Ta和TaN底电极对原子层淀积HfO2介质MIM电性能的影响

以Ta,TaN为衬底,采用原子层淀积方法制备高介电常数HfO₂介质,比较研究了不同衬底电极对金属-绝缘体-金属（MIM）电容的性能影响.结果表明,采用TaN底电极能够获得较高的电容密度和较小的电容电压系数（VCC）,在1MHz下的其电容密度为7.47fF/μm²,VCC为356ppm/V²和493ppm/V,这归因于TaN底电极与HfO₂介质之间良好的界面特性.两种电容在3?V时漏电流为5×10^-8关键词： 高介电常数 MIM电容 2薄膜')" href="#">HfO₂薄膜 电极     

Ta和TaN底电极对原子层淀积HfO2介质MIM电性能的影响

以Ta,TaN为衬底,采用原子层淀积方法制备高介电常数HfO2介质,比较研究了不同衬底电极对金属-绝缘体-金属(MIM)电容的性能影响.结果表明,采用TaN底电极能够获得较高的电容密度和较小的电容电压系数(VCC),在1MHz下的其电容密度为7.47fF/μm2,VCC为356ppm/V2和493ppm/V,这归因于TaN底电极与HfO2介质之间良好的界面特性.两种电容在3V时漏电流为5×10-8A/cm2左右,基于TaN底电极的MIM电容表现出具有较高的击穿强度,其在室温下的导电机理为肖特基发射.     

基于旋涂法和电子束蒸发法制备的V2O5/Ag/V2O5叠层透明导电薄膜

利用溶胶-凝胶技术与电子束蒸镀相结合的方法在常温下制备了叠层V₂O₅/Ag/V₂O₅（VAV）透明导电薄膜,研究了各层薄膜厚度对叠层结构光电特性的影响。用原子力显微镜、紫外-可见光分光光度计、四探针电阻仪及开尔文探针对样品的表面形貌、光电性能及功函数等性质进行了表征。实验结果表明,该薄膜具有良好的光学和电学性质,可见光（380~780 nm）平均透过率达75%,迁移率为16.89 cm²/（V·s）,载流子浓度为－1.043×10²² cm^-3,方块电阻值为15.1 Ω/□,功函数为5.17 eV。该制备方法降低了V₂O₅薄膜的工艺制备难度,为该材料在太阳能电池中的应用创造了良好的前期基础。     

基于旋涂法和电子束蒸发法制备的V_2O_5/Ag/V_2O_5叠层透明导电薄膜

利用溶胶-凝胶技术与电子束蒸镀相结合的方法在常温下制备了叠层V2O5/Ag/V2O5(VAV)透明导电薄膜,研究了各层薄膜厚度对叠层结构光电特性的影响。用原子力显微镜、紫外-可见光分光光度计、四探针电阻仪及开尔文探针对样品的表面形貌、光电性能及功函数等性质进行了表征。实验结果表明,该薄膜具有良好的光学和电学性质,可见光(380~780 nm)平均透过率达75%,迁移率为16.89 cm2/(V·s),载流子浓度为-1.043×1022cm-3,方块电阻值为15.1Ω/□,功函数为5.17 eV。该制备方法降低了V2O5薄膜的工艺制备难度,为该材料在太阳能电池中的应用创造了良好的前期基础。     

金属掺杂纳米固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2的IR考察

首先采用sol gel法制备出ZrO(OH) 2 ,再分别用Ni2 + ,Al3 + ,Sn4+ ,Ag+ ,Sn2 + 金属盐溶液和H2 SO4稀溶液浸渍ZrO(OH) 2 的方法合成了一系列金属离子掺杂的SO2 -4/ZrO2 纳米固体超强酸。并用XRD ,TEM和IR技术考察了各样品的性能。结果发现 ,经不同金属掺杂的SO2 -4/ZrO2 颗粒具有固体超强酸的IR谱特征。经Ni2 + ,Sn4+ 掺杂的样品中Zr—O和 SO 键振动吸收峰明显蓝移 ,Zr—O的νZr—O由SO2 -4/ZrO2 的4 85cm-1增大到Ni2 + ,Sn4+ 掺杂样品的 5 0 0cm-1,SO的νas由 1390cm-1增大到 14 0 5和 14 0 0cm-1,而Sn2 + 掺杂的样品变化不大。说明Ni2 + ,Sn4+ 金属离子的掺杂增强了样品的超强酸性。同时还发现 ,随着样品焙烧温度的提高 ,经Ni2 + 和Al3 + 掺杂的SO2 -4/ZrO2 纳米颗粒 ,Zr—O和 SO 键振动吸收峰明显蓝移 ,而Ag+ 掺杂的样品在焙烧温度达到 10 73K时IR谱只是吸收强度减弱 ,振动频率不变。     

