低能束作用下衬底上超薄膜背散射电子发射

应用MonteCarlo方法模拟千电子伏低能束作用下,不同衬底上不同薄膜背散射电子发射.应用Mott散射截面和Joy方法修正的Bethe方程描述和计算低能电子在固体中弹性和非弹性散射,引入边界方程,修正穿越薄膜与衬底界面的电子散射路径.计算分析了薄膜背散射系数η随薄膜厚度D的变化和规律,以及不同情况下ηD线性区范围的分布及其定量结果Dmax.计算了背散射电子角分布和空间密度分布. 关键词： 背散射电子 MonteCarlo方法 超薄膜     

EACVD金刚石薄膜中氢分解过程的研究

采用蒙特卡罗方法模拟了电子辅助化学气相淀积（EACVD）金刚石薄膜中的氢分解过程,建立了电子碰撞使氢分解的模型,给出了电子能量分布及氢原子数的空间分布,讨论了电偏压和气压对氢分解的影响。这些结果对EACVD制造金刚石薄膜的研究有重要意义。     

薄膜电致发光器件电子能量的空间分布

在对ZnS导带结构进行多项式拟合的基础上,利用解析方法,对ZnS型薄膜电致发光器件中的电子输运过程进行了Monte Carlo模拟.研究了夹层结构和分层优化结构薄膜电致发光器件发光层中电子能量的空间分布,得出了两种不同空间分布曲线,即夹层结构中的n形分布和分层优化结构中的U形分布,并分析了导致这种不同分布的原因是由于电子在发光层中输运过程的初始能量不同. 关键词： Monte Carlo模拟 电子能量 空间分布 分层优化结构     

非聚焦电子束照射SiO2薄膜带电效应

采用考虑电子散射、俘获、输运和自洽场的三维数值模型, 模拟了低能非聚焦电子束照射接地SiO₂薄膜的带电效应. 结果表明, 由于电子的迁移和扩散, 电子会渡越散射区域产生负空间电荷分布. 空间电荷呈现在散射区域内为正, 区域外为负的交替分布特性. 对于薄膜负带电, 电子会输运至导电衬底形成泄漏电流, 其暂态过程随泄漏电流的增加趋于平衡. 而正带电暂态过程随返回二次电子的增多而趋于平衡. 在平衡态时, 负带电表面电位随薄膜厚度、陷阱密度的增大而降低, 随电子迁移率、薄膜介电常数的增大而升高;而正带电表面电位受它们影响较小.     

激光-薄膜靶相互作用快电子和自生磁场的各向异性分布

采用飞秒激光与金属薄膜靶相互作用测量了快电子的空间分布。结果显示,快电子主要集中于激光反射方向和与激光成60°方向发射,呈现出明显地各向异性;其原因在于反射激光和共振吸收机制加速电子。采用OMA谱仪测量了飞秒激光与金属薄膜靶相互作用产生的二倍频散射光谱,由其伴线结构推算出的自生磁场大小为MG量级。结果显示,自生磁场的大小与快电子空间分布存在密切关联。初步估算由快电子发射形成的电流密度约 ,这与国外计算机模拟的电流密度基本一致,也许正是这个由快电子发射形成的强电流成为激发自生磁场的主要原因。     

氮ECR微波等离子体的电子能量分布研究

为了对ＧａＮ薄膜低温生长提供更多的活性氮，在一个腔耦合电子回旋共振（ＥＣＲ）半导体加工装置上，用朗谬探针和二次微分理论，研究了氮ＥＣＲ等离子体的实际电子能量分布。发现它们都是非麦克斯韦分布，含有高能电子，而且随着放电气压的下降和微波功率的增加，高能电子成分增加。     

碳纳米管薄膜场蒸发效应

在超高真空系统中对基于丝网印刷方法制备的碳纳米管薄膜的场蒸发效应进行实验研究. 实验发现, 碳纳米管薄膜样品存在场蒸发现象, 蒸发阈值场在10.0-12.6 V/nm之间, 蒸发离子流可以达到百皮安量级; 扫描电子显微镜分析和场致电子发射测量结果表明, 场蒸发会使碳纳米管分布变得更加不均匀, 会导致薄膜的场致电子发射开启电压上升(240→300V)、场增强因子下降(8300→4200)、蒸发阈值场上升(10→12.6V/nm), 同时使得薄膜场致电子发射的可重复性明显变好. 场蒸发也是薄膜自身电场一致性修复的表现, 这种修复并非表现在形貌上, 而是不同区域场增强因子之间的差距会越来越小, 这样薄膜场致电子发射的可重复性和稳定性自然会得到改善.     

