p型硅MOS结构Si/SiO2界面及其附近的深能级与界面态

用深能级瞬态谱(DLTS)技术系统研究了Si/SiO₂界面附近的深能级和界面态。结果表明,在热氧化形成的Si/SiO₂界面及其附近经常存在一个浓度很高的深能级,它具有若干有趣的特殊性质,例如它的DLTS峰高度强烈地依赖于温度,以及当栅偏压使费密能级与界面处硅价带顶的距离明显小于深能级与价带顶的距离时,仍然可以观测到一个很强的DLTS峰。另外,用最新方法测量的Si/SiO₂界面连续态的空穴俘获截面与温度有关,而与能量位置无明显关系,DLTS测 关键词：     

在p型硅MOS结构Si/SiO2界面区中与金有关的界面态和深能级

用深能级瞬态谱(DLTS)技术详细研究了金在p型<111>晶向硅MOS结构Si/SiO₂界面区中的行为。结果表明,金与Si/SiO₂界面缺陷H_it(0.494)相互作用形成新的缺陷Au-H_it(0.445),和金在硅的禁带中产生一个能量分布很广的连续界面态,利用这些界面态可以合理地解释金使硅MOS结构平带电压向正方向移动的物理机制。结果还表明,在Si/SiO₂界面附近的半导体中,金施主中心的剖面分 关键词：     

硅直接键合界面附近的深能级研究

利用扩展电阻探针（ＳＲＰ）和深能级瞬态谱（ＤＬＴＳ）技术详细研究了直接键合的ｎ－Ｓｉ／ｎ⁺－Ｓｉ界面附近的深能级。实验结果表明，在直接键合的ｎ－Ｓｉ／ｎ⁺－Ｓｉ界面ｎ－Ｓｉ一侧附近可观察到一个明显的电子陷阱Ｅ１（Ｅ_ｃ－０．３９ｅＶ）。Ｅ１可能是由若干个能级位置相近的陷阱迭加而成的，其浓度在１０¹³－１０¹⁴ｃｍ^-3之间。它可能是与制备键合材料的高温（１０００－１１００℃）处理 关键词：     

掺杂Si/SiO_2界面电子结构与光学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,在局域密度近似(LDA)下研究了B掺杂Si/SiO_2界面及其在压强作用下的电子结构和光学性质.能带的计算结果表明:掺杂前后Si/SiO_2界面均属于直隙半导体材料,但掺B后界面带隙由0. 74 eV减小为0. 57 eV,说明掺B使材料的金属性增强;对B掺杂Si/SiO_2界面施加正压强,发现随着压强不断增大,Si/SiO_2界面的带隙呈现了逐渐减小的趋势,并且由直隙逐渐转变为间隙.光学性质的计算结果表明:掺B对Si/SiO_2界面在低能区(即红外区)的介电函数虚部、吸收系数、折射率以及反射率等光学参数有显著影响,且在红外区出现新的吸收峰;对B掺杂Si/SiO_2界面施加正压强,随着压强增大,红外区的吸收峰逐渐消失,而在紫外区出现了吸收峰.上述结果表明,对Si/SiO_2界面掺B及施加正压强均可调控Si/SiO_2界面的电子结构与光学性质.本文的研究为基于Si/SiO_2界面的光电器件研究与设计提供一定的理论参考.     

NH_3退火热氮化SiO_2薄膜及其与Si界面特性的研究

采用不同方法研究了NH_3中高温退火所形成的氮化SiO_2薄膜及其界面特性,发现不同的退火条件对样品的组份、折射率、电子陷阱特性、表面电子迁移率、固定正电荷及界面态密度等有较大的影响。探讨了氮化机理及其对界面特性等的影响。分析了抗氧化机构。     

Si中深能级T2对称波函数理论

木文在文献[5,6]所发展的在位缺陷势格林函数方法基础上,进一步讨论Si中短程缺陷势引入的T₂对称深能级波函数性质。第一次给出了Si禁带中部很宽能量范围之内T_2对称波函数的完整数据。波函数在缺陷最近邻四个格点的占据几率P₁有一高达50％以上峰值。该部分相当于四个最近邻格点指向缺陷的杂化轨道准悬键的T₂组合。第0,1,2三个格点壳层波函数占据几率之和约为70％。波函数其余部分较平缓地分布在一相当大空间。波函数的以上特征与禁带中部能量位置关系不灵敏。但在靠近导带E_c和满带E_v的浅能量区,以上P₁峰趋于消失,整个波函数在空间的分布趋于平坦。Si空位在禁带引入一个T₂对称深能级,位于E_v以上0.51eV处。 关键词：     

