用椭圆偏光法研究硅中砷离子注入的损伤和退火效应

我们用椭圆偏光法对As⁺离子注入Si的损伤和退火效应进行了测量。对As⁺注入能量为150keV、注入剂量为10¹⁶cm^-2的情况,测得的折射率分布呈现平台型,表明出现了非晶质层。在600—700℃间有一转变温度,高于此温度退火,可消除非晶质层。实验结果表明椭圆偏光法亦是测定辐射损伤的有用工具。 关键词：     

CEMS和慢正电子束研究ZrO2(Y)中Fe的热动力学行为

用内转换电子穆斯堡尔谱（ＣＥＭＳ）和慢正电子束研究了含３％Ｙ₂Ｏ₃的ＺｒＯ₂中⁵⁷Ｆｅ离子（１００ｋｅＶ，３×１０¹⁶ａｔ．／ｃｍ²）注入态及其在氢气氛中退火的热力学行为．注入态以Ｆｅ³⁺，Ｆｅ²⁺和Ｆｅ⁰存在，它们分别是Ｆｅ³⁺-Ｖ（空位）复合体、二聚体和超顺磁颗粒．经４００，５００℃退火后，Ｆｅ³⁺-Ｖ分解，分别出现了α-Ｆｅ的前期相和α-Ｆｅ纳米颗粒．含Ｆｅ的ＺｒＯ₂（Ｙ）混合导电的出现可能是和Ｆｅ的不同价态及其相对含量有关 关键词：     

Mg+注入对GaN晶体辐射损伤的研究

在蓝宝石衬底上通过金属有机物化学气相沉积(metal-organic chemical vapor deposition，MOCVD)方法外延生长的GaN薄膜具有良好的结晶品质，χ_min达到2.00%. 结合卢瑟福背散射/沟道(Rutherford backscattering/channeling，RBS/C)和高分辨X射线衍射(high-resolution X-ray diffraction，HXRD)的实验测量，研究了不同剂量和不同角度Mg⁺注入GaN所造成的辐射损伤. 实验结果表明，随注入剂量的增大，晶体的辐射损伤也增大，注入剂量在1×10¹⁵atom/cm²以下，χ_min小于4.78%，1×10¹⁶atom/cm²是Mg⁺注入GaN的剂量阈值，超过这个阈值，结晶品质急剧变差，χ_min达到29.5%；随机注入比沟道注入的辐射损伤大，且在一定范围内随注入角度的增大，损伤也增大，在4×10¹⁵atom/cm²剂量下偏离〈0001〉沟道0°，4°，6°，9°时的χ_min(%)分别为6.28，8.46，10.06，10.85；经过700℃/10min+1050℃/20s两步退火和1000℃/30s高温快速退火后，晶体的辐射损伤都有一定程度的恢复，而且1000℃/30s高温快速退火的效果更好，晶体的辐射损伤可以得到更好的恢复. 关键词： GaN 卢瑟福被散射/沟道 高分辨X射线衍射 辐射损伤     

离子注入硅的椭圆偏振光谱和光性

为了进一步发展测定离子注入损伤层的椭圆偏光法,我们测量了离子注入硅在4000—7000?波长范围内的椭圆偏振光谱,并由此得到它的色散关系。注入条件为150keV,10¹⁵cm^-2和10¹⁶cm^-2的砷离子注入。由于在硅样品表面处形成无定形层,我们用单层模型,从(ψ,Δ)-λ数据计算出(n,k)-λ关系,并可定出损伤层厚度。在～4800?处,出现折射率n的谱峰,峰值约4.9。本文还比较了离子注入损伤层、溅射无定形硅膜层、蒸发无定形硅膜层和单晶硅的实验结果。 关键词：     

P2+和P+注入硅固相外延过程时间分辨的反射率研究

本文以时间分辨的反射率测量结合背散射和沟道分析、透射电子显微镜分析,比较和研究了在77K温度下180keV,1×10¹⁴/cm²P₂⁺和90KeV,2×10¹⁴/cm²P⁺注入硅于550℃退火时的固相外延过程。发现了P₂⁺,P⁺注入硅样品的固相外延过程具有不同的特征。这种差异是由于P₂⁺和P⁺在硅中引入不同的损伤造成的。P⁺注入的硅样品测量得到的时间分辨的反射谱是反常的。这种反常谱可用样品退火时从表面层到非晶硅层与从衬底到非晶硅层的双向外延的过程给出满意的解释。 关键词：     

