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相似文献
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1.
提出了金属薄膜厚度对薄膜中自由电子的平均自由程影响的物理模型,并给出了薄膜中自由电子的平均自由程的修正公式.理论研究表明:当膜厚小于自由电子的平均自由程时,薄膜中电子平均自由程随膜厚的减小而减小|当膜厚大于或等于自由电子的平均自由程时,薄膜中电子的平均自由程与块状材料一样.利用薄膜中电子平均自由程的计算公式,修正了薄膜导电率的基本理论表达式,再利用金属薄膜的反射率与薄膜导电率的关系,得出金属薄膜厚度对其光反射率的影响.计算机模拟表明:当薄膜厚度小于电子自由程时,金属薄膜反射率随薄膜厚度变化而呈非线性关系.  相似文献   

2.
实现薄膜光学参数的简便测量对于薄膜的制备和应用具有重要意义。引入适用于半导体材料的Forouhi_Bloomer模型,用其表征薄膜折射率与色散的关系。考虑到粗糙度的影响,假设薄膜厚度服从正态分布,给出了模拟退火法与迭代法相结合、由可见光光谱测定薄膜光学参数的方法。作为尝试,以硅系薄膜为例进行了计算。结果表明,获得的厚度与用椭偏仪测量的结果较为吻合。该方法适用于研究和测量半导体薄膜的光学性能和膜厚,具有很高的实用价值。  相似文献   

3.
不同基底的GaN纳米薄膜制备及其场发射增强研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
陈程程  刘立英  王如志  宋雪梅  王波  严辉 《物理学报》2013,62(17):177701-177701
采用脉冲激光沉积 (PLD) 方法在Si及SiC基底上制备了相同厚度的GaN纳米薄膜并对其进行了微结构表征及场发射性能测试分析. 结果表明: 基底对于GaN薄膜微结构及场发射性能具有显著的影响. 在SiC基底上所制备的GaN纳米薄膜相对于Si基底上的GaN纳米薄膜, 其场发射性能得到显著提升, 其场发射电流可以数量级增大. 场发射显著增强应源于纳米晶微结构及取向极化诱导增强效应. 本研究结果表明, 要获得优异性能场发射薄膜, 合适基底及薄膜晶体微结构需要重点考虑. 关键词: 基底 GaN 纳米薄膜 场发射  相似文献   

4.
金属薄膜厚度小于电子自由程对其光反射率的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
提出了金属薄膜厚度对薄膜中自由电子的平均自由程影响的物理模型,并给出了薄膜中自由电子的平均自由程的修正公式.理论研究表明:当膜厚小于自由电子的平均自由程时,薄膜中电子平均自由程随膜厚的减小而减小;当膜厚大于或等于自由电子的平均自由程时,薄膜中电子的平均自由程与块状材料一样.利用薄膜中电子平均自由程的计算公式,修正了薄膜...  相似文献   

5.
电子束蒸发的单层光学薄膜具有明显的柱状结构,薄膜内部折射率的变化较大,由此引起的体散射现象也较明显。基于一阶电磁微扰理论,建立了单层光学薄膜的体散射理论模型,分析了膜层厚度、入射光偏振态、柱状结构因子、非均质性对体散射的影响。研究了纯柱状结构下,电子束蒸发的单层二氧化铪(Hf O2)薄膜体散射的角分布散射值(ARS)随着膜层厚度的变化规律,结果表明纯柱状结构Hf O2薄膜体散射的ARS量级与表面散射完全非相关模型的ARS值相近,并且在特定的膜厚范围内,体散射的ARS值随着膜厚的增大而增大。对于非均质性薄膜,当非均质性一定时,体散射的ARS值随着膜厚的增大而增大;当膜层厚度一定时,体散射的ARS值随着非均质性绝对值的增大而减小。  相似文献   

