杂质的正电子亲和能对慢正电子束研究缺陷深度分布的影响

为了研究杂质的正电子亲和能对正电子技术测量空位型缺陷深度分布的影响,本文利用慢正电子技术研究了不同离子注入Mo样品中产生的缺陷及缺陷的深度分布,所得到的实验结果与SRIM计算模拟结果相比较,慢正电子测量空位型缺陷深度分布范围总是大于SRIM模拟的缺陷分布.慢正电子束测量Cu离子注入的S参数最大值的深度(150 nm)要大于Mo离子注入的深度(125 nm).结果表明,正电子亲和能高的Cu杂质团簇比Mo空位团更容易捕获正电子,且Cu团簇对正电子的捕获会影响到慢正电子束测量表面缺陷深度的结果.     

纳米Cu固体材料微结构的正电子湮没研究

纳米材料的性能不仅与纳米晶粒本身的结构有关,而且与纳米晶体之间界面的微观结构有关.纳米粉在压实成纳米块过程中很难消除微孔洞,并且在压实过程中也会给晶粒引入结构缺陷.本文用正电子湮没谱学研究了纳米Cu固体材料微结构,发现在两种不同条件下压制成型的纳米Cu固体内部的晶粒界面均存在着单空位及空位团等缺陷.空位团的大小随着压制压力的增加而略有减小.通过退火实验发现纳米Cu固体的界面缺陷具有较好的热稳定性.即使在900℃高温下退火也只能使部分缺陷得到恢复,但是低压力下压制的样品中的缺陷恢复需要更高的温度.     

用Zn/F离子先后注入和热退火法实现ZnO量子点的可控生长

将Zn/F离子先后注入到非晶二氧化硅中并分别在400,600,700 ℃下进行了退火.用光学吸收谱、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对退火的样品进行分析,发现在600 ℃退火后ZnO量子点已经形成.二次离子质谱仪(SIMS)测试发现在溅射时间为2 s时Si,Zn元素同时出现,说明没有在衬底的表面形成ZnO薄膜.从原子力显微镜(AFM)图像看到有少量的颗粒被蒸发到衬底的表面,说明在衬底的内部形成了ZnO量子点.F离子注入的作用为在衬底的内部形成ZnO量子点提供了O2分子.     

用正电子研究原生ZnO单晶中的缺陷

利用正电子寿命谱和多普勒展宽谱技术研究了原生ZnO的缺陷结构及其退火效应. 经900 ℃退火之后,正电子寿命实验显示样品中的空位型缺陷基本被消除,其体寿命为180 ps.通过比较原生和退火样品的符合多普勒展宽谱的商谱曲线,两者有相似的峰型,结合寿命谱的相关数据表明原生ZnO中不存在H原子填充Zn空位.     

氧化法制备ZnO薄膜中缺陷结构的慢正电子束表征

用脉冲激光沉积方法在Al2O3（0001）衬底上制备了Zn薄膜,并在空气中氧化得到了ZnO薄膜.利用Raman光谱测量了氧化法制备的薄膜,并与ZnO单晶材料进行比较,证实了ZnO薄膜的形成.采用慢正电子束技术对ZnO薄膜的微观结构进行了研究,发现在薄膜中存在大量的空位型缺陷.当氧化后的薄膜在高温下退火后,缺陷浓度逐渐降低,在达到900℃时,所制备的ZnO薄膜中缺陷基本得到消除.     

用正电子湮没方法研究高能重离子辐照半导体InP

采用正电子湮没寿命谱方法 ,对 1 .6× 1 0 1 6 cm- 2注量的 85 Me V1 9F离子辐照 P型 In P单晶的微观缺陷进行了研究 ,在 3 0 0～ 1 0 2 3 K的温度范围内测量了正电子湮没寿命随退火温度的变化 .实验表明 :辐射在 In P中产生单空位缺陷 ,在退火过程中单空位相互聚合形成双空位 .单空位和双空位分别在 5 73 K和 72 3 K温度完全被退火     

Mn+注入p型GaN薄膜的结构和磁学特性

用低压MOCVD法在(0001)面的蓝宝石衬底上生长纤锌矿结构的GaN.GaN膜总厚度为4μm,包括0.5μm掺Mg的p型表面层.Mn 离子注入的能量为90keV,剂量为1.0×1015～5.0×1016cm-2,被注入的p型GaN处于室温.对注入样品的快速热退火处理是在N2气流中进行的,温度约为800℃,时间为30～90s.采用X射线衍射(XRD)、卢瑟福背散射(RBS)和原子力显微镜(AFM)研究,发现Mn 注入GaN膜的结构受注入剂量和退火条件的控制.通过超导量子干涉仪(SQUID)分析,在Mn 注入剂量为5.0×1015cm-2、并经850℃退火30s的GaN膜中发现了铁磁性,表明离子注入方法是进行GaN掺杂改性的有效手段.     

