掺杂金刚石薄膜的缺陷研究

利用多普勒增宽谱和电子顺磁共振研究了掺硼和掺硫金刚石薄膜的缺陷状态.多普勒增宽谱的结果表明，不同杂质元素掺杂的金刚石薄膜，其中使正电子湮没的缺陷种类是相同的；正电子与不同杂质元素硼、硫之间的相互作用不明显；少量硼可使金刚石膜中的空位浓度减少.EPR结果表明，各掺杂样品的顺磁信号主要来自于金刚石的碳悬键. 关键词： 金刚石 掺杂 多普勒增宽谱 电子顺磁共振     

利用正电子湮没技术研究钾掺杂钨合金中的缺陷

钨合金中钾的掺杂会引入大量的缺陷,如尺寸几十纳米的钾泡、高密度的位错以及微米量级的晶粒带来的晶界等,这些缺陷的浓度和分布直接影响合金的服役性能.本文运用正电子湮没谱学方法研究钾掺杂钨合金中的缺陷信息,首先模拟计算了合金中各种缺陷的正电子湮没寿命,发现钾的嵌入对空位团、位错、晶界等缺陷的寿命影响很小;然后测量了不同钾含量掺杂钨合金样品的正电子湮没寿命谱,建立三态捕获模型,发现样品中有高的位错密度和低的空位团簇浓度,验证了钾对位错的钉扎作用,阐述了在钾泡形成初期是钾元素与空位团簇结合并逐渐长大的过程;最后使用慢正电子多普勒展宽谱技术表征了样品中缺陷随深度的均匀分布和大量存在,通过扩散长度的比较肯定了钾泡、晶界等缺陷的存在.     

纳米Cu固体材料的X射线衍射与正电子湮没研究

 采用自悬浮-冷压法，在不同压力下制得纳米Cu固体材料并对其在不同温度和保温时间下进行退火，利用X射线衍射(XRD)和正电子湮没寿命谱(PAS)分析对材料的结构和微观缺陷进行了表征。XRD分析表明，压制而得的样品晶粒度为20 nm，低于300 ℃退火3 h后并未发现晶粒显著长大；PAS分析表明，压制后的样品缺陷主要为单空位和空位团，大空隙很少，随着退火温度的升高和退火时间的延长，单空位通过扩散结合成空位团，大空隙也在温度较高时分解为空位团，导致空位团的含量增加，而单空位和大空隙的含量降低。     

Hg1-xCdxTe晶体缺陷的正电子湮没寿命

利用正电子(e⁺)湮没寿命谱实验研究了Hg_1-xCd_xTe晶体样品的空位缺陷.碲溶剂法生长的样品，不论是n型导电还是p型导电都存在大量的Hg空位.经过合适的退火工艺，p型材料转为n型，同时对正电子的俘获效应减小，表现为正电子湮没平均寿命值减小14—17ps.若退火温度高于350℃，正电子湮没寿命值又增大，表明Hg空位浓度增加.得到HgCdTe中正电子的体寿命为τ_b=272ps.根据正电子湮没寿命和电参数的测量结果，得出 关键词：     

Co掺杂纳米ZnO微结构的正电子湮没研究

利用正电子湮没技术研究了10 at.% Co掺杂的Co₃O₄/ZnO纳米复合物中退火对缺陷的影响. 利用X射线衍射(XRD)测量了Co₃O₄/ZnO纳米复合物的结构和晶粒尺寸. 随着退火温度升高,Co₃O₄相逐步消失,ZnO晶粒尺寸也有显著增加. 经过1000 ℃以上退火后,Co₃O₄相完全消失,并出现了CoO的岩盐结构. 正电子湮没寿命测量显示出Co₃O₄ /ZnO纳米复合物中存在大量的Zn空位和空位团. 这些空位缺陷可能存在于纳米复合物的界面区域. 当退火温度达到700 ℃后Zn空位开始恢复,空位团也开始收缩. 900 ℃以上退火后,所有空位缺陷基本消失,正电子寿命接近ZnO完整晶格中的体态寿命值. 符合多普勒展宽谱测量也显示Co₃O₄ /ZnO纳米复合物经过900 ℃以上退火后电子动量分布与单晶ZnO基本一致,表明界面缺陷经过退火后得到消除. 关键词： ZnO 界面缺陷 正电子湮没     

正电子湮没谱学研究半导体材料微观结构的应用进展

<正>电子湮没谱学技术在研究材料微观缺陷、微观结构方面有着独特的优势,尤其是在针对阳离子空位等负电性空位型缺陷的研究中,可以获取材料内部微观缺陷的种类与分布的关键信息.正电子湮没寿命和多普勒展宽能谱是正电子湮没谱学的最基本的分析方法,在半导体材料的空位形成、演化机理以及分布等研究方面能够发挥独特的作用;此外,慢正电子束流技术在半导体薄膜材料的表面和多层膜材料的界面的微观结构和缺陷的深度分布的研究中有广泛的应用.通过正电子技术所得到的微观结构和缺陷、电子密度和动量分布等信息对研究半导体微观结构、优化半导体材料的工艺和性能等方面有着指导作用.本文综述了正电子湮没谱学技术在半导体材料方面的应用研究进展,主要围绕正电子研究平台在半导体材料微观缺陷研究中对材料的制备工艺、热处理、离子注入和辐照情况下,各种缺陷的微观结构的表征及其演化行为的研究成果展开论述.     