6.
激励光辐照薄膜的表面热透镜效应中,调制频率的大小影响样品内热波的热扩散深度。通过频率控制热波扩散深度可以探测不同薄膜层面的吸收和热缺陷分布。理论分析了不同薄膜厚度下调制频率对热扩散深度的影响。结果表明,薄膜的热导率越小、膜厚越厚,基底中的热扩散深度就越浅,不同材料的基底对吸收测量带来的影响就越小;在膜厚一定的情况下,调制频率越高,基底中的热扩散深度越浅,不同基底样品的光热信号将趋于相等。  相似文献   

7.
逯鑫淼  姜来新  吴谊群  王阳 《光学学报》2012,32(11):1131001
采用磁控溅射法制备了不同厚度的锑基铋掺杂薄膜,用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)研究了薄膜结构随厚度的变化。利用椭圆偏振法测定了样品薄膜在近红外波段的光学常数与光学带隙,研究了膜厚对样品薄膜光学常数和光学带隙的影响。结果表明,膜厚从7 nm增加至100 nm时,其结构由非晶态转变为晶态。在950~2200 nm波段,不同厚度薄膜样品的折射率在4.6~8.9范围,消光系数在0.6~5.8范围,光学带隙在0.32~0.16 eV范围。随着膜厚的增加,薄膜的折射率和光学带隙减小,而消光系数升高;光学常数在膜厚50 nm时存在临界值,其原因是临界值前后薄膜微观结构变化不同。  相似文献   

8.
一、引言球坑仪是一种用机械方法测量固体薄膜和涂层厚度的仪器.测量的范围在0.5μ50μ之间最为合适.用这种方法测量薄膜厚度无论是透明膜或不透明膜毋须知道其薄膜的折射率或所用光波的波长,并且测得的厚度是绝对值.它既可测量光学膜亦可测量电学膜、半导体薄膜、金属膜或非金属膜的厚  相似文献   

9.
胡小颖  王淑敏  裴艳慧  田宏伟  朱品文 《物理学报》2013,62(3):38101-038101
利用等离子体化学气相沉积技术, 在引入Ti过渡层后的Co膜表面一步制备出碳纳米片-碳纳米管复合材料, 研究了Co膜厚度对复合材料形貌及场发射性质的影响. 当Co薄膜厚度为11 nm时, 得到了垂直基片定向生长的碳纳米管和碳纳米片复合物, 此时, 碳纳米片分布在碳纳米管的管壁上和管的顶端, 样品的场发射性能最佳.  相似文献   

10.
X射线衍射光谱、拉曼光谱和紫外可见透射光谱技术是薄膜材料检测的重要技术手段。通过对薄膜材料光谱性能的分析,可以获得薄膜材料的物相、晶体结构和透光性能等信息。为了解厚度对未掺杂ZnO薄膜的X射线衍射光谱、拉曼光谱和紫外可见透射光谱性能的影响,利用溶胶-凝胶法在石英衬底上旋涂制备了不同厚度的未掺杂ZnO薄膜样品,并对薄膜样品进行了X射线衍射光谱、拉曼光谱和紫外可见透射光谱的检测。首先,通过X射线衍射光谱检测发现,薄膜样品呈现出(002)晶面的衍射峰,ZnO薄膜为六角纤锌矿结构,均沿着C轴择优取向生长,且随着薄膜厚度的增加,衍射峰明显增强,ZnO薄膜的晶粒尺寸随着膜厚的增加而长大。利用扫描电子显微镜对薄膜样品的表面形貌分析显示,薄膜表面致密均匀,具有纳米晶体的结构,其晶粒具有明显的六角形状。通过拉曼光谱检测发现,薄膜样品均出现了437 cm-1的拉曼峰,这是ZnO纤锌矿结构的特征峰,且随着薄膜厚度的增加,其特征拉曼峰强度也增加,进一步说明了随着ZnO薄膜厚度的增加,ZnO薄膜晶化得到了加强。最后,通过紫外可见透射光谱测试发现,随着膜厚的增加,薄膜的吸收边发生一定红移,薄膜样品在可见光区域内的透过率随着膜厚度增加而略有降低,但平均透过率都超过90%。通过对薄膜样品的紫外-可见透射光谱进一步分析,估算了薄膜样品的折射率,定量计算了薄膜样品的光学禁带宽度,计算结果表明:厚度的改变对薄膜样品的折射率影响不大,但其禁带宽度随着薄膜厚度的增加而变窄,且均大于未掺杂ZnO禁带宽度的理论值3.37 eV。进一步分析表明,ZnO薄膜厚度的变化与ZnO晶粒尺寸的变化呈正相关,本质上,吸收边或光学禁带宽度的变化是由于ZnO晶粒尺寸变化引起的。  相似文献   

