单晶金刚石p型和n型掺杂的研究

超宽禁带半导体材料金刚石在热导率、载流子迁移率和击穿场强等方面表现出优异的性质,在功率电子学领域具有广阔的应用前景。实现p型和n型导电是制备金刚石半导体器件的基础要求,其中p型金刚石的发展较为成熟,主流的掺杂元素是硼,但在高掺杂时存在空穴迁移率迅速下降的问题;n型金刚石目前主流的掺杂元素是磷,还存在杂质能级深、电离能较大的问题,以及掺杂之后金刚石晶体中的缺陷造成载流子浓度和迁移率都比较低,电阻率难以达到器件的要求。因此制备高质量的p型和n型金刚石成为研究者关注的焦点。本文主要介绍金刚石独特的物理性质,概述化学气相沉积法和离子注入法实现金刚石掺杂的基本原理和参数指标,进而回顾两种方法进行单晶金刚石薄膜p型和n型掺杂的研究进展,系统总结了其面临的问题并对未来方向进行了展望。     

On the differentiability of depth distribution function of deposited energy, momentum and ion range

Based on the translational invariance of a medium,a new theorem has been proposed and proved rigorously:the depth distributions of the deposited energy,momentum and ion range must be infinitely differentiable functions in amorphous or polycrystalline infinite targets by ion bombardment,if these functions exist.The origin of the “discontinuity”,derived by Dr Glazov in 1995 in J.Phys.:Condens.Matter 7 6365,has been analysed in detail.For the power cross section,neglecting electronic stopping,the linear transport equations determining the depth distribution functions of the deposited energy and monentum (by taking the threshold enerkgy into account )have been solved asymptotically.An important formula derived by Dr Glazov has been confirmed and generalized.The results agree with the new theorem.     

C60薄膜的离子注入损伤研究

在200 keV重离子加速器上，用120—360 keV的H,N,Ar和Mo离子注入C₆₀薄膜．对注入后薄膜的拉曼谱进行了分析．结果表明，不同离子注入C₆₀薄膜后，C₆₀的1469 cm^-1特征峰随注入剂量的增加均呈指数式下降，同时在1300—1700 cm^-1范围出现非晶碳峰，并逐渐增强，最终完全非晶化．而且1469 cm^-1拉曼峰的强度及C₆₀薄膜完全非晶化所对应的剂量与注入离子的种类和能量有关．进一步的分析表明，C₆₀分子的损伤主要是由注入离子的核能量转移所造成，与电子能量转移无关．H离子注入C₆₀薄膜后，1469 cm^-1处特征拉曼峰向短波方向非对称展宽，这可能是注入的H离子通过电子能量转移使C₆₀分子发生聚合的结果. 关键词：     

Zn离子注入和退火对ZnO薄膜光学性能的影响

 利用溶胶凝胶方法在石英玻璃衬底上制备了ZnO薄膜，将能量56 keV、剂量1×10¹⁷ cm^-2的Zn离子注入到薄膜中。离子注入后，薄膜在500~900 ℃的氩气中退火，利用X射线衍射谱、光致发光谱和光吸收谱研究了离子注入和退火对ZnO薄膜结构和光学性质的影响。结果显示：衍射峰在约700 ℃退火后得到恢复；当退火温度小于600 ℃时，吸收边随着退火温度的提高发生蓝移，超过600 ℃时，吸收边随着退火温度的提高发生红移；近带边激子发光和深能级缺陷发光都随退火温度的提高而增强。     

低能N+注入植物种子射程分布的模拟计算

伴随着离子束生物技术的广泛应用, 国内许多单位开展了低能离子注入植物种子的实验研究. 其中关于低能离子注入植物种子诱变的物理机理, 集中在离子注入的深度-浓度分布上. 一些单位直接使用纵向非静态(LSS)理论和TRIM程序来计算低能离子注入植物种子的深度-浓度分布, 却发现计算结果与实验测量结果相差甚远. 所以在对植物种子靶材料进行处理和对LSS理论进行修正的基础上, 在二维近似情况下, 用蒙特卡罗方法分别模拟计算了200keV V⁺和20keV Ti⁺注入花生和棉花种子的射程分布, 得到了与实验结果较符合的曲线. 在此模型基础上, 计算了同样初始条件和理论计算模型下无法从实验上测量的N⁺注入植物种子的射程分布, 初步地为低能N⁺注入植物种子射程分布提供了一种理论计算方法.     

离子注入SiO_2玻璃的光吸收研究

本文用卢瑟福背散射和光吸收技术研究了高剂量Ag离子注入SiO_2玻璃以及退火后的状况.吸收光谱测量表明,注入的Ag离子聚集形成了胶态粒子,其等离子共振峰的极大值在400nm处.运用米(Mie)理论和德拜(Doyle)方法,根据测得的等离子共振峰的光宽度,估算出Ag胶态粒子的半径约为18(?).     

单晶SiNd：YAG激光连续退火的数值计算

应用固相外延模型来模拟单晶Si的连续Nd：YAG激光退火过程,在低功率密度连续激光退火下,用准静态模型模拟辐照区向非辐照区的径向传导散热。在数值计算中，应用部分线性法处理非线性非齐次热传导方程,得到相应的隐格式差分方程，再用追赶法求解隐格式差分方程,得出绝热边界条件下的温度的时间和空间分布，从而得出激光退火的再结晶厚度。当激光波长λ=1．06μm、功率密度io=700W／cm^2。预热温度T0=523K时，经过0．7秒，表面温度度升到1290K左右，再结晶厚度约为0．5μm。