ZnS型薄膜电致发光器件中能谷转移过程的蒙特卡罗模拟

计算了ZnS中电子谷间散射的速率.利用蒙特卡罗方法,研究了ZnS型薄膜电致发光器件中电子的能谷转移过程.得出了能谷转移的瞬态过程,电场对谷间分布的影响以及不同能谷中电子动能分布的特点.提出了高能谷的能量存储效应.这些结果可作为研究电致发光过程的基本数据.     

超热电子能量分布的实验和模拟研究

 采用LiF探测器堆测量了飞秒激光-薄膜靶相互作用中超热电子产生的剂量。根据电子在LiF中的质量碰撞阻止本领,理论上计算出了超热电子的能量分布;在相同实验条件下,数值模拟结果与实验测量结果较好地一致,证明了实验测量的可靠性。理论分析显示,共振吸收是激光-薄膜靶相互作用中电子加速的主要机制。     

Yb2.75C60价带光电子能谱

用角积分紫外光电子能谱技术测量了Yb2 75C6 0 薄膜的价带电子态密度分布 .相纯Yb2 75C6 0 样品通过C1s芯态x射线电子谱峰的位移表征 .结果表明Yb2 75C6 0 是半导体 ,在费米能级处几乎没有电子态分布 .Yb 6s电子态和C6 0 LU MO能带的杂化效应不可忽略 ,有部分Yb 6s电子分布在Yb C6 0 杂化能带上 .     

聚乙烯-碘化铯中子阴极的最佳化

本文的中子阴级由聚乙烯、导电基底(Al)和碘化铯二次电子发射体组成.文中建立了一个此中子阴级的新的物理模型,并采用Monte Carlo方法模拟了中子同阴极作用产生低能二次电子的物理过程.模拟得到的出射二次电子能谱和产额与实验结果和理论分析符合得较好.我们还得到了最大探测效率时各中子阴极组分的最佳厚度.     

空间多能电子辐照聚合物充电过程的稳态特性

空间同步轨道上多能电子辐照聚合物的充电过程及其稳态特性是研究和抑制通信卫星静电放电的基础.在同步电子散射-输运微观模型的基础上,采用具有10—400 keV积分能谱分布的多能电子辐照聚酰亚胺样品,进行了多能电子辐照聚酰亚胺充电过程的数值模拟,获得了空间电荷密度、空间电位、空间电场分布和聚合物样品参数条件下的表面电位和最大场强.结果表明,多能电子与样品发生散射作用并沉积在样品内形成具有高密度的电荷区域分布,同时在迁移和扩散的作用下输运至样品底部形成样品电流;充电达到稳态、电子迁移率较小时(小于10-10cm2·V-1·s-1),表面电位绝对值和充电强度随电子迁移率的降低明显加强,捕获密度较大时(大于1014cm-3),表面电位绝对值和充电强度随捕获密度的增大明显加强;聚合物样品厚度对表面电位和充电强度的影响大于电子迁移率、捕获密度和相对介电常数的影响.研究结果对于揭示空间多能电子辐照聚合物的充电现象及微观机理、提高航天器故障机理研究水平具有重要科学意义和价值.     

Depth Distribution of Residual Fluorine in a Polyvinylidene Fluoride Film under Electron Bombardment

The influence of the initial energy of electrons on the kinetics of the defluorination of the surface of a polyvinylidene fluoride film (PVDF) under electron bombardment is studied. The kinetic equation of the third order describes this process for any electron energy. The minimum possible fluorine content in the near-surface layer of the PVDF film exposed to long-duration bombardment is determined. The depth of penetration of electrons into the sample, i.e. the free path of bombarding electrons with different initial energies, is calculated. The nonmonotonic depth distribution of residual fluorine in the film, which to a great extent depends on the electron energy, is revealed.     

Energy loss spectra for a fast charged particle beam transmitted through a material film of specified thickness

The effect of the spatial distribution of a material atomic electrons on the beam energy dissipation for monoenergetic charged particles (electrons and protons) during their transport through a film target has been investigated.     

Monte Carlo方法模拟低能电子在Al中的散射

基于文献[1]的工作,电子在固体中的弹性散射用Mott微分截面计算;非弹性散射分为单电子激发和等离子激发并由Streitwolf、Gryzinski及Quinn的截面描述.模拟了低能电子在Al块样及薄膜中的散射过程,对不同能量低能电子作用下Al的背散射系统、能谱又透射系数作了计算,结果与实验符合较好.也对背散射电子、低能损背散射电子表面分布作了计算,结果表明低能损背散射电子具有较好的空间分辨率.     