重离子辐照SiO_2/Si结构变温光致发光谱研究

本文研究了重离子辐照前后SiO_2/Si结构光学性质的变化。实验选择初始能量为414 MeV,不同辐照总剂量的Sn离子,在室温下辐照氧化层厚度为36nm和90nm的SiO_2/Si结构。并在不同测试温度下获得了辐照前后SiO_2/Si结构的光致发光谱(PL)谱。在相同的测试温度下,随着辐照总剂量的改变,峰位发生了移动,峰的强度也发生了改变;在相同的辐照总剂量下,随着测试温度的改变,峰位发生移动。由于受束缚激子发光的影响,在测试温度为80K时出现了一个新的光致发光峰。     

126Cs的高自旋态能级结构

利用融合蒸发反应¹¹⁶Cd(¹⁴N,4n)¹²⁶Cs布居了¹²⁶Cs的高自旋态.观测到了100多条新的γ跃迁和相应的能级,建立了双奇核¹²⁶Cs由9个转动带构成的能级纲图.尝试性地指定了大部分能级的自旋和宇称以及各转动带的Nilsson单粒子组态.极大地丰富了已有的实验结果.     

二价硅离子高于3s3p态能级间自旋允许跃迁的理论计算

在最弱受约束电子势模型理论中，电子被分成最弱受约束电子和非最弱受约束电子，而假定最弱受约束电子在核和非最弱受约束电子形成的势场中运动，这样许多多电子体系的问题可以简化成最弱受约束电子的单电子问题来解决．最弱受约束电子势模型理论已经被成功地应用于跃迁几率，振子强度和原子能级的计算．应用一组方程计算了Si III的离子自旋允许跃迁的跃迁几率，计算结果与标准值比较是相当令人满意的，误差均在15%以下．而且表明最弱受约束电子势模型理论可以非常简便并准确地应用于计算高激发态间的跃迁几率．     

氧化硅层厚度对Si/SiO2界面电子态结构与光学性质的影响

在氧化硅上生长纳米硅晶,保持氧化硅的直接带隙结构,降低其能带带隙,以用于发光和光伏。采用基于密度泛函理论的第一性原理研究了块体α-方石英、薄膜α-方石英、Si/SiO₂界面的电子态结构和Si/SiO₂界面的光学性质。结果显示,其均为直接带隙半导体,当薄膜α-方石英厚度和Si/SiO₂界面氧化硅层厚度逐渐减小时,能带带隙均逐渐变大,表现出明显的量子限制效应。光学性质计算结果表明：Si/SiO₂界面虚部介电峰和吸收峰的峰值随氧化硅层厚度降低而显著升高,且峰位向高能量方向蓝移。使用脉冲激光沉积制备了氧化硅上硅晶薄膜,测量了Si/SiO₂界面样品的PL光谱,在670 nm处存在一个强的发光峰,在波长超过830 nm后,Si/SiO₂界面样品的发光强度不断升高。因此,可以通过控制Si/SiO₂界面氧化硅层厚度有效地调控Si/SiO₂界面的电子态结构和光学性质,引进边缘电子态,调控其带隙进入1～2 eV区间,获取硅基发光材料...     

用可调探深的电子能量损失谱研究Sn/Si界面

用可调探测深度的电子能量损失谱辅以俄歇电子能谱和低能电子衍射,研究Sn/Si系统的界面反应。结果表明:当Sn蒸镀量大于两个原子单层,退火温度由400℃到700℃,在Sn/Si(111)界面Sn与Si发生互混,形成几个原子层厚的Sn/Si互混层,该互混层的特征体峰在15.5eV。在相同温度范围退火,Sn/Si(001)界面无可察觉的互混,仍有Sn岛存在,长时间在550℃退火低能电子衍射图形上出现(113)小晶面的衍射斑。 关键词：     

非晶态硅氢结构及其缺陷态的蒙特卡罗模拟

本文在考虑了悬挂键的情况下,用蒙特卡罗方法模拟了非晶态硅氢结构,径向分布函数等统计量和实验基本相符。氢原子的结合形式也和实验基本一致。     

p型GexSi1-x/Si多量子阱的红外吸收及其分析

通过测量GeSi多量子阱的红外谱，同时观察到了相应于量子阱内重空穴基态HH1到重空穴激发态HH1、轻空穴激发态LH1和自旋分裂带SO及连续态间的跃迁吸收．测量了GeSi多量子阱探测器的正入射光电流谱，看到了明显的光响应峰．理论计算中计及了轻、重和自旋分裂带间的耦合及能带的非抛物性，并自洽考虑了哈特里势和交换相关势．与实验结果比较，认为带之间的耦合，使子带间的跃迁情况变得复杂，是正入射吸收产生的原因 关键词：     

ZnO/p-Si异质结的深能级及其对发光的影响

利用深能级瞬态谱(DLTS)和光致发光谱(PL),研究了ZnO/pSi异质结的两种不同温度(850℃,1000℃)退火下的深能级中心。发现850℃退火的样品存在3个明显的深中心,分别为E₁=E_v+0.21eV,E₂=E_v+0.44eV,E₃=E_v+071eV;而1000℃退火样品仅存在一个E₁=E_v+021eV的中心,且其隙态密度要比850℃退火的大。同时,测量了两个样品的PL谱。发现1000℃退火可消除一些影响发光强度的深能级,对改善晶格结构,提高样品的发光强度有利。     

