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相似文献
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1.
Si3N4/Si表面Si生长过程的扫描隧道显微镜研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
汪雷  唐景昌  王学森 《物理学报》2001,50(3):517-522
利用原位扫描隧道显微镜和低能电子衍射分析了Si的纳米颗粒在Si3N4/Si(111)和Si3N4/Si(100)表面生长过程的结构演变.在生长早期T为350—1075K范围内,Si在两种衬底表面上都形成高密度的三维纳米团簇,这些团簇的大小均在几个纳米范围内,并且在高温退火时保持相当稳定的形状而不相互融合.当生长继续时,Si的晶体小面开始显现.在晶态的Si3N4(0001)/S 关键词: 氮化硅 扫描隧道显微镜 纳米颗粒  相似文献   

2.
a-Si3N4纳米粒子的激光法制备及能级结构研究   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
王善忠  李道火 《物理学报》1994,43(4):627-631
给出激光化学汽相沉积法制备a-Si3N4纳米粒子的原理和经验公式,在特定工艺参数下获得平均粒径为6.5nm的优质a-Si3N4纳米粒子,用紫外光谱研究其能级结构,发现与小粒子有关的峰状光谱结构和能带分裂现象,描述了a-Si3N4纳米粒子的物理结构图象,确认硅错键≡Si—Si≡,硅悬挂键≡Si30在富硅a-Si3 关键词:  相似文献   

3.
Ti-Si-N复合膜的界面相研究   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
为了揭示Ti_Si_N复合膜中Si3N4界面相的存在方式及其对薄膜力学 性能的影响 ,采用x射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜、俄歇电子能谱仪和显微硬度仪对比研究了磁 控溅射Ti_Si_N复合膜和TiN/Si3N4多层膜的微结构和力学性能. 实 验结果表明 ,Ti_Si_N复合膜均形成了Si3N4界面相包裹TiN纳米晶粒的微结构. 其中低Si 含量的Ti_Si_N复合膜中Si3N4界面相的厚度小于1nm,且以晶体态 存在,薄膜 呈现高硬度. 而高Si含量的Ti_Si_N复合膜中的Si3N4界面相以非晶 态存在,薄 膜的硬度也相应降低. 显然,Ti_Si_N复合膜中Si3N4界面相以晶体 态形式存在 是薄膜获得高硬度的重要微结构特征,其强化机制可能与多层膜的超硬效应是相同的. 关键词: Ti-Si-N复合膜 界面相 微结构 超硬效应  相似文献   

4.
采用射频磁控溅射方法制备单层AlN, Si3N4薄膜和不同调制周期的AlN/Si3N4纳米多层膜.采用X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜和纳米压痕仪对薄膜进行表征.结果发现,多层膜中Si3N4层的晶体结构和多层膜的硬度依赖于Si3N4层的厚度.当AlN层厚度为4.0nm、 Si3N4层厚度 关键词: 3N4纳米多层膜')" href="#">AlN/Si3N4纳米多层膜 外延生长 应力场 超硬效应  相似文献   

5.
乌晓燕  孔明  李戈扬  赵文济 《物理学报》2009,58(4):2654-2659
采用反应磁控溅射法制备了一系列具有不同Si3N4层厚度的AlN/Si3N4纳米多层膜,利用X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜和微力学探针表征了多层膜的微结构和力学性能.研究了Si3N4层在AlN/Si3N4纳米多层膜中的晶化现象及其对多层膜生长结构与力学性能的影响.结果表明,在六方纤锌矿结构的晶体AlN调制层的模板作用下,通常溅射条件下以非晶态存在的Si3N4层在其厚度小于约1nm时被强制晶化为结构与AlN相同的赝形晶体,AlN/Si3N4纳米多层膜形成共格外延生长的结构,相应地,多层膜产生硬度升高的超硬效应.Si3N4随层厚的进一步增加又转变为非晶态,多层膜的共格生长结构因而受到破坏,其硬度也随之降低.分析认为,AlN/Si3N4纳米多层膜超硬效应的产生与多层膜共格外延生长所形成的拉压交变应力场导致的两调制层模量差的增大有关. 关键词: 3N4纳米多层膜')" href="#">AlN/Si3N4纳米多层膜 外延生长 赝晶体 超硬效应  相似文献   

