背散射技术用于表面微分析

引 言 用离子加速器的离子束进行物质分析是近十年发展起来的有效的实验方法.它包括背散射、质子荧光分析和核反应三种方法.这些方法各有特点,互相补充[1],背散射用来分析样品表面下组成的变化或着杂质的深度分布特别合适.其主要优点是简便、直观、定量、可靠,对样品无损伤.与其它方法相比,既不需要对样品进行麻烦的剥层处理(例如离子溅射、化学腐蚀或研磨等),也不需霎依赖“标样”.使用l-2兆电子伏的4He离子束分析样品深度可达几千埃(采用质子束可增加分析深度达几个微米),通常深度分辨率可达200埃左右(采用掠角散射,深度分辨率可达20—30…     

砷注入硅的激光退火和热退火特性

一、引 言 采用高功率的激光束辐照离子注入硅样品能够获得比热退火优越的电特性.利用离子束背散射分析技术,能够进行定量的非破坏性测量.一般说来,测量本身不会带来负效应[1].本工作采用离子束背散射技术和电特性测量,对注有砷离子的硅样品的退火行为进行了比较和分析.发现用大剂量(1×1016/cm2)注入的样品在1000℃下,经20分钟退火后,能够获得一个接近于理想的突变结.而红宝石脉冲激光退火,无论从注入损伤的恢复还是从载流子浓度方面来看,都比热迟火优越. 二、实验方法和实验条件的选择 实验样品选用P-型(111)硅单晶片,电阻率p=7-15Ω·cm…     

背散射电子成像在纳米多层膜形貌观察中的应用

本文以背散射成像技术在扫描电镜观察纳米多层膜形貌中的应用为背景,简要介绍了扫描电子显微镜背散射电子成像的工作原理,并从分析准确度、分辨率及取出角对背散射电子成像影响的3个角度研究了其在纳米多层膜表面形貌观察中的应用.结果表明:利用扫描电镜背散射电子成像技术可有效表征纳米多层膜样品微区成分变化,能够快速了解样品的组成和结构特征,其分析准确度、分辨率均在纳米量级.该方法可为纳米多层膜调制结构的表征及鉴别提供快速、简便、有效的分析手段.同时,对该技术的探讨将帮助物理学专业学生更好的理解背散射现象的物理机制,帮助材料专业的学生更好的应用该表征技术.     

穆斯堡尔谱学在固体物理中应用的最近进展

本文扼要地介绍了穆斯堡尔谱学在固体物理中的一些重要应用及最近的进展，涉及的领域包括磁性材料、非晶态材料、金属和合金、半导体材料、表面和界面、超导体及铁电材料等方面．     

铒离子注入6H-SiC的横向离散研究

利用离子注入掺杂技术设计、制作半导体集成器件时,了解离子注入半导体材料的射程分布、射程离散和横向离散规律等是很重要的.用400 keV能量的铒(Er)离子分别与样品表面法线方向成0°,45°和 60°倾角注入碳化硅(6H-SiC)晶体中,利用卢瑟福背散射技术研究了剂量为5×10¹⁵ cm^-2 的400 keV Er离子注入6H-SiC晶体的横向离散.测出的实验值与TRIM98和SRIM 2006得到的理论模拟值进行了比较,发现实验值跟TRIM98和SRIM 关键词： 离子注入 6H-SiC 卢瑟福背散射技术 横向离散     

离子镀制备Cr/W混合过渡层的氢氘辐照效应研究

用双离子束镀膜方法在W基底表面制备不同厚度的Cr薄膜. 用冷场扫描电镜能谱分析仪对镀膜样品成分深度分布进行分析, 使用重离子加速器对镀膜样品进行高能、低束流的氢或氘辐照, 用扫描电镜对样品表面形貌变化进行分析, 运用粒子注入射程模拟软件SRIM对氢粒子在Cr/W双层块体中的射程进行模拟分析. 实验结果表明, 运用双离子束镀膜法能够在膜与基底的接触面区域制得Cr/W混合过渡层; 在高能、低束流的氢或氘辐照下, Cr/W混合过渡层易于使气体滞留而起泡, 双离子束制备的Cr膜层不易聚集氢或氘气体成泡.     