氧化铁掺杂TiO_2和TiO_2/SiO_2的Raman光谱(英文)

采用Sol Gel法制备氧化铁掺杂TiO2 和TiO2 /SiO2 纳米粒子及在玻璃表面的涂膜 ,并用Raman光谱研究氧化铁含量对TiO2 和TiO2 /SiO2 结构的影响。该产物对水和大气中的有机污染物有催化降解作用。     

超顺磁纳米γ-Fe_2O_3/SiO_2复合材料的制备和磁性能研究

本文以正硅酸乙酯(TEOS)、Fe(NO3)3.9H2O、无水乙醇(Eth)、盐酸(HCl)和去离子水作为原料,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备了纳米γ-Fe2O3/SiO2复合材料.主要研究了CTAB、热处理温度以及Fe2O3的浓度对纳米γ-Fe2O3/SiO2复合材料的形成及磁性能的影响.用X射线衍射分析(XRD)对纳米粒子进行表征以及用Quantum Design Model物理性质测量系统(PPMS)测量纳米颗粒的零场冷却(ZFC)和加场冷却(FC)时的磁化强度随温度的变化关系.通过对XRD衍射图和ZFC/FC曲线分析,可知制备纳米γ-Fe2O3/SiO2复合材料最佳热处理温度为700℃左右,Fe2O3最佳浓度为30wt%左右.尤其加CTAB改性后,所得的纳米γ-Fe2O3/SiO2复合材料较纯正和表现出超顺磁性.     

基于Sb_2O_3/Ag/Sb_2O_3叠层透明导电薄膜的自组装沟道透明薄膜晶体管

首次利用Sb2O3/Ag/Sb2O3(SAS)叠层透明导电薄膜作为透明电极,并采用衍射自组装沟道的方法研制了一种透明薄膜晶体管。通过一次掩模工艺,在电子束热蒸发过程中的SAS源漏电极之间制作沟道层。SAS透明导电薄膜具有优异的光电性能。研制的透明薄膜晶体管具有良好的器件性能,其迁移率高达11.36cm2/(V·s)。整个器件在可见光范围内的平均透过率为80%。结果表明,这种透明薄膜晶体管有希望应用于低成本透明光电子产品中。     

原子层沉积Al2O3/n-GaN MOS结构的电容特性

利用原子层沉积技术制备了具有圆形透明电 极的Ni/Au/Al₂O₃/n-GaN金属-氧化物-半导体结构, 研究了紫外光照对样品电容特性及深能级界面态的影响, 分析了非理想样品积累区电容随偏压增加而下降的物理起源. 在无光照情形下, 由于极长的电子发射时间与极慢的少数载流子热产生速率, 样品的室温电容-电压扫描曲线表现出典型的深耗尽行为, 且准费米能级之上占据深能级界面态的电子状态保持不变. 当器件受紫外光照射时, 半导体耗尽层内的光生空穴将复合准费米能级之上的深能级界面态电子, 同时还将与氧化层内部的深能级施主态反应. 非理想样品积累区电容的下降可归因于绝缘层漏电导的急剧增大, 其诱发机理可能是与氧化层内的缺陷态及界面质量有关的“charge-to-breakdown”过程. 关键词： 原子层沉积 2O₃/n-GaN')" href="#">Al₂O₃/n-GaN 金属-氧化物-半导体结构 电容特性     