6.
氮化硅薄膜的微结构   总被引:6,自引:1,他引:5       下载免费PDF全文
利用TEM,STM和PDS显微光度计研究了ECR-PECVD技术制备的Si3N4薄膜的微结构.结果表明:在较低沉积温度下,ECR-PECVD制备的Si3N4薄膜是一种纳米α-Si3N4薄膜,其晶粒粒度在14—29nm间,而且这种薄膜具有较好的表面平整度.初步分析了ECR-PECVD制备的Si3N4在较低沉积温度下形成晶态薄膜的机理. 关键词:  相似文献   

7.
基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了α-Si3N4和β-Si3N4的晶体结构、电子结构、光学性质和声子谱,并对结果进行了理论分析.计算结果表明两种相都含有较强的共价键,均为绝缘体,且α-Si3N4的禁带宽度略大于β-Si3N4.计算获得的光学吸收系数表明α-Si3N4和β-Si3N4主要吸收紫外光,并二者的能量损失峰在24.4 eV附近.α-Si3N4和β-Si3N4的声子谱中均无虚频,表明二者的结构是稳定的.在0~1000 K范围内,α-Si3N4的热容约为β-Si3N4的两倍.本文的计算结果可以为Si3N4  相似文献   

8.
陆爱江 《物理学报》2013,62(21):217101-217101
已有的实验结果表明, 硅硼氮陶瓷材料具有非晶态的微观结构, 并且可在六方相氮化硅 (β-Si3N4) 的基础上得到较好理论模型. 本文通过同样方法建立硅硼氮陶瓷材料的理论模型, 并在此基础上进行分子动力学与密度泛函理论结合的计算研究, 得到其高温下光学性质的显著变化. 与氮化硅 (Si3N4) 的光学性质比较分析后发现, 低温下SiBN陶瓷对可见光甚至紫外及高频光吸收显著, 而高温下呈现对微米波的较好吸收和其他波段小于0.3的吸收系数; 低温下SiBN陶瓷的反射系数全波段接近0.1, 而高温下其反射系数可小至1%; 单晶Si3N4的光学性质则随温度升高几乎不发生变化. 这一结果表明SiBN陶瓷作为高温激光隐形材料的可能, 也为非晶材料光电应用指出一个新的方向. 关键词: 硅硼氮陶瓷 密度泛函理论 光吸收系数 反射系数  相似文献   

9.
采用基于密度泛函的第一性原理方法研究了(Si3-xCux)N4(x=0,0.25,0.5,0.75,1)晶体的稳定性、力学性能和电子结构,分析了Cu掺杂对β-Si3N4力学性能的影响机制.结果表明,(Si3-xCux)N4为热力学稳定结构,Cu掺杂降低了β-Si3N4的稳定性.由弹性常数和Voigt-Reuss-Hill近似看出,(Si3-xCux)N4满足波恩力学稳定性判据,Cu掺杂使得β-Si3N4的体模量、剪切模量和杨氏模量降低,当x=0时,(Si3-xCux)N4的体模量、剪切模量和杨氏模量最大,分别为234.3 GPa、126.7 GPa和322.1 GPa.根据泊松比和G/B值判断出(...  相似文献   

10.
傅广生  于威  王淑芳  李晓苇  张连水  韩理 《物理学报》2001,50(11):2263-2268
利用直流辉光放电等离子体辅助的脉冲激光沉积技术在Si衬底上生长了碳氮薄膜.通过扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、俄歇电子能谱等多种手段,对薄膜的形貌、成分、晶体结构、价键状态等特性进行了分析和确定.结果表明,沉积薄膜为含有非晶SiN和晶态氮化碳颗粒结构,晶态成分呈多晶态,主要为α-C3N4相、β-C3N4相,晶粒大小为40—60nm.碳氮之间主要以C-N非极性共价键形式相结合. 关键词: 脉冲激光沉积 直流辉光放电 碳氮薄膜  相似文献   

11.
Murat Durandurdu 《哲学杂志》2016,96(11):1110-1121
We report the electronic structure and topology of a heavily Si-doped amorphous aluminium nitride (Al37.5Si12.5N50) using ab initio simulations. The amorphous Al37.5Si12.5N50 system is found to be structurally similar to pure amorphous aluminium nitride. It has an average coordination number of about 3.9 and exhibits a small amount of Si–Si homopolar bonds. The formation of Si–Al bonds is not very favourable. Electronic structure calculations reveal that the Si doping has a negligible effect on the band gap width but causes delocalization of the valence band tail states and a shift of the Fermi level towards the conduction band. Thus, amorphous Al37.5Si12.5N50 alloys show n-type conductivity.  相似文献   

