硅基二氧化硅波导和SOI脊型波导应力双折射研究

采用有限元方法分析了硅基二氧化硅波导和SOI（Silicon on Insulator）脊型波导内部残留热应力引起的双折射.对于硅基二氧化硅波导，应力双折射系数的数量级为10－4，对于上包层为空气的SOI脊型波导，该系数的数量级为10－5，对于上包层为SiO2的SOI脊型波导，该系数的数量级为10－3，可见在硅基二氧化硅波导和上包层为SiO2的SOI脊型波导中产生了大的应力双折射，而在上包层为空气的SOI脊型波导中应力双折射较小.     

发光纳米硅/二氧化硅多层膜的特性与氢气氛退火的影响

利用等离子体增强化学气相沉积法制备了氢化非晶硅/二氧化硅多层膜，通过两步热退火的方法获得了尺寸可控的纳米硅/二氧化硅多层结构，晶粒尺寸约为4nm，在室温下观察到了较强的光致可见发光，其发光峰位于750nm.在此基础上，发现合适的氢气氛退火能有效地提高材料的发光强度.电子顺磁共振实验表明氢气氛退火有效地降低了纳米硅中的非辐射复合中心而导致发光效率的提高.     

镁橄榄石和顽辉石的高温高压合成

 用国产六面顶压机，在温度为1 000～1 500 ℃和压力为2～5 GPa的高温高压条件下，对氧化镁（MgO）和二氧化硅（SiO₂）混合粉末样品进行了处理。通过对所得产物的观察与X射线衍射分析结果表明，在较宽的压力范围内，可以得到镁橄榄石（Mg₂SiO₄）单晶体和顽辉石（MgSiO₃）单晶体。讨论了地幔物质镁橄榄石（Mg₂SiO₄）和顽辉石（MgSiO₃）的生成条件、生长特性及相变关系。     

扶手椅型硅纳米管的电学性质研究

本文采用密度泛函理论的第一性原理方法，对手性指数m=n=K（K为3～15的整数）的扶手型硅纳米管的能带结构和态密度进行了研究。计算结果表明，扶手型（3，3）硅纳米管为间接带隙结构，其余均为直接带隙结构；随着手性指数的增加，硅纳米管的直径增大，硅纳米管的禁带宽度逐渐减小，且导带逐渐下移，总态密度图峰值强度增大；扶手型（3，3）硅纳米管的禁带宽度最大；扶手型（13，13）硅纳米管的禁带宽度最小，说明其导电性优于其他手性指数的扶手椅型硅纳米管；同时，扶手型（4，4）硅纳米管的导带和价带出现重叠，说明扶手型（4，4）硅纳米管为金属性纳米管；态密度图表明扶手型（9，9）硅纳米管的价带顶主要由Si-3p电子态构成，导带底由Si-3p态电子和Si-3s态电子共同构成。     

硅（100）晶面上硅和二氧化硅的横向与纵向腐蚀速率

定义了硅表面上硅和二氧化硅的横向腐蚀速率 ,系统地测量了硅 (10 0 )晶面上的硅和二氧化硅在 4 0 %(质量分数 )氟化铵水溶液中的横向与纵向腐蚀速率 ,并和硅 (111)晶面上的测量结果进行了对比 .对比结果表明 ,尽管两种晶面上的硅和二氧化硅的腐蚀速率有明显的差别 ,其相应的表观活化能在误差范围内相同 .实验中还发现 ,溶液的温度为 38.2℃时 ,硅腐蚀过程中形成的气泡对硅的腐蚀速率有显著的影响 :开始时加速硅的腐蚀 ;但随着气泡在硅 /溶液界面的聚集 ,阻碍硅的腐蚀 .     

一种新型SOI结构——SiGe-OI材料研究进展

SOI（silicon on insulator，绝缘层上的硅）技术和SiGe（silicon germanium，锗硅）技术都是微电子领域的前沿技术，SiGe-OI（SiGe-on-insulator，绝缘层上的锗硅）新型材料是最近几年来才出现的一种新型SOI材料，它同时具备了SOI技术和SiGe技术的优势，因而成为当前微电子研究领域的最前沿课题之一。文章结合中国科学院上海微系统与信息技术研究所的工作，综述了SiGe－OI材料研究情况和应用前景，详细介绍了其主要的制备方法，最后报道了作才在SiGe－OI材料研究上的一些实验结果。     