基于傅里叶红外光谱的癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料制备机理研究

根据前期在相变储湿复合材料制备方面取得的成果,以SiO_2为载体材料、癸酸-棕榈酸为相变材料,采用溶胶-凝胶法制备癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料。采用傅里叶红外光谱仪对癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料制备过程各阶段的合成物质进行测试,即相变材料制备阶段、SiO_2载体材料制备阶段和癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料制备阶段。研究SiO_2基相变储湿复合材料制备过程中SiO_2网络结构形成机理、癸酸-棕榈酸嵌入方式、癸酸-棕榈酸与SiO_2嵌合机理,阐明溶胶-凝胶法制备癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料的相关机理。同时采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料的物质组成和微观形貌进行测试,以佐证癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料的制备机理。结果表明:通过Si—O—Si基团断裂与重组形成大量闭合孔或笼有效地将癸酸-棕榈酸包覆,从而制备形成癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料;在癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料制备过程中癸酸-棕榈酸与SiO_2仅仅为物理嵌合,未发生任何化学反应;癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料中SiO_2形成大量闭合孔或笼,一部分用于包覆癸酸-棕榈酸,发挥相变调温性能,另一部分利用其网络空隙结构,发挥储湿调湿性能,从而达到同时调节室内温度和湿度的目的。     

XPS investigation of diffusion of two-layer ZrO2/SiO2 and SiO2/ZrO2 sol–gel films

Two-layer ZrO₂/SiO₂ and SiO₂/ZrO₂ films were deposited on K9 glass substrates by sol–gel dip coating method. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) technique was used to investigate the diffusion of ZrO₂/SiO₂ and SiO₂/ZrO₂ films. To explain the difference of diffusion between ZrO₂/SiO₂ and SiO₂/ZrO₂ films, porous ratio and surface morphology of monolayer SiO₂ and ZrO₂ films were analyzed by using ellipsometry and atomic force microscopy (AFM). We found that for the ZrO₂/SiO₂ films there was a diffusion layer with a certain thickness and the atomic concentrations of Si and Zr changed rapidly; for the SiO₂/ZrO₂ films, the atomic concentrations of Si and Zr changed relatively slowly, and the ZrO₂ layer had diffused through the entire SiO₂ layer. The difference of diffusion between ZrO₂/SiO₂ and SiO₂/ZrO₂ films was influenced by the microstructure of SiO₂ and ZrO₂.     

基于P掺杂SiO2为栅介质的超低压侧栅薄膜晶体管

在室温下利用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)制备的颗粒膜P掺杂SiO₂为栅介质, 使用磁控溅射方法利用一步掩模法制备出一种新型结构的侧栅薄膜晶体管. 由于侧栅薄膜晶体管具有独特的结构, 在射频磁控溅射过程中, 仅仅利用一块镍掩模板, 无需复杂的光刻步骤, 就可同时沉积出氧化铟锡(ITO)源、漏、栅电极和沟道, 因此, 这种方法极大地简化了制备流程, 降低了工艺成本. 实验结果表明, 在P掺杂SiO₂栅介质层与沟道层界面处形成了超大的双电层电容(8 μF/cm²), 这使得这类晶体管具有超低的工作电压1 V, 小的亚阈值摆幅82 mV/dec、高的迁移率18.35 cm²/V·s和大的开关电流比1.1×10⁶. 因此, 这种P掺杂SiO₂双电层超低压薄膜晶体管将有望应用于低能耗便携式电子产品以及新型传感器领域. 关键词： 2')" href="#">P掺杂SiO₂ 侧栅薄膜晶体管 双电层(EDL) 超低压     

二氧化硅对稀土掺杂二氧化钛薄膜形貌与发光性能的影响

为提高稀土掺杂TiO₂薄膜的上转换效率,采用溶胶-凝胶法和旋涂镀膜工艺制备了Yb³⁺-Er³⁺共掺杂SiO₂/TiO₂上转换光致发光薄膜,研究了SiO₂对TiO₂薄膜形貌以及发光性能的影响。利用FE-SEM观察了薄膜的表面形貌,利用分光光度计测试了薄膜在近红外光区域的透射率的变化,并用荧光光谱仪测试了薄膜的上转换发光光谱。结果表明：SiO₂的掺杂导致TiO₂颗粒尺寸显著减小,TiO₂薄膜在近红外的透射率也有所下降。在980 nm红外光激发下,SiO₂/TiO₂薄膜在630~670 nm处获得了明显的上转换红光发射,在516~537 nm和537~570 nm处获得了较弱的上转换绿光发射。由上转换发光强度与激光泵浦功率的关系推知,绿色和红色上转换发光均为双光子吸收发射过程。     

