XPS研究Nd表面氧化物的生长过程

用X射线光电子能谱(XPS)研究新鲜Nd表面在不同氧气和空气进气量的情况下,表面氧化物的生长过程.发现氧化层由氧化物、氢氧化物及表面化学吸附水三种成分,这三种成分的增加与进气量都存在正比对数关系,氧化物和吸附水在一定进气量后趋于饱和,而氢氧化物持续不断增加,最终氢氧化物占据主要地位. 关键词： X射线光电子能谱(XPS) Nd 氧化     

SiC衬底上异质外延GaN薄膜XPS谱和PL谱研究

利用X射线光电子能谱,对在SiC衬底上采用MOCVD异质外延的未故意掺杂的GaN进行N、Ga组份测试,同时用光致发光技术对样品进行发光特性的研究.结果表明,随着GaN薄膜中Ga百分含量逐渐减小,室温下黄光输出峰值强度却逐渐增加.因此,在Ga含量相对低的GaN薄膜中容易形成Ga空位(即Ga空位浓度较高),而此时,黄光辐射强度单调递增证明,黄光辐射与VGa密切相关.     

GaP衬底上分子束外延Si时P偏析的抑制

用Si分子束外延技术在GaP(111)衬底上生长Si时,发现Si外延层表面存在P偏析,根据俄歇电子能谱(AES),反射式高能电子衍射(RHEED)在一系列不同实验条件下的结果,本文对P偏析产生的机制、外延层表面再构与P偏析之间的关系作了分析和讨论,得出偏析主要来自外延Si原子与衬底P元素之间的相互交换。在此基础上提出了一种能有效地抑制P偏析同时又改善外延层质量的新的Si/GaP(111)异质结制备方法。 关键词：     

低温生长的Ge/Si超晶格界面结构的X射线散射研究

低温下用MBE方法生长了Ge/Si超晶格,X射线反射及横向散射研究表明,Ge亚层上下表面的粗糙度呈反对称,下表面大的粗糙度来源于Ge向Si亚层中扩散形成SiGe混合组分结构,这种组分结构可以用一平均成分的SiGe合金层加以拟合,从而使得各亚层均有一个合理的粗糙度,旋转样品进行的X射线散射研究表明,这种SiGe的混合是各向同性的,这与透射电子显微镜的研究结构相一致.     

硅片上超薄氧化硅层厚度测量的XPS标准曲线法

提出一种新的处理方法-XPS标准曲线法来测量硅片上超薄氧化硅层(SiO2/Si)的厚度。该方法利用一系列氧化硅厚度(d)准确已知的SiO2/Si标准样品,分别记录其氧化硅和元素硅的Si(2p)谱线,并得到峰高比(R),然后将厚度(d)对峰高比(R)作图得到标准曲线。在相同的实验条件下,测得未知样品氧化硅和元素硅的Si(2p)谱线并计算其峰高比,通过插入法在标准曲线上得到相应的氧化硅层厚度。SiO2/Si标准样品由设备一流和经验丰富的权威实验室提供,其氧化硅厚度采用多种方法进行测量比对。实验表明:基于氧化硅厚度准确知道的标准样品制作的XPS标准曲线,用于硅片上超薄氧化硅层厚度测量时具有快速、简便和比较准确等优点,有较好的实用价值。     

不同表面状态镀锡钢板铬酸盐钝化膜中铬元素的XPS分析

用X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)分析的方法,对铬酸盐钝化镀锡钢板的正常表面及缺陷点处铬元素的含量、价态以及由铬元素组成的化合物进行了研究。用超声波的方法对铬酸盐钝化镀锡钢板进行处理后,研究了超声波处理对缺陷处的铬元素的含量、价态的影响。结果表明,钝化膜中主要含有Cr,O, Sn元素。镀锡铬酸盐钝化膜中正常表面的铬元素主要是以Cr(OH)₃,Cr单质以及Cr₂O₃的形态存在。在对镀锡板表面进行阴极电解钝化的过程中,Cr(Ⅵ)发生了转化,价态降低。在缺陷处,除了有Cr(OH)₃和Cr₂O₃以外,还有微量的Cr(Ⅵ)存在。在缺陷处铬元素的含量低于正常表面,在超声波清洗处理后,缺陷处铬元素的含量明显低于不经超声波清洗的含量。施加的超声波因产生强烈的洗脱作用,使吸附在缺陷处的微量的Cr(Ⅵ)消失。     

Si1－xGex/Si量子阱发光材料的分子束外延生长及其结构研究

采用固源Si分子束外延,在较高的生长温度于Si(100)衬底上制备出Si1－xGex/Si量子阱发光材料。发光样品的质量和特性通过卢瑟福背散射、X射线双晶衍射及光致发光评估。背散射实验中观察到应变超晶格的反常沟道效应;X射线分析表明材料的生长是共度的、无应力释放的,结晶完整性好。低温光致发光主要是外延合金量子阱中带边激子的无声发射和横光学声子参与的激子复合。并讨论了生长温度对量于阱发光的影响。     

c-AlN/TiN/Si(100)异质结构的显微组织及光学性能

立方氮化铝(c-AlN)以其优异的性能成为发光二极管、激光二极管等光电子器件的理想材料。采用激光分子束外延法制备了c-AlN/TiN/Si(100)异质结构,研究了它的显微组织和光学性能。结果表明:AlN薄膜和TiN缓冲层呈立方岩盐矿结构的(200)面择优取向;c-AlN薄膜、TiN缓冲层和Si衬底的界面清晰,不存在第二相,但错配应力使得界面处存在一定的缺陷;c-AlN薄膜的光致发光谱分别在376,520,750 nm处有3个发光中心;376 nm处的发光峰与氮空位(V_N)和氧杂质(O_N)有关,520 nm处的发光峰与Al空位(V_(Al))和O_N的复合有关,而750 nm处的发光峰可归因于V_(Al)和价带之间的辐射复合;c-AlN薄膜的电致发光中心在580 nm附近,也属于c-AlN的深能级缺陷发光。     

