金刚石/硅(001)异质界面的分子动力学模拟研究

采用分子动力学方法模拟研究了未重构的金刚石/硅(001)面相接触时界面层原子的弛豫过程及所形成的异质界面的结构特征.硅碳二元系统中原子间的相互作用采用Tersoff多体经验势描述.弛豫前沿[110]与[110]方向界面碳硅原子数之比均为3∶2.界面碳硅原子总数之比为9∶4.弛豫后金刚石与硅界面处晶格匹配方式改变为[110]方向基本上以3∶2关系对准,而[110]方向大致以1∶1关系对准.相应地,界面碳硅原子总数之比接近3∶2.界面下方部分第二层硅原子在弛豫过程中向上迁移至界面是引起这种变化的原因,同时该层其他原子及其底下一到两个原子层厚度的区域在[001]方向上出现一定程度的无序化转变倾向.金刚石/硅异质界面处的硅碳原子发生强烈键合,形成平均键长为0.189nm的硅碳键.研究证实,晶格匹配主要呈现界面及其附近硅原子迎合界面碳原子排列的特点. 关键词： 金刚石 硅 异质界面 分子动力学     

空位在金刚石近(001)表面扩散的分子动力学模拟

用分子动力学方法模拟了空位在金刚石近(001)表面的扩散过程,研究了温度对空位扩散的影响.结果表明,当温度为1000K左右时,位于近表面第二层上的空位开始向表面运动;当温度在1400—2000K时,空位完全扩散到表面.这与实验结果和其他计算结果符合得很好.同时发现,温度为1400—1800K时,空位的扩散经历了两次迁移运动,其分别对应了均方位移图中的两个极大值.在不施加任何约束的条件下得到了空位的动态扩散路径,空位在金刚石近(001)表面的扩散势垒约为042eV.并探讨了一定温度下空位数目增多及其不同排列 关键词： 金刚石 空位 扩散 分子动力学     

能量粒子轰击金刚石的计算机模拟

利用Tersoff势和分子动力学方法研究了初始动能为500 eV的硼粒子注入金刚石的微观行为.结果表明：硼注入后产生温度为5000 K的热峰，其寿命为0.18 ps；同时产生半径为0.45 nm局部非晶化区域，三重配位原子数占该区域原子数的7%.薄膜表层原子向内弛豫，近表层原子向外弛豫，表面层与近表层原子的间距减少了15%，表面层表现为压应力.硼原子以B<110>分裂间隙的形式存在于金刚石结构中. 关键词： 分子动力学模拟 金刚石 硼 注入     

掺杂金刚石薄膜的缺陷研究

利用多普勒增宽谱和电子顺磁共振研究了掺硼和掺硫金刚石薄膜的缺陷状态.多普勒增宽谱的结果表明，不同杂质元素掺杂的金刚石薄膜，其中使正电子湮没的缺陷种类是相同的；正电子与不同杂质元素硼、硫之间的相互作用不明显；少量硼可使金刚石膜中的空位浓度减少.EPR结果表明，各掺杂样品的顺磁信号主要来自于金刚石的碳悬键. 关键词： 金刚石 掺杂 多普勒增宽谱 电子顺磁共振     

在硅(001)上预沉积β-SiC定向层后金刚石薄膜的定向生长

采用无毒、不易燃的六甲基二硅胺烷和氢气在硅(001)单晶上用施加负偏压处理和化学汽相沉积(CVD)方法预沉积定向的βSiC.傅里叶红外光谱证实βSiC层的存在.微俄歇谱表明在这种方式下,850℃下即生成密集的与硅的三个〈001〉方向平行的碳化硅单晶晶粒.接着用甲烷代替六甲基二硅胺烷作为碳源,在其上继续施加负偏压处理和CVD生长.微俄歇谱表明小正方形渐渐变成大正方形,其成分也从含硅碳变成只含碳.微喇曼谱证实了这一变化过程中的相结构从立方碳化硅变成金刚石.这一生长过程中对应的定向关系为金刚石〈001〉∥βSi 关键词：     

多孔硅层晶格畸变的X射线双晶衍射研究

利用X射线双晶衍射方法,对从同一Si(111)基片上切割的两块样品,在不同电解电流密度下,腐蚀形成的多孔硅层相对于基体硅的晶格畸变进行了分析。这两块样品晶格的畸变明显不同。其中电流密度较小的样品畸变较大,其多孔硅层对于基体硅在垂直和平行于晶体表面的方向上,晶格有不同程度的膨胀,搁置一段时间后,两者晶格渐渐匹配,但存在着弯曲。两者的(111)晶面取向亦有偏差。电流密度较大时多孔硅层较厚,其双晶反射强度很低,且弥散地迭加在基体硅反射峰上。     

硅单晶氢致缺陷分布的实验研究

利用X射线形貌术方法研究了含氢硅单晶中氢致缺陷的分布。将原生晶棒从内部切开,观察到在切口暴露表面附近,热处理后产生的氢致缺陷的密度与尺寸与内部未暴露部分相同,而不同于薄片退火的情况,对此结果作了简要的讨论。 关键词：