单晶硅晶格间距的测量技术进展及应用

单晶硅晶格间距是许多重要物理常数测量的基础。本文介绍了硅晶格间距测量技术的发展历程,包括X射线干涉仪直接测量和晶格比较仪间接测量两种方法,以及影响测量结果不确定度的关键因素。得益于晶格间距测量的进展,在纳米尺度,硅晶格间距被国际计量局(BIPM)批准成为新的米定义复现形式。最后介绍了硅晶格在计量学中的应用,以及基于硅晶格实现纳米几何量测量的溯源体系的研究趋势。     

应力对La0.83Sr0.17MnO3薄膜输运性能的影响

采用溶胶-凝胶方法在Si(111)上制备了LSMO(x=0.17)薄膜.研究了块体材料和不同厚度薄膜R -T曲线、红外光谱和X射线衍射.结果表明，LSMO薄膜属于正交晶体结构，薄膜取向与膜厚度 有关，当膜厚度为450nm或680nm时，主要取向〈200〉，而膜厚度为900nm时取向为〈020〉 ：根据离子对相互作用能和谐振子模型，得到了红外吸收与Mn—O—Mn键长和键角关系式，6 00cm^-1附近红外吸收与晶格常数b的变化有关；块体与薄膜的金属—绝缘体转变 温度(T_MI)存在较大差别，薄膜转变温度显著低于块体，并与厚度有一定关系. 认为是LSMO薄膜中的应力诱导了晶格常数变化，引起键角改变及JT效应是转变温度变化的主 要原因. 关键词： 单晶硅 晶格常数 金属—绝缘体转变温度 应力诱导     

Pt4(OCOCH3)4(OCOCH=CH2)4的合成及其在n型单晶硅表面的嫁接与组装

利用羧基取代法, 通过化合物Pt4(OCOCH3)8与过量的丙烯酸作用合成了配合物Pt4(OCOCH3)4(OCOCH=CH2)4. 晶体结构研究结果表明, 化合物Pt4(OCOCH3)8中的4个乙羧基能够被烯丙羧基有规律地选择性替换, 从而形成一个含双键的对称铂配合物. 利用Si—H与不饱和键的加成性质将该配合物嫁接到氢化n型单晶硅(111)表面, 发现配合物Pt4(OCOCH3)4(OCOCH=CH2)4除了能嫁接到单晶硅表面外, 还能在n型单晶硅表面进行自组装而形成许多岛状纳米粒子, 这种组装体系具有良好的热稳定性和一定的抗酸性.     

稀土纳米薄膜摩擦学性能研究

用自组装方法可以在单晶硅表面获得稀土纳米薄膜，得到的薄膜通过XPS，偏振光椭圆率测量仪、角接触仪、AFM等手段表征。通过滑动摩擦实验，可以测试稀土薄膜的界面粘附力。通过DF-PM型复复摩擦磨损试验机，考察稀土纳米薄膜的摩擦磨损特性。实验结果表明，稀土纳米薄膜具有低摩擦系数和高抗磨损特性。稀土纳米薄膜具有纳米级尺度、强界面结合力和低表面能，使其成为MEMS装置固体润滑的理想选择。     

高能氩离子辐照硅产生的缺陷研究

在室温下750MeV氩离子对本征单晶硅进行辐照,通过用正电子湮没寿命测量技术、电子顺磁共振技术以及红外光吸收方法研究了辐照产生的缺陷.结果表明:电中性双空位是辐照产生的主要空位团;在4.3×10¹⁴ions/cm²的高剂量下未见样品发生非晶化转变;虽然在离子射程末端双空位的浓度随剂量的增加而显著增大,但在以电离激发过程为主要能损方式的区域里双空位的浓度基本不变.据此可以认为,电子能损过程对辐照产生的缺陷有退人作用.     

单晶硅纳米薄膜面向导热MD研究的探讨

本文分析了经典分子动力学(Molecular Dynamics)技术在模拟厚度在纳米量级的单晶硅薄膜平行于薄膜平面方向的热导率时出现的用难,指出精确计算薄膜表面附近处的原子运动状态对于单晶硅纳米薄膜面向热导率的分子动力学模拟具有重要意义,并在此基础上提出采用基于分子动力学和预处理共轭梯度法(Preconditioned conjugate Gradients)的Ab Initio方案模拟面向热导率。     

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。     

含纳米粒子溶液对单晶硅表面的冲蚀磨损损伤实验研究

利用高分辨透射电子显微镜和原子力显微镜观察了含纳米颗粒溶液冲蚀硅片表面损伤行为,考察了纳米颗粒碰撞单晶硅片所导致的微观物理损伤.结果表明:冲蚀30 s后,在高分辨透射电子显微镜下可见硅片表面呈现方向性损伤,并可观察到大量非均匀的晶格缺陷;当冲蚀10 min时,硅片表面出现微观划痕和凹坑,在划痕一端可见原子堆积,亚表面可观察到镶嵌晶粒的非晶损伤层;继续延长冲蚀时间将加剧其表面损伤.     

单晶硅薄膜法向热导率分子动力学研究

采用非平衡分子动力学方法（NEMD）研究了平均温度为 500K、厚度为 2～32nm的单晶硅薄膜的法向热导率。模拟结果表明,薄膜热导率显著低于对应温度下的体硅单晶的实验值,并随膜厚度减小以接近线性的规律减小。用声子气动力论模型的分析结果与NEMD模拟相一致,表明纳米单晶硅薄膜中声子平均自由程显著减小。