11.
A new analytical model of high voltage silicon on insulator (SOI) thin film devices is proposed, and a formula of silicon critical electric field is derived as a function of silicon film thickness by solving a 2D Poisson equation from an effective ionization rate, with a threshold energy taken into account for electron multiplying. Unlike a conventional silicon critical electric field that is constant and independent of silicon film thickness, the proposed silicon critical electric field increases sharply with silicon film thickness decreasing especially in the case of thin films, and can come to 141V/μm at a film thickness of 0.1μm which is much larger than the normal value of about 30V/μm. From the proposed formula of silicon critical electric field, the expressions of dielectric layer electric field and vertical breakdown voltage (VB,V) are obtained. Based on the model, an ultra thin film can be used to enhance dielectric layer electric field and so increase vertical breakdown voltage for SOI devices because of its high silicon critical electric field, and with a dielectric layer thickness of 2μm the vertical breakdown voltages reach 852 and 300V for the silicon film thicknesses of 0.1 and 5μm, respectively. In addition, a relation between dielectric layer thickness and silicon film thickness is obtained, indicating a minimum vertical breakdown voltage that should be avoided when an SOI device is designed. 2D simulated results and some experimental results are in good agreement with analytical results.  相似文献   

12.
电子束照射下电介质/半导体样品的电子束感生电流(electron beam induced current,EBIC)是其电子显微检测的重要手段.结合数值模拟和实验测量,研究了高能电子束辐照下SiO2/Si薄膜的瞬态EBIC特性.基于Rutherford模型和快二次电子模型研究电子的散射过程,基于电流连续性方程计算电荷的输运、俘获和复合过程,获得了电荷分布、EBIC和透射电流瞬态特性以及束能和束流对它们的影响.结果表明,由于电子散射效应,自由电子密度沿入射方向逐渐减小.由于二次电子出射,净电荷密度呈现近表面为正、内部为负的特性,空间电场在表面附近为正而在样品内部为负,导致一些电子输运到基底以及一些出射二次电子返回表面.SiO2与Si界面处俘获电子导致界面附近负电荷密度高于周围区域.随电子束照射样品内部净电荷密度逐渐降低,带电强度减弱.同时,负电荷逐渐向基底输运,EBIC和样品电流逐渐增大,电场强度逐渐减小.由于样品带电强度较弱,表面出射电流和透射电流随照射基本保持恒定.EBIC、透射电流及表面出射电流均随束流呈现近似正比例关系.对于本文SiO2/Si薄膜,透射电流随束能的升高逐渐增大并接近于束流值,EBIC在束能约15 keV时呈现极大值.  相似文献   

13.
The dynamics of spontaneous polarization switching of the ferroelectric smectic C* in a variable electric field are examined theoretically and experimentally with the help of polarized light scattering. The observed effect of quasiresonant scattering both in freely suspended smectic films and in ordinary electro-optical cells is interpreted within the framework of the nonlinear model of isolated movable kinks in the director orientation distribution. It is shown that the maximum of the scattering intensity at the characteristic frequency of the applied electric field disappears at low temperatures and for small thicknesses of the smectic film. The dependence of the “resonant” frequency on the electric field amplitude, the proximity to the phase transition temperature, the film thickness and thickness of the ferroelectric domains, and also various material parameters is found. Estimates are made of such important characteristics as the dielectric anisotropy, viscosity, and elasticity of the smectic films. The effect of film thickness on the density distribution of the polar anisotropy energy in the film and on the corresponding shape of the moving orientation front within the film are discussed. Zh. éksp. Teor. Fiz. 111, 919–937 (March 1997)  相似文献   