Dy离子注入CdTe薄膜的结构和喇曼光谱分析

利用X射线衍射(XRD)和喇曼(R am an)光谱对在陶瓷基底上近距离升华(CSS)制备的纯CdT e薄膜以及稀土镝(D y)离子5×1014cm-2高剂量注入的CdT e薄膜进行结构和喇曼特性分析,并讨论了离子注入后的退火效应.研究结果表明,退火处理基本消除了离子注入引起的的损伤,稀土D y离子的掺入改善了CdT e薄膜的结晶性能,增强了CdT e薄膜的喇曼活性.同时喇曼光谱的结果给出了CdT e薄膜中T e沉积物的存在情形.     

ZnO多枝纳米棒水热法生长及其光学性质

以硝酸锌(Zn(NO3)2.6H2O)和六亚甲基四胺(C6H12N4)为原料,采用水热法在90℃生长出具有多枝六方纳米棒的ZnO纳米结构,运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和室温光致发光谱(PL)研究了ZnO样品的结构、形貌和光学性质.观察到多枝纳米棒的形成和生长情况,发现多枝ZnO纳米结构由单根纳米棒演化而来,不同发展阶段样品的PL谱呈现出强的黄绿光发射现象.样品的高斯拟合PL谱揭示了没有分枝的纳米棒样品中,氧间隙缺陷远多于氧空位缺陷,而分枝的ZnO样品中氧间隙缺陷与氧空位缺陷浓度的比值降低.     

还原气氛退火对Ag-Cu纳米颗粒光学吸收的影响

经43kV和30kV加速后的Ag、Cu离子按相同的剂量在室温下先后注入到非晶SiO2玻璃．用X射线光电子能谱(XPS)分析注入样品的价态分布，发现Ag、Cu仍以金属态形式存在．注入后光学吸收谱显示吸收峰的位置在442nm，说明在该实验条件下，SiO2玻璃表层很有可能形成了Ag--Cu纳米合金颗粒．样品在还原气氛下从300～800℃每隔100℃退火1h后，发现等离子体共振吸收峰的位置发生了蓝移并在500℃时出现双峰，表明退火过程中Ag—Cu纳米合金颗粒开始分解成Ag和Cu纳米颗粒．随着退火温度的上升，Ag、Cu纳米颗粒生核生长，当退火温度高于600℃时Cu颗粒尺寸变小，当退火温度高于700℃时Au颗粒才开始变小．     

Zn1-xCoxO晶体薄膜结构和铁磁特性

利用电子束反应蒸发法(REBE)在Si和石英玻璃衬底上生长Zn1-xCoxO晶体薄膜,衬底温度分别为250、350和500 ℃.对晶体的微结构特性进行研究,X-射线衍射(XRD)结果表明Zn1-xCoxO晶体薄膜在250 ℃有高度的c-轴取向;而且随着温度升高,出现更明显的多晶峰且峰值强度越来越强.紫外-可见光(UV-VIS) 测量结果说明Co离子虽然部分替代Zn离子进入ZnO晶格里面,但并没有改变ZnO的纤锌矿结构.利用物理特性测量系统(PPMS)测得Zn1-xCoxO晶体薄膜M-H和M-T特性曲线来研究Zn1-xCoxO晶体薄膜的铁磁特性,结果显示Zn1-xCoxO薄膜是铁磁性的,而且居里温度在室温以上,这种特性使得Zn1-xCoxO有可能在自旋器件中得到广泛应用.     

离子注入法制备Si基量子点

利用离子注入法在Si(001)衬底上先后注入了In 和As-,注入能量分别为210,150 keV,注入剂量分别为6.2×1016,8.6×1016 cm-2,然后对样品经过退火处理制备出了量子点材料(为了避免沟道效应,注入角度选择为7°).用透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)观察了退火后量子点截面像,发现量子点的平均尺寸大小随退火温度和时间增加而增大.     

未掺杂SI-InP中缺陷的正电子寿命研究

在 10～ 30 0 K的温度范围内 ,测量了用液封直拉法 (L EC)生长的 n- In P经高温退火后形成的未掺杂SI- In P晶体的正电子寿命谱 .用 PATFIT和 MEL T两种技术分析了正电子寿命谱 .常温下的结果表明 ,SI- In P中存在铟空位 VIn或与杂质的复合体缺陷 .观察到在 10～ 2 2 0 K之间正电子的平均寿命 τm 随温度的升高而减小 ,表明上述缺陷是带负电荷的铟空位 VIn的氢复合体 ;但是在低温下还存在正电子浅捕获态 ,浅捕获中心很可能是反位缺陷 In2 - P ,因此在 2 2 0～ 30 0 K范围内平均寿命τm 随温度的升高而略有上升 .     

离子注入制备Si基GaSb量子点

利用离子注入法在Si(001)衬底上先后注入了Ga+和Sb+,注入能过分别为140,220 kev,注入剂量分别为8.2×1016,6.2×1016cm-2,然后对样品分别经过一次退火和二次退火处理制备出了量子点材料.用透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)观察了退火后量子点截面像.实验结果表明,经二次退火生长的量子点晶格结构和Si衬底损伤的修复要明显优于一次退火.     

