上存在辐射的长程效应。在国际上首次证实了辐射损伤信号在植物个体水平上的转导,为个体水平研究辐射损伤信号转导和解释低能离子的作用机理提供了直接的证据和重要的参考。     

离子辐照形成空心银纳米颗粒

离子辐照是控制金属纳米颗粒分布和结构的有效方法。将能量为200 keV、剂量为5×10^16ions/cm2的Ag＋注入到非晶SiO2中,形成Ag纳米颗粒层,再用能量为200和500 ke V的Ar＋辐照Ag纳米颗粒。Ar＋辐照后,在部分较大的Ag纳米颗粒中出现空洞,空洞的平均尺寸随着Ar＋辐照剂量的增加而变大。辐照前,Ag纳米颗粒在非晶SiO2中沿纵向呈近似高斯分布;辐照后,投影射程附近的较大的Ag纳米颗粒平均尺寸变大,而投影射程下面的小颗粒逐渐消失。结合Trim程序模拟分析结果可知,Ar＋辐照时的核能量损失和电子能量损失是影响Ag纳米颗粒尺寸分布和结构的重要因素。     

多晶硅薄膜太阳电池电子辐照研究

利用静电加速器对多晶硅薄膜太阳电池进行了电子辐照实验。电子能量为1MeV,分别以1014e/cm2、1015e/cm2和1016e/cm2电子辐照注量进行辐照,首次获得了多晶硅薄膜太阳电池在高注量的电子辐照后,性能衰降比晶体硅大的结果。结合太阳电池理论和半导体材料的电子辐照效应给出了合理的解释。     

Cu/SiO2结构单元在阻变效应中形成导电通道的模型分析*

通过建立一个模型,简单地讨论了Cu/SiO_2结构单元在阻变效应中形成导电通道的临界电压特性。该模型考虑了Cu离子在SiO_2薄膜的迁移扩散和Cu离子在薄膜内引起的空间电荷效应,同时考虑了电子电导机制。模型的计算表明,薄膜的结构参数(厚度、电极功函数、掺杂等)对导电通道的形成过程有很大的影响,其临界电压随薄膜厚度和电极功函数的增加而增大,而随Cu离子掺杂浓度增大而减小。这一结果对未来存储器件的性能设计和制造具有一定的指导意义。     

用MOS结构高频C—V技术测量Si—SiO_2系统可动电荷

本文介绍了MOS结构中Si—SiO_2系统可动电荷的一种测量方法—温度—偏压法(简称B—T法)。给出用MOSC—V技术测量Si—SiO_2系统可动电荷的原理和分析方法,对测量中出现的问题作了定性的分析。该测量方法具有简单易行、直观性强、计算方便等优点。适用于工厂中做一般的工艺监控。     

中东碳酸盐岩核磁共振实验研究

为更好地指导中国中东项目的顺利进行,利用核磁共振岩心分析技术对中东HF碳酸盐岩油田可动流体百分数和可动流体孔隙度进行了全面分析。对比了中东和国内大型油田的可动流体孔隙度特征。研究表明:不同渗透率碳酸盐岩T2截止值不尽相同,并且与部分石油公司推荐的90 ms有较大的差别。可动流体百分数和可动流体孔隙度与孔渗具有较好的正相关关系,其中可动流体孔隙度比可动流体百分数更能体现中东碳酸盐岩含量特征。通过对比,国内油田稍逊色于中东碳酸盐岩油田。通过CT以及恒速压汞岩心实验详细分析了可动流动含量特征的根本影响因素。     

光催化型超疏水材料SiO_2-TiO_2的制备和表征

以甲基三甲氧基硅烷为前驱体制备疏水型SiO_2凝胶颗粒,在其悬浮液中采用低温苯甲醇醇解法原位生长TiO_2,制备光催化型超疏水材料SiO_2-TiO_2.利用X射线衍射仪、紫外-可见光谱仪、透射电子显微镜、X射线能量色谱仪等手段,考察SiO_2-TiO_2的晶相组成、粒径、比表面积等微结构性能,并以油酸的光催化降解为模型评价样品的自清洁性能及可重复利用性能.结果表明,负载不同含量TiO_2的样品均为锐钛矿型结构,粒径分别为4.4和2.4nm,在紫外区具有很强的光吸收,比表面积分别达到299.3和417.0m2/g.经SiO_2-TiO_2整理的棉织物水滴接触角达160°以上.沾上油酸后,织物表面由超疏水状态转变成超亲水状态,其与水滴之间的接触角小于5°,但在紫外光的照射下该棉织物的水滴接触角能够恢复到160°左右,表明整理后的棉织物具有持久的自清洁性能和可重复利用性能.