14.
在不同导电衬底(Au,Al和ITO)上制备了PTCDA薄膜,用XRD和AFM技术研究了PTCDA薄膜的结构和表面形貌。结果表明,薄膜中的大部分PTCDA分子平面与衬底不平行,这表明薄膜垂直方向的电流传导将以电子传输为主;在ITO和Au衬底上生长的PTCDA薄膜晶粒排列规则,在薄膜垂直方向呈现出较好的电子传输性能;而在Al衬底上生长的PTCDA薄膜晶粒排列无序,电子传输性能差。通过制备单层结构有机薄膜器件,研究了PTCDA薄膜垂直方向的电子迁移率。综合应用金属-有机界面的热电子发射理论和有机层体内空间电荷限制传导理论,并考虑电场强度对迁移率变化的影响,对ITO/PTCDA/Al器件的电流密度-电压曲线进行拟合,得到ITO衬底上生长的PTCDA薄膜在垂直方向随电场强度变化的电子迁移率数值。  相似文献   

15.
The field electron emission, structural features, and electronic properties of carbon films obtained by chemical vapor deposition were experimentally studied. It is shown that the field electron emission from the films composed of spatially oriented carbon nanotubes and platelike graphite nanocrystals is observed for the electric field strength lower by one to two orders of magnitude as compared to the values characteristic of the metal emitters. Experimental data reported for the first time are indicative of a local decrease in the electron work function in such carbon film materials as compared to that in graphite. A model of the emission center is proposed and a mechanism of the field electron emission from nanostructured carbon is described.  相似文献   

16.
Field electron emission in graphite-like films   总被引:1,自引:0,他引:1  
Results of investigation of carbon films deposited with the use of gas-phase chemical reactions in the plasma of a dc discharge are presented. Films obtained at different parameters of the deposition process varied widely in their structure and phase composition, from polycrystalline diamond to graphite-like material. Comparative study of the structure and phase composition of the films using Raman spectroscopy, cathodoluminescence, electron microscopy, and diffractometry, as well as the obtained field electron emission characteristics, have shown that the threshold value of the electric field strength for electron emission decreases with a decrease in the size of diamond crystallites and growth of the fraction of non-diamond carbon. The lowest threshold fields (less than 1.5 V/μm) are obtained for films consisting mainly of graphite-like material. A model based on the experimental data is proposed, which explains the mechanism of field electron emission in carbon materials.  相似文献   

17.
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.  相似文献   

18.
19.
We simulate the current-voltage (I-V) characteristics of AlGaN/AlN/GaN heterostructure field-effect transistors (HFETs) with different gate lengths using the quasi-two-dimensional (quasi-2D) model. The calculation results obtained using the modified mobility model are found to accord well with the experimental data. By analyzing the variation of the electron mobility for the two-dimensional electron gas (213EG) with the electric field in the linear region of the AlGaN/AlN/GaN HFET I-V output characteristics, it is found that the polarization Coulomb field scattering still plays an important role in the electron mobility of AlGaN/AlN/GaN HFETs at the higher drain voltage and channel electric field. As drain voltage and channel electric field increase, the 2DEG density reduces and the polarization Coulomb field scattering increases, as a result, the 2DEG electron mobility decreases.  相似文献   

20.
赵菲菲  刘永安  胡慧君  赵宝升 《物理学报》2010,59(10):7096-7104
在陶瓷基底上利用电子束蒸镀方法制备了Si薄膜,用作感应读出方式光子计数成像系统的电荷感应层,并研究了薄膜的结构特征和表面形态.X射线衍射(XRD)测试和场发射扫描电子显微镜(FESEM)图像表明,沉积的Si薄膜为无定形态,由于陶瓷晶界的存在,薄膜较粗糙.搭建了相应的实验系统,对比了采用不同厚度Si薄膜时系统的空间分辨率、计数率、脉冲高度分布曲线等,发现薄膜的厚度对探测器的计数率影响较大.此外,实验还对比了采用相同电阻值的Si薄膜和常用的Ge薄膜时系统的性能.研究表明,采用Si薄膜时系统的畸变较小、计数率高  相似文献   

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