磷分子离子(P2+)注入硅的损伤行为

本文研究了不同能量(5—600keV)和不同剂量(10¹⁴-10¹⁶atom/cm²)下的P₂⁺和P⁺注入〈100〉单晶硅后的损伤及退火行为。实验结果表明,P₂⁺注入所产生的损伤总是大于P⁺注入所产生的损伤。由移位效率之比N_D^*(mol)/2N_D^*(atom)所表征的分子效应随入射能量的改变而变化并在100keV(P₂⁺),50keV(P⁺)处达到极大值。P₂⁺与P⁺注入的样品,退火后的载流子分布也有某些区别。我们认为,产生这些分子效应的基本原因是位移尖峰效应,但当入射离子的能量较高时,还应该考虑离子、靶原子之间的多体碰撞效应的贡献。 关键词：     

氢钝化对硅纳米晶发光强度的影响

通过热蒸发方法在单晶硅衬底上沉积了SiO/SiO₂超晶格样品,在氮气保护下对样品进行高温退火,得到硅纳米晶/SiO₂超晶格结构。随后将该结构样品分别注入3.0×1014和3.0×1015 cm-2两种剂量的H+。通过对样品的光致发光光谱的分析发现,H+注入后未经过二次退火的样品发光强度急剧下降;二次退火后的样品,随着退火温度的升高,发光强度逐渐增强;注入足够剂量的H+,其发光强度可以远远超过未注入时的发光强度。研究表明,样品发光强度的变化取决于样品内部缺陷面密度的改变,而缺陷面密度是由氢离子的注入剂量和注入后再退火的温度等因素决定的。     

Ag离子注入非晶SiO2的光学吸收、拉曼谱和透射电镜研究

能量为200keV的Ag离子，以1×10¹⁶，5×10¹⁶，1×10¹⁷ cm^-2的剂量分别注入到非晶SiO₂玻璃，光学吸收谱显示：注入剂量为1×10¹⁶ cm^-2的样品的光吸收谱为洛伦兹曲线，与Mie理论模拟的曲线形状一致；注入剂量较大的5×10¹⁶，1×10¹⁷ cm^-2的谱线共振吸收增强，峰位红移并出现伴峰. 透射电镜观察分析表明，注入剂量不同的样品中形成的纳米颗粒的大小、形状、分布都不同，注入剂量较大的还会产生明显的表面溅射效应，这些因素都会影响共振吸收的峰形、峰位和峰强. 当注入剂量达到1×10¹⁷ cm^-2时，Ag纳米颗粒内部可能还形成了杂质团簇. 关键词： 离子注入 纳米颗粒 共振吸收 红移     

硅离子注入层的电场调制反射光谱

结合剥层技术,对略高于临界剂量的P⁺注入p-Si层,进行了电解液电场调制反射(以下简称EER)光谱研究,对非均匀的结构无序材料的光学测量,提出采用“特效波长”的建议,硅的这一波长是E₁,E₁+△₁能区的349O?(hω≈3.55eV),c-Si和α-Si对3490?光波的吸收系数均等于10⁶cm^-1,将((△R)/R)_3.55ev按深度x的分布同无序度的 关键词：     