硅基掺锰富硅氧化硅薄膜的电致发光

硅光子学中的关键问题是研制高效率的硅基光源,文章为此提出了一种实现硅基发光的方法。采用共溅射的方法在n＋型重掺杂硅衬底上制备了富硅氧化硅（SiO2∶Si）薄膜,然后用热扩散法进行了锰（Mn2＋）掺杂和光学活化。高分辨透射电镜观察表明薄膜中形成了3～5 nm的硅纳米晶体。该薄膜在紫外光照射下发射出明亮的绿光,光致发光谱峰位在524 nm（2.36 eV）,一般认为这是来自Mn2＋能级4T1 →6A1基态跃迁的绿光辐射;其荧光寿命为0.8 ms。将该掺锰富硅二氧化硅（SiO2∶Si∶Mn2＋）做成电致发光结构,在低反偏电压下观察到近乎白色的电致发光（EL）,光谱范围覆盖了400～800 nm。研究表明,该电致发光谱来源于薄膜中的Mn2＋以及氧化硅中的缺陷发光中心两者光谱的叠加;Mn2＋的发光是靠薄膜中的热电子来激发的;并由此探讨了薄膜中的硅纳米晶体在电致发光过程中的作用。     

封面说明

硅和氧化硅与贵金属金和银不互熔，因此，把硅氧化物同贵金属共蒸发可以用来制取各种硅纳米结构．如果把SiO和Ag2O一起蒸发到温度保持在Ag熔点以上（比如说，1000℃）的衬底上，则会形成Ag为内核、SiO2为外壳的内核／壳层结构．根据壳层几何形状的不同，其上由冷却造成的应力分布花样可以是三角铺排、菲波纳契螺旋、草莓上的“X形”点阵等花样（Li＆Cao，Science 309，909（2005））．     

多孔硅——一种新形态的硅材料

多孔硅（ｐｏｒｏｕｓ　Ｓｉｌｉｃｏｎ）是指通过对氢氟酸溶液中的晶体硅片进行阳极氧化，在硅衬底上形成的多孔态的硅材料．本文介绍了多孔硅的形成规律和结构形貌，并对其光学性质和形成机制仆行了简要的评介，最后以多孔硅在大规模集成电路中的应用为主讨论了它的技术应用．     

硅基低维半导体材料

Ｓｉ／Ｇｅ超晶格外延生长技术的发展和纳米硅（ｎｃ－Ｓｉ：Ｈ）多孔硅（ＰＳ）发光现象的发现，引起了们们对硅基低材料的关注，文章简要综述了近年来在Ｓｉ／Ｇｅ超晶格的电子态和光学性质以及ｎｃ－Ｓｉ：Ｈ，ＰＳ的结构和发光机理等方面的研究进展。     

溶胶-凝胶法制备疏水性自组装SiO2薄膜

 以正硅酸乙酯（TEOS）和六甲基二硅氮烷（HMDS）为前驱体,研究了引入聚乙烯吡咯烷酮（PVP）对膜层的影响,在碱催化条件下制备了改性的二氧化硅溶胶,并采用提拉涂膜的方法在石英基底上涂膜。对不同组分的薄膜,先经热处理或紫外辐照处理,然后用十八烷基三氯硅烷（OTS）/甲苯溶液对膜层表面进行化学修饰,制备出疏水性能良好的纳米二氧化硅自组装薄膜,分析了不同后处理方法对膜层透过率、接触角、膜层表面微观形貌和激光损伤阈值影响。实验结果表明：溶胶中加入PVP提高了膜层的平整度,经OTS改性后膜层疏水性和激光损伤阈值均得到提高。     

预烧－碱熔－分光光度法测定中碳石墨中二氧化硅

本文研究了预烧－碱熔－光度法测定中碳石墨中二氧化硅的条件，确定了高温灼烧排除主体成份碳的时间，在草－硫混酸介质中，用硫酸亚铁铵还原硅钼黄，波长８１０ｎｍ处，二氧化硅含量在０．０１－０．３２ｍｇ／１００ｍＬ范围内呈良好线性，用于测定中碳石墨中二氧化硅含量，结果满意。     

用发射光谱法连续摄谱检测铸铁中的硅、锰、镁

采用高压火花光源，一次预烧，连续摄谱的发射光谱法定量分析铸铁中硅，锰、镁三元素，加快了分析速度，可测定质量百分数为1.50%-3.50%的硅、0.40%-1.10%的锰，0.010%-0.090%的镁，其相对标准偏差分别为硅1.9%，锰3.0%，镁10.4%。     

低束流Nd3+注入硅基薄膜结构及光致发光的研究

采用金属蒸气真空弧离子源（MEVVA）制备了掺Nd^3 硅基薄膜材料。用扫描电镜和X射线衍射观测了表面形貌及物相结构随注入条件、退火温度的变化，样品经1000℃退火处理形成NdSi相钕硅化合物。测试了样品的光致荧光谱，在254nm（－5.0eV）光激发下获得了紫蓝光区（410－430nm）和红光区（746nm）蒌光发射，随着退火温度的升高，荧光强度增大。746nm红光光谱显示了Nd^3 特征光发射跃迁（^4F7/2,^4S3/2→^4I9/2），讨论了注入层结构与荧光发射的相关性。     

