Ge薄层异质结构的同步辐射X射线反射法研究

用X射线反射方法研究了分子束外延技术生长的Si中Ge薄层异质结构的Ge原子分布特性.根据X射线反射理论及Parratt数值计算方法对实验反射曲线的模拟,得到不同厚度的Ge薄层异质结构样品中Ge原子的深度分布为非对称指数形式:在靠近样品表面一侧的衰减长度为8埃,而在靠近样品衬底一侧的衰减长度为3埃,且分布形式与Ge原子层的厚度无关.讨论了不同结构参数(Ge原子薄层的深度、Ge原子分布范围、样品表面粗糙度、样品表面氧化层厚度等)对样品低角反射曲线的影响.     

X射线衍射研究表面活化剂对异质外延薄层Ge结构的影响

利用原位的反射式高能电子衍射和非原位的X射线衍射技术，研究了活化剂Sb对于Ge在Si上外延过程的影响．当没有活化剂、Ge层厚度为6nm时，外延Ge层形成岛状，应力完全释放．当有Sb时、Ge在Si上的生长是二维的，并且应力释放是缓慢的，即使Ge外延层厚为6nm，仍有42%的应变没有弛豫． 关键词：     

X射线驻波方法研究半导体超薄异质外延层

利用双晶单色器和精密二圆衍射仪,在北京同步辐射装置建立了同步辐射X射线驻波实验技术,并用这一实验技术结合X射线衍射方法,研究了Si晶体中外延生长的起薄Ge原于层的微结构。实验结果表明,由于Ge原予的偏析,在Si晶体样品中形成了共格生长的GexSi1-x合金层,浓度平均值为x≈0.13;650℃退大会使Ge原予向表面扩散,Si晶体中的合金层消失,在晶体表面形成接近纯Ge的单原于层。     

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.     

锗硅异质结构的分子束外延生长和特性研究

 如果你有机会到复旦大学应用表面物理国家重点实验室来参观,走进分子束外延组,隔着宽敞的玻璃窗,你将看到一台大型实验设备.中间是三个大小不等、银光闪闪的超高真空腔体,上边接满了一根根电缆线,还有液氮管道、冷却水管、压缩空气管,一眼望去真有点叫人眼花缭乱;四周是几只高大的机柜,安装着一台台精密电子仪器.这就是我国第一台锗硅分子束外延设备,已经在这里服役六年多,状态良好,至今仍是国内唯一投入运行的IV族半导体材料的分子束外延系统,为我国在IV族半导体超晶格量子阱的某些研究领域保持世界先进水平立下汗马功劳.     

硅基底生长FeS2薄膜的同步辐射表面X射线实验研究

通过对硅与玻璃衬底生长二硫化铁薄膜的常规X射线衍射和同步辐射表面X射线衍射研究比较, 结果发现, 硅衬底上生长二硫化铁薄膜时, 图谱中56°,附近出现的衍射强峰并不是由于二硫化铁与硅有良好的晶格匹配导致的, 而是由于硅衬底(311)晶面的衍射造成的. 结合实验与计算论证了该结论.     

Ge/ZnSe(100)异质结能带偏移的同步辐射光电子能谱研究

利用同步辐射光电子能谱研究了Ge/ZnSe（100）极性界面的能带连接问题．表面灵敏的芯能级谱显示出Ge原子与Se原子在界面处存在较弱的化学反应．利用芯能级技术，测量了该异质结的价带偏移，为1.76±0.1eV．用界面键极性模型对ZnSe（100）极性表面对价带偏移的影响进行了讨论，理论与实验符合较好 关键词：     

X射线驻波方法研究半导体超薄异质外延层

利用双晶单色器和精密二圆衍射仪,在北京同步辐射装置建立了同步辐射X射线驻波实验技术,并用这一实验技术结合X射线衍射方法,研究了Si晶体中外延生长的超薄Ge原子层的微结构.实验结果表明,由于Ge原子的偏析,在Si晶体样品中形成了共格生长的Ge_xSi_1－x合金层,浓度平均值为x≈0.13;650℃退火会使Ge原子向表面扩散,Si晶体中的合金层消失,在晶体表面形成接近纯Ge的单原子层.     