12.
研究了Si3N4层在ZrN/Si3N4纳米多层膜中的晶化现象及其对多层膜微结构与力学性能的影响. 一系列不同Si3N4层厚度的ZrN/Si3N4纳米多层膜通过反应磁控溅射法制备. 利用X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜和微力学探针表征了多层膜的微结构和力学性能. 结果表明,由于受到ZrN调制层晶体结构的模板作用,溅射条件下以非晶态存在的Si3N4层在其厚度小于0.9 nm时被强制晶化为NaCl结构的赝晶体,ZrN/Si3N4纳米多层膜形成共格外延生长的柱状晶,并相应地产生硬度升高的超硬效应. Si3N4随层厚的进一步增加又转变为非晶态,多层膜的共格生长结构因而受到破坏,其硬度也随之降低.  相似文献   

13.
In this paper, the effect of temperature on the composition and structure of the Si3N4 thin film is investigated. X-ray diffraction pattern and transmission electron microscope (TEM) analyses show that the Si3N4 film undergoes the transition from amorphous to crystalline phase with increasing deposition temperature. Infra-red qualitative analysis shows that the content of hydrogen decreases with increasing deposition temperature.The stoichiometric of Si3N4 is investigated by X-ray photoelectron spectroscopy or electron spectroscopy for chemical analysis.  相似文献   

14.
发光多孔硅的表面氮钝化   总被引:9,自引:0,他引:9       下载免费PDF全文
报道对多孔硅在NH3气中进行快速热处理的结果。红外吸收谱表明,经处理样品的表面由Si(NH)2和Si3N4所覆盖,电子自旋共振谱指出,经处理的样品有相当低的悬挂键密度,光荧光谱表明,经适当条件处理的样品的发光强度与未作处理样品相比仅略有降低,而且在大气中存放三个月基本不变,这些结果表明,氮化物可以在多孔硅表面形成优良的钝化膜,这对多孔硅的实际应用及理论研究都有一定意义。  相似文献   

15.
HfC/Si3N4 nanomultilayers with various thicknesses of Si3N4 layer have been prepared by reactive magnetron sputtering. Microstructure and mechanical properties of the multilayers have been investigated. The results show that amorphous Si3N4 is forced to crystallize and grow coherently with HfC when the Si3N4 layer thickness is less than 0.95 nm, correspondingly the multilayers exhibit strong columnar structure and achieve a significantly enhanced hardness with the maximum of 38.2 GPa. Further increasing Si3N4 layer thickness leads to the formation of amorphous Si3N4, which blocks the coherent growth of multilayer, and thus the hardness of multilayer decreases quickly.  相似文献   

16.
This paper reports that amorphous silicon nitride (a-SiNx) overcoats were deposited at room temperature by microwave ECR plasma enhanced unbalanced magnetron sputtering. The 2 nm a-SiNx overcoat has better anti-corrosion properties than that of reference a-CNx overcoats (2-4.5 nm). The superior anti-corrosion performance is attributed to its stoichiometric bond structure, where 94.8% Si atoms form Si-N asymmetric stretching vibration bonds. The N/Si ratio is 1.33 as in the stoichiometry of Si3N4 and corresponds to the highest hardness of 25.0 GPa. The surface is atomically smooth with RMS < 0.2 nm. The ultra-thin a-SiNx overcoats are promising for hard disks and read/write heads protective coatings.  相似文献   

17.
The dangling bond defects were investigated in a-Si:H particles formed under silane thermal decomposition in flow reactor. EPR together with hydrogen evolution method were used. The experimental results allowed us to conclude that there are two kinds of dangling bond defects in a-Si:H aerosol particles. The defects of the first kind are localized on the surface of interconnected microvoids and microchannels (surface dangling bonds) and those of the second kind are embedded in amorphous silicon network (volume dangling bonds). The thermal equilibration of dangling bonds and temperature dependence of equilibrium dangling bond concentration were investigated. It was found that at temperatures > 400 K the dangling bond concentrationNApplied Magnetic Resonance s reversibly depends on sample temperature. The volume dangling bond concentration increases with temperature increasing (the effective activation energy of dangling bond formationU > 0), and the surface dangling bond concentration decreases with temperature increasing (U < 0). It has been found that EPR line is considerably asymmetric for samples with high hydrogen content and for low hydrogen content the EPR line is weakly asymmetric. A conclusion was drawn that the asymmetry degree depends on amorphous silicon lattice distortions. This conclusion has been confirmed by EPR spectra simulations.  相似文献   

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