TiO2/SiO2多层膜的带隙结构及光催化性能

利用传输矩阵法设计了由SiO2、TiO2组成的多层膜高透射率光子晶体结构,并分析了其透射谱特性,根据等效层原理改变多层膜一维光子晶体的自身结构来提高通带内特征波长附近的透射率,获得了最佳结构参数。研究结果表明,当晶格参数为150nm,填充比为0.346,周期数为6时,400nm波长附近吸收带处的透射率最低也可达96.5%,并且不论是TM模式还是TE模式,入射角在0°～45°范围内仍保持高的透射率,该结构可望用于空气净化装置以提高SiO2、TiO2光催化剂的光催化效率。     

Effect of O-vacancy defects on the Schottky barrier heights in Ni/SiO2 and Ni/HfO2 interfaces

We perform first-principles density functional calculations to study the electronic structure of Ni/HfO₂ and Ni/SiO₂ interfaces and the effect of O-vacancy (V_O) defects on the Schottky barrier height and the effective work function. We generate two interface models in which Ni is placed on O-terminated HfO₂ (1 0 0) and α-quartz (1 0 0) surfaces. As the concentration of V_O defects at the interface increases, the p-type Schottky barrier height tends to increase in the Ni/HfO₂ interface, due to the reduction of interface dipoles, whereas it is less affected in the Ni/SiO₂ interface.     

Annealing effects on structure and laser-induced damage threshold of Ta2O5/SiO2 dielectric mirrors

The effects of annealing on structure and laser-induced damage threshold (LIDT) of Ta₂O₅/SiO₂ dielectric mirrors were investigated. Ta₂O₅/SiO₂ multilayer was prepared by ion beam sputtering (IBS), then annealed in air under the temperature from 100 to 400 °C. Microstructure of the samples was characterized by X-ray diffraction (XRD). Absorption of the multilayer was measured by surface thermal lensing (STL) technique. The laser-induced damage threshold was assessed using 1064 nm free pulsed laser at a pulse length of 220 μs.

It was found that the center wavelength shifted to long wavelength gradually as the annealing temperature increased, and kept its non-crystalline structure even after annealing. The absorbance of the reflectors decreased after annealing. A remarkable increase of the laser-induced damage threshold was found when the annealing temperature was above 250 °C.     

超低密度SiO2气凝胶的制备研究

超低密度的SiO2气凝胶是一种经典的三维网状纳米多孔材料,已经广泛应用于如保温隔热、吸附等多种领域。以四甲氧基硅烷(TMOS)为硅源,采用酸碱两步法,利用乙醇超临界干燥技术制备了超低密度的SiO2气凝胶,分别利用SEM\TEM\BET等表征手段对该气凝胶进行了一系列的研究,发现当其密度为0.6 mg/cm3时,气凝胶拥有最佳的综合性能。该种气凝胶具有超低密度、高比表面积、加工成型性好、制备周期短等优点,有望在激光惯性约束聚变实验中作为冷冻靶发挥巨大的作用。     

Preparation and characterization of SiO2/ZrO2/Ag multicoated microspheres

A new type of multicoated silica/zirconia/silver (SiO₂/ZrO₂/Ag) core-shell composite microspheres is synthesized in this paper. In the process, ZrO₂-decorated silica (SiO₂/ZrO₂) core-shell composites were firstly fabricated by the modification of zirconia on silica microspheres through the hydrolysis of zirconium precursor. Subsequently, on SiO₂/ZrO₂ composite cores, silver nanoparticles were introduced via ultrasonic irradiation and acted as “Ag seeds” for the formation of integrate silver shell by further reduction of silver ions using formaldehyde as reducer. The resulting samples were characterized by transmission electron microscopy, X-ray diffraction, Fourier-transform infrared, energy-dispersive X-ray, and UV-vis spectroscopy, indicating that zirconia and silver layers were successfully coated on the surfaces of silica microspheres.     

表面活性剂辅助二氧化硅纳米颗粒在非水基液中的分散研究

研究了粒径10~100 nm的二氧化硅纳米颗粒在非水基液中的表面活性剂辅助分散。结合颗粒表面特定官能团结构,针对性选择了合适的表面活性剂,氢键桥梁作用和长链分子空间位阻作用抑制了颗粒团聚行为。当表面活性剂体积分数6%的时候,动态光散射测试结果表明颗粒中位尺度30.2 nm,与透射电镜测试结果吻合,展现了良好的分散性。