X射线光电子能谱

X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy, XPS）技术也被称作用于化学分析的电子能谱（electron spectroscopy for chemical analysis,ESCA）.XPS属表面分析法,它可以给出固体样品表面所含的元素种类、化学组成以及有关的电子结构重要信息,在各种固体材料的基础研究和实际应用中起着重要的作用.文章简要介绍了XPS仪器的工作原理和分析方法,并给出了XPS在科学研究工作中的应用实例.     

X射线光电子能谱

X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy，XPS）技术也被称作用于化学分析的电子能谱（electron spectroscopy for chemical analysis，ESCA）．XPS属表面分析法，它可以给出固体样品表面所含的元素种类、化学组成以及有关的电子结构重要信息，在各种固体材料的基础研究和实际应用中起着重要的作用．文章简要介绍了XPS仪器的工作原理和分析方法，并给出了XPS在科学研究工作中的应用实例．     

X射线光电子能谱辅助Raman光谱分析类金刚石碳膜的结构细节

分别采用具有和不具有弯曲弧磁过滤器的两种真空阴极弧离子镀方法,在不同工艺参量下制备了类金刚石碳膜.采用Raman光谱和X射线光电子能谱(XPS),分析了不同工艺参量下的类金刚石碳膜的键结构,通过对Raman光谱的D峰、G峰和C1s电子结合能峰位、强度的对比,详细讨论了沉积工艺参量对类金刚石碳膜结构的影响.研究发现,不同工艺下具有高强度D峰Raman光谱的类金刚石碳膜,其C1s电子结合能却分别位于284.15,285.50eV,表明高度石墨化和高度金刚石化两种状态类金刚石碳膜,都可以形成具有高强度D峰Raman光谱曲线 关键词： 类金刚石碳膜 Raman光谱 X射线光电子能谱     

Heteroepitaxial praseodymium sesquioxide films on Si(1 1 1): A new model catalyst system for praseodymium oxide based catalysts

The structure, growth and stoichiometry of heteroepitaxial Pr₂O₃ films on Si(1 1 1) were characterized by a combined RHEED, XRD, XPS and UPS study in view of future applications as a surface science model catalyst system. RHEED and XRD confirm the growth of a (0 0 0 1) oriented hexagonal Pr₂O₃ phase on Si(1 1 1), matching the surface symmetry by aligning the oxide in-plane direction along the Si azimuth. After an initial nucleation stage RHEED growth oscillation studies point to a Frank-van der Merwe growth mode up to a thickness of approximately 12 nm. XPS and UPS prove that the initial growth of the Pr₂O₃ layer on Si up to ∼1 nm thickness is characterized by an interface reaction with Si. Nevertheless stoichiometric Pr₂O₃ films of high crystalline quality form on top of these Pr-silicate containing interlayers.     

Evolution of Si0.8Ge0.2 quantum dots during Si encapsulation

Surface structure, determined by scanning tunneling microscopy (STM), surface morphology, determined by atomic force microscopy (AFM), and surface composition, determined by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) of 20.0 nm Si_0.8Ge_0.2 quantum dots formed at 800 °C and encapsulated with 0-10 nm of Si at 500 °C and 800 °C are presented. It is observed that the quantum dot surface morphology changes during the Si encapsulation at 800 °C by the smoothing of the quantum dots. The height of the quantum dots decreases faster than can be accounted for from the amount of Si deposited, indicating that there is movement of material out of the quantum dots during the encapsulation process. Encapsulation at 500 °C results in a retention of the quantum dot surface morphology with increased Ge segregation compared to Si encapsulation at 800 °C. We conclude that the changing surface morphology at 800 °C is not the result of Ge segregation but due to intermixing resulting from the tensile strain of Si depositing on SiGe.     

Influence of Si substrate preparation on surface chemistry and morphology of L-CVD SnO2 thin films studied by XPS and AFM

Results of experimental studies of the influence of substrate preparation on the surface chemistry and surface morphology of the laser-assisted chemical vapour deposition (L-CVD) SnO₂ thin films are presented in this paper. The native Si(1 0 0) substrate cleaned by UHV thermal annealing (TA) as well as thermally oxidized Si(1 0 0) substrate cleaned by ion bombardment (IBA) have been used as the substrates. X-ray photoemission spectroscopy (XPS) has been used for the control of surface chemistry of the substrates as well as of deposited films. Atomic force microscopy (AFM) has been used to control the surface morphology of the L-CVD SnO₂ thin films deposited on differently prepared substrates. Our XPS shows that the L-CVD SnO₂ thin films deposited on thermally oxidized Si(1 0 0) substrate after cleaning with ion bombardment exhibit the same stoichiometry, i.e. ratio [O]/[Sn] = 1.30 as that of the layers deposited on Si(1 0 0) substrate previously cleaned by UHV prolonged heating. AFM shows that L-CVD SnO₂ thin films deposited on thermally oxidized Si(1 0 0) substrate after cleaning with ion bombardment exhibit evidently increasing rough surface topography with respect to roughness, grain size range and maximum grain height as the L-CVD SnO₂ thin films deposited on atomically clean Si substrate at the same surface chemistry (nonstoichiometry) reflect the higher substrate roughness after cleaning with ion bombardment.