金刚石膜微结构的慢正电子束测量研究

用慢正电子束辅助以拉曼光谱方法对一批较高质量的PECVD金刚石膜的微结构进行测量研究．拉曼光谱实验结果显示,这批金刚石膜中金刚石相含量比较高,正电子湮没实验进一步从微观结构上指出各个金刚石膜之间存在很大差异,并且从缺陷角度发现各样品中缺陷尺寸和缺陷浓度不一样,造成膜质量不同．S-E曲线变化趋势反映出各样品金刚石晶体结构存在明显不同．这表明正电子湮没技术是测量金刚石膜微结构的有力手段．     

掺镧PbWO4闪烁晶体的缺陷研究

利用正电子湮没寿命谱(PAT)和X射线电子能谱(XPS)研究了掺镧所引起的PbWO₄ 晶体缺陷的变化.结果表明：掺镧后,PbWO₄晶体中的正电子捕获中心铅空位(V< sub>Pb)浓度增加,并进一步诱导低价氧浓度的增加.讨论了掺La的作用机制,认为掺 La将抑制晶体中的氧空位,增加铅空位浓度. 关键词： 掺镧钨酸铅晶体 正电子湮没寿命谱 X射线电子能谱 缺陷     

掺杂的PbTiO_3铁电陶瓷中的正电子湮没

正电子湮没技林(PAT)在材料缺陷的研究中有着广泛的应用[1].但它用于铁电陶瓷组分缺陷的研究则刚刚开始.Tsuda[2,3]等研究了掺Gd的BaTiO3的正电子寿命谱,证明正电子对掺Gd所造成的Ba空位是敏感的.本文报道La,Mn复合置换的PbTiO3铁电陶瓷的正电子寿命谱测量结果.样品配料分子式为(Ph-(1-1.5x)其中表示Pb空位,x值从1%到10%.样品按陶瓷工艺制成20 ×20×1mm3薄方片.在室温(23℃)下进行正电子寿命测量,实验所用的ORTEC系列快定时系统正电子寿命谱仪在测量 CO～(60)的瞬发曲线时的半高宽(FWHM)为280ps. 用正电子拟合(POSITRONFIT…     

N2分压对ZrN/WN纳米多层膜缺陷性质与力学性能的影响

利用射频磁控溅射系统在不同N₂分压的条件下，制备了一系列ZrN/WN纳米多层膜.借助慢正电子湮没技术分析了样品的缺陷性质，采用纳米压痕仪研究了多层膜的力学性能.结果发现：N₂分压为0.4Pa的多层膜具有最小的空位型缺陷浓度，其中心层和膜基结合层的平均S参数分别为0.4402和0.4641，而较低或较高的N₂分压都可能导致空位型缺陷浓度的增加.随着空位型缺陷浓度的减小，多层膜的硬度和临界载荷增大.对于空位型缺陷浓度最小的多层膜，其硬度和临界载荷达到最大值，分别为34.8GPa和100mN，说明较低的缺陷浓度有利于提高多层膜的力学性能. 关键词： ZrN/WN纳米多层膜 缺陷性质 力学性能 慢正电子湮没     

退火处理Fe43Co43Hf7B6Cu1非晶合金的正电子湮没研究

对熔体急冷法制备的Fe₄₃Co₄₃Hf₇B₆Cu₁非晶合金进行了200,300,400和500 ℃保温30 min的退火处理,用正电子湮没寿命谱、X射线衍射、穆斯堡尔谱等方法研究了退火后试样的结构及结构缺陷变化.结果表明,在非晶合金的制备态,正电子主要在非晶基体相空位尺寸的自由体积中湮没,湮没寿命τ₁为158.4 ps,强度I₁关键词： 43Co₄₃Hf₇B₆Cu₁非晶')" href="#">Fe₄₃Co₄₃Hf₇B₆Cu₁非晶 退火处理 正电子湮没寿命 结构与结构缺陷     

Investigation of structural vacancies in titanium monoxide by electron-positron annihilation

Local atomic environment of vacancies in nonstoichiometric titanium monoxide ranging in composition from TiO_0.74 to TiO_1.26 was studied by electron-positron annihilation. Analysis of the Doppler broadening spectra of the annihilation gamma line for titanium and liquid oxygen showed that positrons in titanium monoxide are trapped by titanium vacancies. Experiments revealed that the lifetime of positrons in ordered and disordered titanium monoxide TiO _y increases with increasing oxygen content y and varies from 184 to 210 ps. Data on the valence electron density permitted the prediction that the lifetime of free positrons in stoichiometric titanium monoxide is about 140 ps and the lifetime of positrons localized in an oxygen vacancy is about 170 ps. The method used to analyze the gamma-line Doppler broadening spectra makes it possible to determine the type and number of atoms around a vacancy and to investigate order-disorder phase transformations in nonstoichiometric compounds.     

