厚度对MOCVD生长InN薄膜位错特性与光电性质的影响

研究了金属有机物化学气相沉积法制备的不同厚度InN薄膜的位错特性与光电性质.基于马赛克微晶模型,通过X射线衍射非对称面摇摆曲线测量,拟合出样品刃型位错密度分别为4.2×10¹⁰cm^-2和6.3×10¹⁰cm^-2,并发现样品的微晶扭转角与位错密度随薄膜厚度增加而减小.通过室温霍尔效应测量得到样品载流子浓度分别为9×10¹⁸cm^-3和1.2×10¹⁸cm关键词： 氮化铟 位错 载流子起源 局域态     

SIMOX SOI埋氧注氮工艺对埋氧中固定正电荷密度的影响

在SIMOX SOI材料的埋氧中注氮是为了增强该类材料的抗辐射能力.通过C-V研究表明，对于埋氧层为150 nm的SIMOX SOI材料来说，当在其埋氧中注入4×10¹⁵cm^-2剂量的氮后，与未注氮埋氧相比，注氮埋氧中的固定正电荷密度显著增加了；而对于埋氧层为375nm的SIMOX SOI材料来说，当注氮剂量分别为2×10¹⁵cm^-2和3×10¹⁵cm^{-2关键词： SIMOX 埋氧 注氮 固定正电荷密度}     

MgⅪ 1s3p-1s4p能级间平均高温及高密度条件下的粒子数反转

采用最新设计带侧向喷口的微管靶,当微管内壁平均激光辐照强度约为3.5×10¹³W·cm^-2时,观察到沿整个喷口1s3p ¹P₀⁰和1s4p ¹P₀⁰能级间强烈的粒子数反转。测得相应环境等离子体平均电子温度470—520eV,密度约为2×10²⁰cm^-3。分析了可能导致高温条件下粒子数反转的机制。 关键词：     

大气等离子体中氮氧化物粒子行为的数值模拟

利用一个空间零维大气等离子体模型对其中的氮氧化物在不同电离度情况下的变化规律进行了数值模拟,得到了放电后不同初始电子密度下的氮氧化物(包括NO,NO⁺,NO₂,NO₂⁺,N₂O,N₂O⁺,NO₃和N₂O₅)及影响其产消的主要反应物N和O₃的密度随时间的演化规律.结果表明,电子初始密度n_e0=10⁹ cm^-3时,NO和NO₂的去除率较高,氮氧化物总密度较小,最适合消除氮氧化物污染.同时,还对N和O₃随电离度变化的行为进行了分析. 关键词： 大气等离子体 氮氧化物 电离度 数值模拟     

氮气射频放电与直流放电PIC/MC模拟的比较

建立氮气容性射频等离子体过程的PIC/MC模型,将模拟结果与直流放电进行比较.结果表明:射频等离子体粒子(e,N₂⁺,N⁺)的平均密度较直流放电约大-个量级,在射频电极附近粒子(e,N₂⁺,N⁺)的平均能量比直流放电阴极附近的能量低3倍左右;密度偏低的原子离子N⁺在两电极附近具较高的能量,能量较低的分子离子N₂⁺在放电空间具较高密度,N₂⁺的密度大约是N⁺的6倍;计算的电子能量几率分布与测量结果-致.     

脉冲偏压电弧离子镀CNx薄膜研究

用脉冲偏压电弧离子镀通过控制不同的氮流量在(100)单晶Si基片上制备了不同成分的CN_x薄膜.用光学显微镜,XPS,XRD,激光Raman和Nanoindenter等方法研究了薄膜的形貌、成分、结构和性能.结果表明,薄膜表面平整致密、氮含量随着氮流量的降低而降低、结构为非晶且为类金刚石薄膜;随着氮含量从18.9%降低到5.3%(摩尔百分比,全文同),薄膜的硬度和弹性模量单调增加而且增幅较大,其中硬度从15.0 GPa成倍增加到30.0 GPa;通过氮流量的调整能够敏感地改变薄膜中的sp³键的含量,是CN_x薄膜的硬度和弹性模量获得大幅度调整的本质原因. 关键词： x薄膜')" href="#">CN_x薄膜 脉冲偏压 电弧离子镀 硬度     