用深能级瞬态谱方法研究赝晶Si/Ge0.25Si0.75/Si单量子阱的价带偏移

应变的Ge_xSi_1-x层和未应变的硅层间的能带偏移主要是价带偏移。量子阱中载流子的热发射能与界面的能带偏移有着密切的关系。本文用深能级瞬态谱(DLTS)研究分子束外延生长的p型Si/Ge_0.25Si_0.75/Si单量子阱的价带偏移,阱宽为15nm,考虑到电场的影响和量子阱中第一子能级的位置,对从DLTS得到的热发射能进行适当的修正,可以计算出Si/Ge_0.25Si_0.75/S 关键词：     

Cu/SiO2/Si(111)体系中Cu和Si的扩散及界面反应

室温下利用磁控溅射在p型Si(111)衬底上沉积了Cu薄膜.利用X射线衍射和卢瑟福背散射分别对未退火以及在不同温度点退火后样品的结构进行了表征.在此基础上,研究了Cu/SiO2/Si(111)体系的扩散和界面反应.实验结果表明:当退火温度高于450 ℃时出现明显的扩散现象,并且随着温度的升高,体系扩散现象会更加显著.当退火温度低于450 ℃时没有铜硅化合物生成,当温度达到500 ℃时才有铜硅化合物生成.     

NH3退火热氮化SiO2薄膜及其与Si界面特性的研究

采用不同方法研究了NH₃中高温退火所形成的氮化SiO₂薄膜及其界面特性,发现不同的退火条件对样品的组份、折射率、电子陷阱特性、表面电子迁移率、固定正电荷及界面态密度等有较大的影响。探讨了氮化机理及其对界面特性等的影响。分析了抗氧化机构。 关键词：     

SiO_2/Ag核壳结构纳米粒子的制备及其表面荧光增强

以罗丹明B掺杂的SiO2球为核,通过化学还原的方法制备了二氧化硅/银核壳结构复合纳米粒子。采用透射电镜(TEM)、紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)分光光度计和荧光分光光度计对二氧化硅/银核壳结构纳米粒子的表面形貌、表面等离子共振和表面荧光增强特性进行了研究和表征。结果表明,二氧化硅/银核壳结构纳米粒子的表面等离子共振峰具有明显的可调谐性,且其表面荧光增强强烈依赖于银壳层的表面等离子共振,随银壳层厚度的增大而增强。     

第一性原理研究厚度和空位缺陷对Si/SiO2界面电子结构与光学性质的影响

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法,在局域密度近似（LDA）下研究了Si纳米层厚度和O空位缺陷对Si/SiO2界面电子结构及光学性质的影响．电子结构计算结果表明：在0.815~2.580nm的Si层厚度范围内,Si/SiO2界面结构的能隙随着厚度减小而逐渐增大,表现出明显的量子尺寸效应,这与实验以及其他理论计算结果一致;三种不同的O空位缺陷的存在均使得Si/SiO2界面能隙中出现了缺陷态,费米能级向高能量方向移动,且带隙有微弱增加．光学性质计算结果表明：随着Si纳米层厚度的减小,Si/SiO2界面吸收系数产生了蓝移;O空位缺陷引入后,界面光学性质的变化主要集中在低能区,即低能区的吸收系数和光电导率显著增加．可见,改变厚度和引入缺陷能够有效地调控Si/SiO2界面体系的电子和光学性质,上述研究结果为Si/SiO2界面材料的设计与应用提供了一定的理论依据．     

第一性原理研究厚度和空位缺陷对Si/SiO2界面电子结构与光学性质的影响

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法,在局域密度近似（ LDA）下研究了Si纳米层厚度和O空位缺陷对Si／SiO2界面电子结构及光学性质的影响．电子结构计算结果表明：在0.815～2.580nm的Si层厚度范围内, Si／SiO2界面结构的能隙随着厚度减小而逐渐增大,表现出明显的量子尺寸效应,这与实验以及其他理论计算结果一致;三种不同的O空位缺陷的存在均使得Si／SiO2界面能隙中出现了缺陷态,费米能级向高能量方向移动,且带隙有微弱增加．光学性质计算结果表明：随着Si纳米层厚度的减小, Si／SiO2界面吸收系数产生了蓝移; O空位缺陷引入后,界面光学性质的变化主要集中在低能区,即低能区的吸收系数和光电导率显著增加．可见,改变厚度和引入缺陷能够有效地调控Si／SiO2界面体系的电子和光学性质,上述研究结果为Si／SiO2界面材料的设计与应用提供了一定的理论依据．