ZnO的激光分子束外延法制备及X射线研究

利用激光分子束外延(L-MBE)技术在α-Al2O3(0001)衬底上生长出了沿C轴高度择优取向的ZnO外延薄膜,并采用Philips四晶高分辨X射线衍射仪(Philip′s X′Pert HR-MRD)对ZnO薄膜的表面及结构特性进行了研究.应用小角度X射线分析方法(GIXA)对ZnO薄膜的表面以及ZnO/Al2O3界面状况进行了定量表征.X射线反射率(XRR)曲线出现了清晰的源于良好表面及界面特性的Kiessig干涉振荡峰,通过对其精确拟合求得ZnO薄膜的表面及界面粗糙度分别为0.34 nm和1.12 nm.ZnO薄膜与α-Al2O3(0001)衬底的XRD在面(in-plane) Φ扫描结果表明形成了单一的平行畴(Aligned in-plane Oriented Domains),其在面外延关系为ZnO［1010］ ||Al2O3［1120］.XRD ω-2θ 扫描以及ω 摇摆曲线半峰宽分别为0.12度和1.27度,这一结果表明通过形成平行畴及晶格驰豫过程,ZnO薄膜中的应力得到了有效的释放,但同时也引入了螺位错.     

X射线反射法测量α:CH薄膜的密度和厚度

利用低压等离子体化学气相沉积法制备厚度不同的非晶碳氢薄膜,采用X射线反射法测量了非晶碳氢薄膜的密度和厚度。实验中分别采用曲线拟合法和周期估算法计算薄膜的厚度,两种方法测得的厚度平均差别为5.5%,一致性较好。利用X射线反射谱的临界角计算所得的7个样品的密度差别较小,在8%之内。     

X射线反射法测量α:CH薄膜的密度和厚度

 利用低压等离子体化学气相沉积法制备厚度不同的非晶碳氢薄膜,采用X射线反射法测量了非晶碳氢薄膜的密度和厚度。实验中分别采用曲线拟合法和周期估算法计算薄膜的厚度,两种方法测得的厚度平均差别为5.5%,一致性较好。利用X射线反射谱的临界角计算所得的7个样品的密度差别较小,在8%之内。     

微晶硅薄膜的表面粗糙度及其生长机制的X射线掠角反射研究

采用等离子体增强化学气相沉积技术沉积一系列处于不同生长阶段的微晶硅薄膜.通过同步辐射X射线掠角反射技术研究微晶硅薄膜的表面粗糙度随时间等的演化，探讨微晶硅薄膜的生长动力学过程及其生长机制.研究结果表明，在衬底温度为200 ℃，电极间距为2 cm，沉积气压为6.66×1０² Pa，射频功率密度为0.22 W/cm²，氢稀释度分别为99%和98%的沉积条件下，在玻璃衬底上生长的微晶硅薄膜生长指数β分别为0.21±0.01和0.24±0.01.根据KPZ模型，微晶硅薄膜的生长机制为有限扩散生长. 关键词： X射线掠角反射 微晶硅薄膜 表面粗糙度 生长机制     

固体表面结构的同步辐射研究X射线吸收近边结构（XANES）

表面x-射线吸收近边结构是与团体表面原子的内壳层的电子向未占据轨道跃迁密切相关的。吸收边阈值之上的大约50eV的低能范围的潜图结构含有与吸收原子近邻的局域结构和局城电子态相关的信息。因此它已经成为研究固体表面局域特性，诸如同城几何结构，键长和键角的有用工具．为了和实验的表面XANES谱一致和对实测XANES谱进行解释，已经发展起来多种XANES的理论计算方法，比较成功的有能带结构近似理论和多原子体系的多重散射理论近似方法．在本文中，还简要介绍了利用同步辐射进行表面XANES实验的技术要求和相关方法的比较，并给出了若干实例说明表面XANES在固体表面结构研究方而的应用．     

软X射线反射法测量金属W的光学常量

在同步辐射装置3W1B光束线上测量了软X射线能区50~200 eV金属W薄膜的反射率,并采用最小二乘拟合得到其光学常量.实验采用三种样品：Si衬底单层W超薄膜,Si衬底W/C双层膜,SiO2衬底W薄膜.分别获得金属W光学常量,三种样品的结果分别代表W薄膜光学常量,WC薄膜结合中W薄膜的光学常量及体材料W的光学常量.结果表明,前两者结果与以往发表数据一致性较好,第三种样品的结果则更接近已发表的体材料的结果.通过实验结果和已发表数据的比较,发现随着薄膜厚度的降低,光学常量实部（色散因子）变化不明显,而虚部（吸收因子）随之升高.实验不确定度来源于光谱纯净度和光源稳定性.     