ZnO薄膜的掺杂特性

通过MOCVD方法生长的ZnO薄膜一般为富锌生长,呈n型电导,要想得到高阻或低阻p-ZnO薄膜需要对其进行掺杂施主或受主杂质.主要研究在生长过程中通过NH₃对ZnO薄膜进行氮掺杂的情况,利用优化生长条件,即生长温度为610℃,Ar气(携带DEZn)流量为4sccm,O₂流量为120sccm,N₂流量为600sccm,得到在NH₃流量为80sccm时生长样品的结晶质量最高,在掺杂薄膜中NH₃流量高于或低于80sccm时,样品的表面形貌都将变差,只有在80sccm时表面粗糙度最低晶粒最小,表明该流量下获得的样品表面较光滑致密.所以80sccmNH₃流量为在R面蓝宝石上生长<110>取向ZnO薄膜的最佳掺杂流量.Hall测量结果表明,NH₃流量为50sccm的样品电导呈弱p型,电阻率为102Ω·cm,空穴载流子浓度为+1.69×10¹⁶cm^-3,迁移率为3.6cm²·V^-1·s^-1;当NH₃流量增加时样品的电导呈n型,电阻率最高达10⁸Ω·cm,我们认为与进入ZnO薄膜的H的量有关,并对其变化机理进行了详细的分析.     

N2微空心阴极放电特性及其阴极溅射的PIC/MC模拟

采用两维PIC/MCC模型模拟了氮气微空心阴极放电以及轰击离子 (N₂⁺,N⁺) 的钛阴极溅射. 主要计算了氮气微空心阴极放电离子 (N₂⁺,N⁺) 及溅射原子Ti的行为分布, 并研究了溅射Ti 原子的热化过程. 结果表明: 在模拟条件下, 空心阴极效应是负辉区叠加的电子震荡; 在对应条件下, 微空心较传统空心放电两种离子 (N₂⁺,N⁺) 密度均大两个量级, 两种离子的平均能量的分布及大小几乎相同; 在放电空间N⁺的密度约为N₂⁺的1/6, 最大能量约大2倍; 在不同参数 (P, T, V)下, 轰击阴极内表面的氮离子(N₂⁺,N⁺)的密度近似均匀, 其平均能量几乎相等; 从阴极溅射出的Ti原子的初始平均能量约6.8 eV, 离开阴极约0.15 mm处几乎完全被热化. 模拟结果为N₂微空心阴极放电等离子体特性的认识提供了参考依据. 关键词： 微空心阴极放电 PIC/MC模拟 2等离子体')" href="#">N₂等离子体     

电磁脉冲在实验室等离子体中传播时间的实验研究

利用矢量网络分析仪，对频域9—11 GHz的电磁脉冲在实验室稳态无磁场等离子体中传播时间的问题进行了实验研究.实验发现当等离子体密度在0.65—1.43×10¹¹ cm^-3范围内时，电磁脉冲通过该等离子体传播的时间将会小于该电磁脉冲在真空中传播同样距离所需要的时间，在密度约为1.10×10¹¹ cm^-3时，这两个时间差会出现一个极值.进一步的研究表明在此密度范围内，非磁化Xe等离子体中的电磁波色散关系将不再成立. 关键词： 电磁脉冲 脉冲传播时间 等离子体密度 色散关系     

电子回旋共振氩等离子体中亚稳态粒子数密度及电子温度的测量

测量了电子回旋共振（ECR）氩等离子体中Ar的1s₅亚稳态粒子数密度，在气压 为02—0 8 Pa、功率为500—700W的范围内，利用吸收光谱法测量了Ar原子8115 nm谱线的吸收强 度，得到1s₅亚稳态粒子数密度为1×10¹⁵—4×10¹⁵ m ^-3.本文综合考 虑基态和1s₅亚稳态粒子的激发对Ar发射谱线强度的贡献后，用两条发射谱线强 度之比得 到电子温度.结果表明，计入了1s₅亚稳态激发的贡献后，所得到的电子温度与 只考虑基态的贡献得到的电子温度相比存在较大的差别. 关键词： 光谱法 亚稳态粒子数密度 电子温度 ECR等离子体源     