S离子注入形成的缺陷对CdS纳米带的影响

为了探究缺陷对CdS纳米带性能产生的影响,本文通过简单、易行的化学气相沉积法(CVD)在硅基底上制备了CdS纳米带,将不同剂量的S离子注入到CdS纳米带中,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光致发光(PL)、拉曼光谱(Raman)等分析样品的晶体结构,进一步通过光电性能的测试,研究S离子注入引入的缺陷对CdS纳米带性能产生的影响.结果表明,S离子注入引入的缺陷使CdS纳米带晶体质量发生变化,导致S离子注入后CdS纳米带的激子发光峰减弱,缺陷发光峰增强,并且它们之间的强度比随着注入剂量的改变可以进行调节.最后,通过对单根CdS纳米带场效应晶体管的转移特性曲线进行分析,证明了S离子注入引入的缺陷对CdS纳米带电学性能有较大影响,并进一步分析讨论了其对电学性能影响的机理.     

热蒸发法制备纳米结构ZnO及其生长机理

用热蒸发法于700℃在硅衬底上制备了纳米线、多针状、四脚针状结构的ZnO,研究了衬底与热源间的距离对ZnO形貌的影响.用扫描电镜(SEM)表征了ZnO的形貌,当衬底距热源20mm时,ZnO呈现四脚针状且具有很细的尖端,直径为50nm.X射线衍射(XRD),微区Raman图谱表明四脚针状ZnO是高纯的六角纤锌矿结构.另外,对ZnO不同形貌的生长机理进行了初步研究.     

塑性形变p型GaAs中的缺陷特性研究

用正电子湮没寿命谱研究了塑性形变P型砷化镓中的缺陷性质．样品原始载流子浓度为2．63X10~18cm-3．形变量分别为2．5％，5％，7．5％，10％和15％．室温正电子寿命测量结果显示，形变样品中有新的空位型缺陷产生，鉴定为空位团．根据塑性形变样品中空位团的正电子捕获率的大小和寿命谱温度关系初步判断：在P型GaAs中，塑性形变产生的空位团的荷电性为正．正电子寿命温度实验显示，在低温下形变样品中还存在正电子浅捕获态．浅捕获中心很可能是锌代位杂质和镓反位缺陷．     

电子束蒸发制备ZnO薄膜及其晶体结构和电学性质

采用电子束蒸发法制备了ZnO薄膜。研究了退火温度及衬底对薄膜的结晶状况以及电学性质的影响．X射线衍射测试结果表明。相同蒸发条件下制备的ZnO薄膜，硅(100)衬底上薄膜晶粒尺寸为73nm。结晶情况明显好于陶瓷和玻璃衬底上的薄膜．退火之后，各种衬底上薄膜的结晶情况相对未退火时都有明显好转；400℃退火时。薄膜逐渐结晶；600℃退火时，ZnO薄膜体现良好的择优生长的趋势，晶粒长大，晶化程度提高，大部分晶粒发生了织构．在400℃退火后。掺入Al2O3的薄膜和未掺杂的ZnO薄膜的电阻率下降了一个多数量级，但掺入MgO的薄膜电阻率变大。这是由于MgO掺杂起到了补偿作用，掺入MgO有可能实现ZnO薄膜的P型掺杂．     

掺Fe2O3的ZnO压敏性能

在一定成型压力和烧结温度下掺杂浓度对掺Fe2O3的ZnO陶瓷的致密度和压敏性能的影响研究.得到以下结果:(1)在1 000 ℃,ZnO与Fe2O3固相反应生成ZnFe2O4,在1 200 ℃ZnO陶瓷完全致密化;(2)在优化工艺参数后,研究了在ZnO中掺杂不同浓度的Fe2O3 的电阻率,只有在一定电阻率范围内才具有压敏效应.随Fe2O3掺杂含量升高,电阻率在0.1%at达到极大值,而后降低,在2%at以后电阻率急剧升高,压敏效应增大,在4%at时阈值电压为92伏,非线性最好.过高的掺杂浓度(>5%at)导致绝缘相厚度过大而没有压敏效应;(3)Fe2O3掺4%at后,烧结温度超过1 200 ℃时,由于ZnFe2O4相分解产生载流子浓度增大使电阻率下降.     

铜离子注入医用热解碳的抗菌性能

用革兰氏阳性金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性大肠杆菌,研究了铜离子注入医用热解碳后的抗菌性能.铜离子注入能量为70keV,注入剂量为5×1014～1×1018ion·cm-2.抗菌实验结果表明,铜离子注入样品后对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有良好的抗菌效果;抗菌率随注入剂量的增加而提高,在注入剂量接近饱和剂量1×1018ion·cm-2时,抗菌率达到100%.应用卢瑟福背散射(RBS)分析技术,分析了热解碳中铜离子的分布,并初步探讨了铜离子的抗菌机理.