硅（磷）中心自由基与2─丁烯二酸二乙酯的加合反应机理

用ＥＳＲ方法研究了硅（磷）中心自由基与２－丁烯二酸二乙酯的加合反应机理．具有顺式构型的马来酸二乙酯（ＤＥＭ）与硅（磷）中心自由基反应，生成自由基加合物。ＤＥＭ的聚合反应受到抑制。具有反式构型的富马酸二乙酯（ＤＥＦ）易发生聚合反应，ＤＥＦ与硅（磷）中心自由基的加合反应受到抑制．ＤＥＦ与ＤＥＭ在反应性能上的差异，主要来自ＤＥＦ有较大的空间位阻效应．     

SiO_x∶H(0

采用退火后处理的方法，使ＳｉＯｘ∶Ｈ（０＜ｘ＜２）形成纳米硅与二氧化硅的镶嵌结构．利用红外透射谱、Ｒａｍａｎ谱和光致发光谱，系统地研究了不同退火温度对薄膜微结构及室温光致发光谱的影响．发现发光谱均由两个Ｇａｕｓｓ线组成，其中主峰随着退火温度的升高而红移，而位于８３５ｎｍ的伴峰不变．指出退火前在７２０—６１０ｎｍ的波长范围内强的主峰可能来源于膜中的非晶硅原子团，随退火温度的升高主峰的红移是由于非晶硅原子团的长大．而伴峰可能来自硅过剩或氧欠缺引入的某种发光缺陷．１１７０℃退火后在８５０ｎｍ附近出现强的谱带与纳米硅的析出有关，支持了量子限制效应发光模型．     

碳纳米管-硅纳米线复合结构的形成和热稳定性

通过分子动力学方法模拟了在碳纳米管内填充一定数目的半导体元素硅形成碳纳米管-硅纳米线复合结构的过程,并采用Lindemann指数研究了这种复合结构的热稳定性．计算结果表明,当考虑碳纳米管和硅纳米线轴向方向的周期性边界条件之后,在C（13,0）和C （14,0）碳纳米管内能够形成亚稳结构的硅纳米线Si₁₆NW和Si₂₀NW,从而获得一种碳纳米管-硅纳米线的新型复合结构．通过计算这种复合结构的Lindemann指数,可以看到由于碳纳米管的保护作用,碳纳米管包裹的硅纳 关键词： 复合结构 纳米线 碳纳米管 分子动力学     

硅团族结构和碎片行为的紧束缚理论方法

利用紧束缚分子动力学模拟退火方法研究了硅族Ｓｉ（ｎ＝２－１４）的结构性质和能量。通过与前人工作结果（Ｓｉ２－Ｓｉ１０）的比较,发现本理论方法的结果相当准确地再出了从头计算的结论。对较大的硅团族所作的计算给出了有意义的结构预测。从能量观点出发,计算结果表明原子数分别为４,６,７,１０,１２和１４的硅团族较为稳定。还进一步研究了硅团族的碎片行为,理论计算的结果表明较大的硅团族的稳定碎片产物通常包括一个     

利用快速退火法从非晶硅薄膜中生长纳米硅晶粒

报道了一种从非晶硅薄膜中生长纳米硅晶粒的方法。含氢非晶硅薄膜经过快速热退火处理后，用拉曼散射和X射线衍射技术对样品进行分析。实验结果表明：纳米硅晶粒不但能在非晶硅薄膜中形成，而且所形成的纳米硅晶粒的大小随着热退火过程中升温快慢而变化。在升温过程中，若单位时间内温度变化量较大（－100℃/s），则所形成纳米硅粒较小（1．6－15nm）； 若单位时间内温度变化量较低（－1℃/s），则纳米硅粒较大（23－46nm）。根据晶体生长理论和计算机模拟，讨论了升温快慢与所形成的纳米硅颗粒大小的关系。     

液相沉积法制备的二氧化硅薄膜及其钝化性能

采用液相沉积法在硅基底上成功制备了二氧化硅薄膜,利用扫描电子显微镜、光电子能谱和少子寿命测试仪等对二氧化硅薄膜的组织结构和钝化性能进行了研究,结果表明,液相生长的二氧化硅薄膜致密平整,含有少量的F元素;对硅具有较好的减反和钝化作用,平均反射率由28.87%降低至10.88%,表面复合速度由6 923 cm/s降低至2 830 cm/s。