CH2Br2的同步辐射光电离研究:10—12eV范围内CH2Br2的振动自电离态

报道在超声射流冷却条件下用同步辐射ＶＵＶ光源研究ＣＨ₂Ｂｒ₂的振动自电离结构．根据测量的１０５—１２３ｎｍ范围内母体离子（ＣＨ₂Ｂｒ₂⁺）的光电离产率曲线，获得ＣＨ₂Ｂｒ₂的绝热电离势为１０.２３±０.０１ｅＶ．ＣＨ₂Ｂｒ₂⁺的最低三个电子激发态，即Ａ（²Ａ₂），Ｂ（²Ｂ₁），Ｃ（²Ａ₁）分别位于１０.７８±０.０１ｅＶ，１１.２０±０.０１ｅＶ和１１.２７±０.０１ｅＶ．在１１５.０１—１２１.１５ｎｍ范围内，观察到ＣＨ₂Ｂｒ₂自电离峰叠加在若干台阶结构上，台阶平均宽度为７１６.８±４０.０ｃｍ^-1，对应于ＣＨ₂Ｂｒ₂⁺（Ｘ²Ｂ₂）中Ｂｒ-Ｃ-Ｂｒ反对称的伸缩振动（ｖ₉），所有的峰均归属为收敛于ＣＨ₂Ｂｒ₂⁺（Ｘ²Ｂ₂，ｖ⁺）振动能级的ｎｓ，ｎｐ和ｎｄ自电离Ｒｙｄｂｅｒｇ态．此外，对ＣＨ₂Ｂｒ₂光解离电离产生离子型自由基ＣＨ₂Ｂｒ⁺（Ｘ）的光电离产率曲线的结构也进行了归属 关键词：     

INFLUENCE OF C+-IMPLANTATION DOSE ON BLUE EMISSION AND MICROSTRUCTURES OF Si-BASED POROUS β-SIC

Crystal Si were implanted with different doses of C⁺ from 10¹¹ to 10¹⁷ cm^-2 at an energy of 50 keV. β-SiC precipitates were formed by thermal annealing at 1050 ℃ for 1 h and porous structures were prepared by electrochemical anodization. Under the excitation of ultraviolet, the samples, with C⁺ dose ≥10¹⁵ cm^-2 have intense blue emission which is stronger than the photoluminescence (PL) intensity of reference porous silicon (PS), and increases as C⁺ dose increases; the samples with C⁺ dose ≤10¹⁴ cm^-2 show similar PL spectra to those of PS. The blue peak intensity in PL spectra is correlated with the TO phonon absorption strength of β-SiC in infrared absorption spectra. The transmission electron microscopy study shows that the blue peak is also correlated with the microstructures. Because porous β-SiC is nanometer in size, it is suggested that the quantum confinement effect be responsible for the blue light emission.     

Doping of latent tracks in polyethylene by iodine diffusion

Anomalous iodine diffusion was observed on polyethylene implanted with 150 keV F⁺ and As⁺ ions (1×10¹¹−1×10¹⁵cm⁻²) and exposed to iodine vapours at 90°C.     

FORMATION OF A BURIED LAYER OF ALUMINIUM NITRIDE BY HIGH DOSE N2+ IMPLANTATION INTO ALUMINIUM

Aluminium films with various thickness between 700 nm and 1μm were deposited on Si (100) substrates, and 400 keV N₂⁺ ions with doses ranging from 4.3×10¹⁷ to 1.8×10¹⁸ N/cm² were implanted into the alu-minium films on silicon, Rutherford Backscattering (RBS) and channeling, secondary ion mass spectroscopy (SIMS), Fourier transform infrared spectra (FTIR), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and spreading resistance probes (SRP) were used to characterize the synthesized aluminium nitride. The experiments showed that when the implantation dose was higher than a critical dose N_c, a buried stoichiometric AlN layer with high resistance was formed, while no apparent AlN XRD peaks in the as-implanted samples were observed; however, there was a strong AlN(100) diffraction peak appearing after annealing at 500 ℃ for 1h. The computer program, Implantation of Reactive Ions into Silicon (IRIS), has been modified and used to simulate the formation of the buried AlN layer as N₂⁺ is implanted into aluminium. We find a good agreement between experimental measurements and IRIS simulation.     

VIOLET LIGHT-EMISSION FROM Ge+-IMPLANTED SiO2 FILMS ON Si SUBSTRATE

Germanium ions were implanted into SiO₂ films which were thermally grown on crystalline Si at an energy of 60 keV and with doses of 1×10¹⁵ and 1×10¹⁶ cm^-2.Under an ultraviolet excitation of ～5.0 eV,the implanted f ilms annealed at various temperatures exhibit intense violet luminescence with a peak at 396 nm.It is ascribed to the T₁→S₀ transition in GeO,which was formed during implantation and annealing process.     