微波ECR磁控溅射制备SiNx薄膜的XPS结构研究

利用微波电子回旋共振等离子体增强非平衡磁控溅射法在不同N₂流量下制备无氢SiN_x薄膜.通过X光电子能谱、纳米硬度仪等表征技术,研究了不同N₂流量下制备的SiN_x薄膜的化学键结构、化学键含量、元素配比及各元素沿深度分布.研究结果表明,N₂流量是影响SiN_x薄膜化学键结构、元素配比、元素延深度分布等性质的主要因素.在N_{2关键词： x}')" href="#">SiN_x 磁控溅射 XPS 化学键结构     

类富勒烯纳米晶CNx薄膜及其场致电子发射特性

利用微波等离子体增强化学气相沉积技术制备出了CN_x薄膜,并利用x射线光电子能谱、x射线衍射、扫描电子显微镜和Raman光谱等测试手段对所制备的CN_x薄膜的微结构和成分进行了分析.研究了其场致电子发射特性.发现薄膜的结构和场发射特性与反应系中的甲烷、氮气及氢气的流量比有关,当甲烷、氢气及氮气流量比为8/50/50 sccm时,制备的薄膜具有弯曲层状的纳米石墨晶体结构（类富勒烯结构）和很好的场发射特性.场发射阈值电场降低至1.1V/μm.当电场为5.9V/μm时,平 关键词： 类富勒烯 x薄膜')" href="#">CN_x薄膜 场致电子发射 微波等离子体增强化学气相沉积     

Synthesis of composite TiN/Ni3N/a-Si3N4 thin films using the plasma focus device

Composite films of TiN/Ni₃N/a-Si₃N₄ were synthesized using the Mather-type plasma focus device with varying numbers of focus deposition shots (5, 15, and 25) at 0° and 10° angular positions. The composition and structural analysis of these films were analyzed by using Rutherford backscattering (RBS) and X-ray diffraction (XRD). Scanning electron microscope and atomic force microscope were used to study the surface morphology of films. XRD patterns confirm the formation of composite TiN/Ni₃N/a-Si₃N₄ films. The crystallite size of TiN (200) plane is 11 and 22 nm, respectively, at 0° and 10° angular positions for same 25 focus deposition shots. Impurity levels and thickness were measured using RBS. Scanning electron microscopy results show the formation of net-like structures for multiple focus shots (5, 15, and 25) at angular positions of 0° and 10°. The average surface roughness of the deposited films increases with increasing focus shots. The roughness of the film decreases at higher angle 10° and the films obtained are smoother as compared with the films deposited at 0° angular positions.     

空气放电非平衡等离子体的模拟计算

 基于空气放电非平衡等离子体动力学,对空气放电进行了数值计算,分析了放电后等离子体中的主要粒子（N₂(v6),N₂(A3),O₂(a1),O和O₃）数密度随起始温度、电子数密度和约化场强的变化趋势。计算结果表明,随着初始温度的升高,空气放电产生的粒子数密度增加。温度为300 K时,放电产生的O原子数密度最大值约为4.90×⁷ cm^-3,而当温度升高到400 K和500 K时,O原子数密度的最大值则相应地增加到5.2×10¹⁰ cm^-3和5.51×10¹⁰ cm^-3。约化场强的影响与温度类似,其中氮气的振动激发态N₂(v6)数密度随约化场强的变化幅度不明显。电子数密度增加,粒子数密度大幅增加,氮分子的激发态N₂(A3)粒子数密度与电子数密度保持严格的线性关系。     

带隙可调的Al，Mg掺杂ZnO薄膜的制备

利用射频磁控溅射（RF-MS）方法,固定Al₂O₃掺杂量2 wt%,Mg掺杂量分别为1 wt%,3 wt%和5 wt%,在玻璃基底上制备了Al掺杂和Al,Mg共掺杂的ZnO薄膜,在500 ℃空气中退火2 h后,测量并比较了它们的光学和电学性质．结果表明,Al,Mg共掺杂的ZnO薄膜结晶质量良好,具有ZnO纤锌矿结构,具有较强的（002）面衍射峰,表明薄膜晶体沿c轴优先生长;与Al掺杂ZnO薄膜相比蓝端光透射率增加,1 wt%和3 wt% Mg掺杂薄 关键词： 射频磁控溅射 ZnO薄膜 Al Mg共掺杂     

Characterization of Zr-Si-N films deposited by cathodic vacuum arc with different N2/SiH4 flow rates