用X射线衍射法研究铁基非晶材料的结构

本文用Ｘ射线衍射法针对铁基非晶材料，研究了析出晶粒的结晶度、析出α－Ｆｅ微晶尺寸、高频损耗等参数与退火温度之间的关系，得到了使铁基非晶材料高频损耗达最小值的重要结构参数范围，为机制研究和工艺控制提供了十分有用的信息．     

固体表面结构的同步辐射研究:X射线吸收近边结构(XANES)

表面x-射线吸收近边结构是与团体表面原子的内壳层的电子向未占据轨道跃迁密切相关的。吸收边阈值之上的大约50eV的低能范围的潜图结构含有与吸收原子近邻的局域结构和局城电子态相关的信息。因此它已经成为研究固体表面局域特性,诸如同城几何结构,键长和键角的有用工具．为了和实验的表面XANES谱一致和对实测XANES谱进行解释,已经发展起来多种XANES的理论计算方法,比较成功的有能带结构近似理论和多原子体系的多重散射理论近似方法．在本文中,还简要介绍了利用同步辐射进行表面XANES实验的技术要求和相关方法的比较,并给出了若干实例说明表面XANES在固体表面结构研究方而的应用．     

掠入射X射线衍射在表面,界面和薄膜材料结构研究中的应用

掠入射Ｘ射线衍射是８０年代以来发展的一种新的结构分析技术．其贯穿深度小，信噪比高，分析深度可以控制，因而适用于对表面或界面重构、多层膜和超晶格结构分析．简要介绍掠入射Ｘ射线衍射有关理论和方法及其应用．     

非晶金刚石薄膜的X射线反射研究

利用过滤阴极真空电弧系统制备了不同衬底偏压下非晶金刚石薄膜,分别采用X射线反射法测定了相应的非晶金刚石膜密度,分析了薄膜密度与沉积能量之间的变化规律．建立了薄膜密度随衬底偏压的变化曲线。研究发现在-80V时非晶金刚石膜密度存在最大值3．26g／cm^2,随着偏压的增大和减小,薄膜的密度都相应的下降;当衬底偏压加到-2000V时,密度减小到2．63g／cm^2,相对于密度的最大值变化较小。通过薄膜sp^3能态杂化含量与密度的简单比例关系,近似推算出非晶金刚石膜中sp^3能态的含量最高可达80％以上。     

重掺硼快速退火分子束外廷硅的X射线衍射研究

利用Ｘ射线双晶衍射，测量了经过８００－１１００℃快速退火处理的重掺硼的分子束处延硅中的应用情况，发现应变部分驰豫，并得出延层与衬底硅的晶格失配与替位硼浓度成正比，比例系数β为５．１，在此测量基础上，提出硼团簇的形成与分解是外延层格质量电学性质变化的主要原因。     

用小角X射线散射法研究溶胶结构

采用溶胶凝胶方法在碱性条件下制备了SiO2和ZrO2溶胶,应用同步辐射小角X射线散射(SAXS)法研究了溶胶的结构.结果表明,溶胶粒子是多分散的,其生长、聚集受RLCA和Eden模型的共同控制,是一种非线性的动力学过程,所形成的聚集体呈随机、分岔、稠密不同的结构,具有质量分形的特征.同时还发现所研究溶胶的散射曲线均不遵守Porod定理,形成负偏离或正偏离,这说明在溶胶粒子与分散介质间有过渡相存在.对上述偏离进行了定性和定量的分析,提出了正偏离时的定量解析方法,从而得到了胶体系统中有关过渡层(界面层)结构的 关键词：