Mobility of charge carriers with position-dependent effective mass in a quantum film

The scattering of electrons on charged impurity centers in a quantum film with the parabolic confining potential is investigated, taking into account the coordinate dependence of the electron effective mass in the film. The mobility is calculated for various distributions of impurity centers (homogeneous distribution in the film, barrier region, and the whole space). It is shown that the consideration of the coordinate dependence leads to the mobility decrease.     

Electron energy distributions in a metal-polymer-vacuum system

The energy distributions of electrons emitted from a metal coated with a polymer (polydiphenylene phthalide) is studied experimentally using field electron spectroscopy. A considerable decrease in the electron work function for the metal-polymer-vacuum system as compared to pure metal is observed. Analysis of the energy distributions of emitted electrons shows that the distribution in the case with the polymer is broader and displaced towards low energies, and its high-energy edge is slightly extended. The effect of emission voltage on the shape of the energy distribution of emitted electrons is studied. A model is proposed to explain the substantial decrease in the effective electron work function in the case when the metal electrode is coated with a polymer film.     

On the theory of the spontaneous Hall effect in ferromagnetic films

The spontaneous Hall coefficient (SHC) of metallic ferromagnetic film is calculated. It is shown that the difference between the SHC of film and that of bulk ferromagnetic is caused by two factors: (i) the unhomogeneous distribution of the current across the film and (ii) the asymmetric scattering of the conduction electrons on the surface defects. Due to the size effect the SHC of thin ferromagnetic film may strongly deviate from that of bulk sample and even have opposite sign.     

The kinetics of low-temperature electron-phonon relaxation in a metallic film following instantaneous heating of the electrons

The theoretical analysis of experiments on pulsed laser irradiation of metallic films sputtered on insulating supports is usually based on semiphenomenological dynamical equations for the electron and phonon temperatures, an approach that ignores the nonuniformity and the nonthermal nature of the phonon distribution function. In this paper we discuss a microscopic model that describes the dynamics of the electron-phonon system in terms of kinetic equations for the electron and phonon distribution functions. Such a model provides a microscopic picture of the nonlinear energy relaxation of the electron-phonon system of a rapidly heated film. We find that in a relatively thick film the energy relaxation of electrons consists of three stages: the emission of nonequilibrium phonons by “hot” electrons, the thermalization of electrons and phonons due to phonon reabsorption, and finally the cooling of the thermalized electron-phonon system as a result of phonon exchange between film and substrate. In thin films, where there is no reabsorption of nonequilibrium phonons, the energy relaxation consists of only one stage, the first. The relaxation dynamics of an experimentally observable quantity, the phonon contribution to the electrical conductivity of the cooling film, is directly related to the dynamics of the electron temperature, which makes it possible to use the data of experiments on the relaxation of voltage across films to establish the electron-phonon and phonon-electron collision times and the average time of phonon escape from film to substrate. Zh. éksp. Teor. Fiz. 111, 2106–2133 (June 1997)     

薄膜电致发光器件中SiO2加速作用的直接证据

本文通过包含CdS层的薄膜电致发光(TFEL)器件的有关特性的研究,直接证明了SIO₂对CdS中产生的电子有良好的加速作用,并获得了阈值电压低、B-V特性好,亮度较高的红色TFEL器件.我们将硫化镉蒸镀于电致发光器件中,测量这些器件的电学和光学特性,发现含CdS的样品的传导电荷明显大于不含CdS的样品,这说明硫化镉层可以提供较多的电子.但是,样品ITO/SiO₂/ZnS:Sm³⁺/SiO₂/CdS/Al的发光效率低于不含硫化镐的样品,这说明这些电子在进入ZnS层的过程中能量有所降低.为了提高这些电子的能量,我们制备了样品ITO/SiO₂/ZnS:Sm³⁺/SiO₂/CdS/Al,使硫化镉中产生的电子先经过SiO₂层,再进入发光层.测量结果表明这一样品的最大亮度和发光效率与上述含硫化镉的样品相比分别提高了2.5个和0.5个数量级,与不含硫化镉的样品的亮度接近,但其阈值电压较低,亮度-电压(B-V)曲线上升部分较陡,且有一段饱和区.在这一样品达到饱和的电压下,不含硫化镉的样品才刚刚起亮,这说明该样品的发光主要是由于硫化镉增加的电子数目对发光的贡献.同时这些电子在SiO₂中得到了明显的加速.