LiNbO3和LiTaO3晶体Er3+/Yb3+掺杂水热外延层室温吸收光谱分析

本文引入与浓度和厚度有关的k_NL待定参数, 在J-O理论基础上, 对Er³⁺/Yb³⁺掺杂的LiNbO₃和LiTaO₃单晶衬底上 的多晶水热外延样品进行了基于吸收光谱的拟合计算. LiNbO₃:Ω₂=2.34× 10^-20 cm², Ω₄=0.77× 10^-20 cm², Ω₆=0.31×10^-20 cm², k_NL=4.32× 10^-2 mol·m^-2. LiTaO₃:Ω₂=1.68×10^-20 cm², Ω₄=0.84×10^-20 cm², Ω₆=0.45×10^-20 cm², k_NL=9.17×10^-3 mol· m^-2. 该方法可尝试推广到粉体或胶体等难以直接获得浓度和厚度数据的体系. 经上转换发光测试及光谱参数计分析认为Er³⁺/Yb³⁺离子的掺杂浓度比为1:1的情况下, 样品呈现绿色上转换发光光谱; 可尝试以降低基质声子能量的方法提高⁴I_13/2能级 对²H_11/2和⁴S_3/2能级的量子剪裁效率.     

砷化镓中质子注入之研究

本文中,我们研究了砷化镓中质子注入及退火恢复过程。实验用晶向<100>偏1—3°,掺Sn 5×10¹⁷-1×10¹⁸cm^-3的单晶,室温下质子注入,注入能量E约8×10⁴—2×10⁶eV,用A-B腐蚀剂对注入质子样品的解理面显结,测得质子注入高阻层的纵向深度x_j和径向扩展x_L与注入能量E的定量关系。然后,对注入质子样品,在150—800℃下退火5分钟,用双晶衍射仪研究了样品的应变恢复过程,在静电计上测量了高阻阻值随退火温度的变化。根据实验结果,讨论了砷化镓中质子注入的射程R_p,电子阻止本领S_n(E)和核阻止本领S_e(E),以及质子注入形成高阻和退火恢复的机理。 关键词：     

Refractive index profiles of ion implanted waveguides in thulium sodium yttrium tungstate

Planar waveguides were first formed in thulium sodium yttrium tungstate (Tm:NaY(WO₄)₂) crystals by the implantation of MeV He, P and Ni ions with certain doses at room temperature, respectively. The refractive index profiles of the three ion implanted waveguides were found different to some extent. The present data show that He⁺ ion implanted waveguides in Tm:NaY(WO₄)₂ should be the typical barrier type one, while a combination of radiation damage and radiation enhanced diffusion may be responsible for the refractive index profiles of the MeV Ni⁺ and P⁺ ion implanted waveguides in Tm:NaY(WO₄)₂.     

AlH~+离子5个Λ-S态和10个?态的光谱性质以及激光冷却的理论研究

利用考虑Davidson修正的内收缩多参考组态相互作用(icMRCI+Q)方法结合相关一致基组aug-ccpV6Z计算了AlH~+离子前两个离解极限对应的5个Λ-S态和10个?态的势能曲线.为了提高势能曲线的可靠性和精确性,计算中考虑了自旋轨道耦合效应、芯电子价电子相关和标量相对论修正以及将势能外推至完全基组极限.基于得到的势能曲线,获得了束缚和准束缚的4个Λ-S态和8个?态的光谱常数和振动能级,与已有的实验结果符合.计算了2(1/2)→X~2Σ_(1/2)~+和A~2Π_(3/2)→X~2Σ_(1/2)~+跃迁的跃迁偶极距.利用计算的精确的势能曲线和跃迁偶极矩,获得了2(1/2)~(第一势阱)(υ′=0, 1)→X~2Σ_(1/2)~+(υ′′)和A~2Π_(3/2)(υ′=0, 1)→X~2Σ_(1/2)~+(υ′′)跃迁的高度对角化分布的Franck-Condon因子(f_(00)和f_(11))和大的振动分支比;预测了2(1/2)~(第一势阱)(υ′=0, 1)和A~2Π_(3/2)(υ′=0, 1)态短的自发辐射寿命和窄的辐射宽度,这适合于AlH~+离子的快速激光致冷.所需的3束激光冷却波长都在紫外区域.这些结果表明了激光冷却AlH~+离子的可行性.此外,评估了自旋轨道耦合效应对光谱常数、振动能级和激光冷却AlH~+离子的影响.