Zr-Si-N films were deposited on silicon and steel substrates by cathodic vacuum arc with different N₂/SiH₄ flow rates. The N₂/SiH₄ flow rates were adjusted at the range from 0 to 12 sccm. The films were characterized by X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning electron microscope (SEM), hardness and wear tests. The structure and the mechanical properties of Zr-Si-N films were compared to those of ZrN films. The results of XRD and XPS showed that Zr-Si-N films consisted of ZrN crystallites and SiN_x amorphous phase. With increasing N₂/SiH₄ flow rates, the orientation of Zr-Si-N films became to a mixture of (1 1 1) and (2 0 0). The column width became smaller, and then appeared to vanish with the increase in N₂/SiH₄ flow rates. The hardness and Young's modulus of Zr-Si-N films increased with the N₂/SiH₄ flow rates, reached a maximum value of 36 GPa and 320 GPa at 9 sccm, and then decreased 32 GPa and 305 GPa at 12 sccm, respectively. A low and stable of friction coefficient was obtained for the Zr-Si-N films. Friction coefficient was about 0.1.     

磁场对重电子金属材料CeCu6-xCdx电阻的影响

介绍了重电子金属CeCu6-x_6-xCdx_x（x=010，015，020，0 30，050）在18—300K温度范围内,在磁场(μ0₀H=0，5，10T)下电阻 随温度的变化规律 及低温（19 ，15K）下的磁电阻（μ0₀H=0—10T）.实验表明所有样品在 零场下的Tmax_max（对应于电阻极大值的温度）都低于18K.加磁场后，Tmax _max随磁场和掺杂量 关键词： 重电子系统 低温电阻 近藤散射 相干散射     

Effect of ECR-assisted microwave plasma nitriding treatment on the microstructure characteristics of FCVA deposited ultra-thin ta-C films for high-density magnetic storage applications

There are higher technical requirements for protecting layer of magnetic heads and disks used in future high-density storage fields. In this paper, ultra-thin (2 nm thickness) tetrahedral amorphous carbon (ta-C) films were firstly prepared by filtered cathodic vacuum arc (FCVA) method, then a series of nitriding treatments were performed with nitrogen plasma generated using electron cyclotron resonance (ECR) microwave source. Here it highlighted the influence of nitrogen flow and applied substrate bias voltage on the structural characteristics of ta-C films during the plasma nitriding process. The chemical compositions, element depth distribution profiles, physical structures and bonding configurations of plasma-nitrided ta-C films were investigated by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Auger electron spectroscopy (AES) and UV-vis Raman spectroscopy. The experimental results show that the carbon nitride compounds (CN_x) are formed in nitrogenated ta-C films in which the N content and its depth distribution depends on bias voltage to large extent rather than N₂ flow. The N content of nitrogenated ta-C films can reach 16 at.% for a substrate bias of −300 V and a N₂ flow of 90 sccm. With increasing nitrogen content, there is less G peak dispersion and more ordering of structure. Furthermore, appropriate nitriding treatment (substrate bias: −100 V, N₂ flow: 150 sccm) can greatly increase the fraction of sp³ and sp³C-N bonds, but the values begin to fall when the N content is above 9.8 at.%. All these indicate that suitable ECR-assisted microwave plasma nitriding is a potential modification method to obtain ultra-thin ta-C films with higher sp³ and sp³C-N fractions for high-density magnetic storage applications.     

Acoustic perturbations in a pulsedRF-plasma

The response of a stationary weakly ionized plasma to a density perturbation in the neutral gas component was studied in a neon plasma with the following typical properties: electron density ¯N _e≈8×10¹² cm^?3, electron temperature on the axis of the vesselT _e0≈3.0 eV; neutral gas densityN _n≈1×10¹⁷cm^?3 and neutral gas temperatureT _n0≈600 °K. A neutral density perturbation, generated 50 cm apart from the plasma, produces a fluctuation in the ion density and a sharp spike in the differential voltage of a floating double probe. The experimental observations demonstrate the propagation of an ion sheath and of an electric field perturbation together with the neutral density perturbation. An interpretation of the plasma response to acoustic wave pulses has been proposed by Ingard and Schulz in a theory on acoustic wave modes in a weakly ionized gas. The experimental results are in good agreement with the theoretical expectations.