Precursors for CVD growth of nanocrystalline diamond

Various routes to grow nanocrystalline diamond films by the chemical vapor deposition technique are reviewed. Among the various routes, NCD films deposited on mirror-polished silicon substrates by biased enhanced growth by microwave plasma chemical vapor deposition are described in detail. The qualitative concentration of NCD was assessed by Raman spectroscopy and x-ray diffraction patterns of the films. The hardness of the films approaches that of natural diamond at optimized conditions while still having a low amount of stress (<1 GPa).     

质量分离低能离子束沉积碳膜及离子轰击效应

用质量分离的低能离子束沉积技术得到了非晶碳薄膜,X射线衍射、Raman谱以及俄歇深度谱的线形表明,此种非晶碳膜中镶嵌着金刚石颗粒.碳离子的浅注入是该碳膜SP³形成的主要机理.从一个侧面说明了化学气相沉积法中偏压预处理增加金刚石成核的主要原因是因为离子轰击效应. 关键词： 非晶碳 离子轰击 质量分离低能离子束     

Characterization of silicon dioxide deposited by low-temperature CVD using TEOS and ozone by monoenergetic positron beams

Monoenergetic positrons were used as a nondestructive probe for SiO₂ films deposited on Si substrates by atmospheric-pressure chemical vapor deposition using tetraethylortho-silicate (TEOS, Si(OC₂H₅)₄) and O₃. The formation of positronium (Ps) in the SiO₂ films was found from measurements of Doppler broadening profiles of the annihilation radiation and lifetime spectra of positrons. A clear correlation between the formation probability of Ps and the concentration of H₂O in the SiO₂ films was established.     

Characterization of diamond single crystals by means of double-crystal X-ray diffraction and positron annihilation

The crystallinity of synthesized and natural crystals of diamond was characterized by double-crystal X-ray diffraction and positron annihilation. The two-dimensional angular correlation of annihilation radiation and positron lifetime measurements revealed that in natural crystals positroniums are formed in a high fraction. The synthesized crystal Ib showed both an extremely small width for the diffraction and a positron lifetime spectrum with a single component of the lifetime of 115 ps. In contrast, the natural diamonds contain a long-lived component of lifetime longer than 2 ns. The diffusion length of positrons was also measured by a variable-energy positron beam. In the synthesized crystal IIa, a diffusion length of about 100.8 nm was observed.Paper presented at the 132nd WE-Heraeus-Seminar on Positron Studies of Semiconductor Defects, Halle, Germany, 29 August to 2 September 1994     

氮离子注入对类球状微米金刚石聚晶膜的影响

利用微波等离子体化学气相沉积法,在覆盖金属钛层的陶瓷衬底上制备出类球状微米金刚石聚晶膜,后对膜的表面进行氮离子的注入.通过扫描电子显微镜、拉曼光谱、X射线衍射谱及二级结构场发射测试,对膜进行了注入前后的分析.氮离子注入后场致电子发射的效果变强,这可能是氮离子的注入增加了类球状微米金刚石聚晶膜表面的缺陷度,从而增加了价带和导带间的缺陷能级,使电子更容易跃迁到高能级上,提高了场致电子的发射效果.     

碳同素异形体中的正电子理论

在密度函数理论的基础上,采用中性原子叠加模型和有限差分方法(SNA-FD)计算了石墨,金刚石和C60这三种碳的同素异形体中的正电子分布和湮没情况. 计算表明,在片层结构的石墨晶体中,正电子主要在石墨层间的空隙中湮没,计算出的石墨中的正电子寿命为208ps,与文献中的实验结果210ps符合很好. 在金刚石单晶中,正电子主要在碳原子之间的空隙中存在并发生湮没,计算出的金刚石中的正电子寿命为1159ps,与文献中的实验结果110ps相符合;在面心立方结构的C60晶体中,正电子主要在C60分子球壳内外侧及分子之 关键词： 石墨 金刚石 C60 正电子寿命     

The effects of temperature on nanocrystalline diamond films deposited on WC-13 wt.% Co substrate with W-C gradient layer

A tungsten-carbide gradient coating (WCGC) was prepared by reactive sputtering as an intermediate layer on the cemented carbide, WC-13 wt.% Co, substrate to improve the nucleation, smoothness and adhesion of diamond film. The diamond film was deposited by hot filament chemical vapor deposition (HFCVD). The effects of the substrate temperature on the WCGC and the diamond film were investigated. The characterization of the WCGC and the diamond films was analyzed by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), micro-Raman spectroscopy and Rockwell hardness indentation. It is found that the WCGC plays an important role in improving the nucleation, smoothness and adhesion of diamond film; and the diamond films exhibit better quality and adhesion as substrate temperature increases during the CVD processes.