Nd薄膜靶表面氧化过程研究

用Ａｕｇｅｒ电子能谱（ＡＥＳ）对Ｘ光激光实验使用的Ｎｄ薄膜靶的表面氧化进行了分析，结合Ａｒ离子束刻蚀进行元素的深度分布剖析，得到了表面氧化层厚度，所得结果与Ｒｕｔｈｅｒ－ｆｏｒｄ背散射（ＲＢＳ）方法测量的结果相吻合。实验表明，样品暴露在空气中２０至３０ｍｉｎ，氧化即基本达到饱和，相应的氧化层厚度约为２０ｎｍ。     

氘在碳钨共沉积层中的滞留行为研究

运用射频磁控溅射方法, 在氘氩混合气氛中制备了含氘碳钨共沉积薄膜. 利用离子束分析方法[卢瑟福背散射(RBS)和弹性反冲(ERD)]对薄膜样品的厚度、成分、 氘含量等进行了分析; 利用拉曼光谱和扫描电子显微镜(SEM), 分别分析了薄膜的结构和表面形态. 离子束分析发现, 氘原子更易被碳原子俘获位俘获, 并且氘含量会随着沉积温度的升高而降低; 其他镀膜条件固定的情况下, 不同混合气体压强下薄膜样品中的氘浓度在5.0 Pa处有一个峰值; 拉曼光谱分析显示, 沉积温度从室温升高到725 K时, 碳钨共沉积层中的类石墨化成分增加, 同时, 非晶化的程度也加剧; 扫描电子显微镜图像表明, 随着温度的升高薄膜表面被腐蚀的痕迹消失, 但是由于应力的改变表面出现了多处的凸起. 关键词： 氘滞留 碳钨共沉积 射频磁控溅射     

快速热退火对Co/Si0.85Geo.15肖特基结电学特性的影响

用离子束溅射技术分别在SiO2和单晶Si衬底上沉积了Si1-xGex和Co薄膜.在不同温度下,对Co/Si1-xGex肖特基结进行快速热退火处理(RTA),对处理后的样品进行了表面形貌和电学测量.发现退火温度升高,样品表面粗糙度变大,理想因子也变大,但对肖特基势垒高度(SBH)的影响很小.分析认为,随着退火温度的升高,...     

扫描光声显微镜

本文简单叙述了扫描光声显微镜的原理、应用、发展以及我们现阶段的研制成果,光声信号可以用振幅或相位接收的方式成象,分辨率达到4.5μm,从已获得叉指换能器,集成电路以及材料亚表面结构等样品的光声象可以说明这种显微镜技术在固体物理、材料科学,甚至医学上均具有重要的应用前景。 关键词：     

铝镁尖晶石中He离子注入引起损伤的退火行为研究

利用卢瑟福沟道背散射技术结合表面的原子力显微分析,对注He的铝镁尖晶石晶体的晶格损伤及表面形变随退火温度变化的关系进行了研究.结果表明,不同注入剂量的样品中晶格损伤和表面形变表现出显著不同的退火行为.分析认为造成损伤演化的这种差异与注入的He原子在晶体中不同的聚集状态有关. 关键词： 离子注入 He 尖晶石 卢瑟福沟道背散射     

α-Si_(1-x)C_x∶H薄膜材料的弹性反冲探测分析

介绍在中国原子能科学研究院HI 13串列加速器上,对α Si1-xCx∶H薄膜样品进行弹性反冲探测分析的方法和结果.用该加速器提供的高品质127I束流轰击α Si1-xCx∶H薄膜材料样品,用ΔE(gas) E(PSD)望远镜探测器,在前角区(30°角)测量从该样品中反冲的各元素的能谱.然后用离子束分析(IBA)程序SIMNRA对能谱进行拟合,得到样品中H,C和Si的比分及深度分布.     

烧蚀对强脉冲离子束在高分子材料中能量沉积的影响

高能量密度纳秒量级强脉冲离子束辐照材料表面的烧蚀产物和束流的相互作用,可能对束流在靶中的能量沉积产生影响,进而影响烧蚀情况下的束流分析和相关应用的优化.本文采用红外成像方法对横截面能量密度1.5—1.8 J/cm~2的强脉冲离子束在304不锈钢和高分子材料上的能量沉积进行了测量分析.结果表明在高分子材料上,在超过一定能量密度后,束流引发材料表面烧蚀产物的屏蔽效应使得大部分束流能量不能沉积在靶上.采用有限元方法对束流引发的温度场分布进行了计算,验证了高分子材料的低热导率以及低分解温度使其在脉冲辐照早期即开始热解,烧蚀产物对后续束流能量的进一步沉积产生屏蔽.此类效应在金属上存在的可能性和对束流诊断等应用的影响,亦进行了讨论.     

应用离子束进行光学镜面确定性修形的实现

为了克服传统光学镜面抛光方法的缺点,提出了应用离子束进行光学镜面修形的方法.介绍了离子束修形技术的原理和方法,并对离子束修形中涉及的关键技术进行了讨论.在自研的离子束修形设备上对一块直径φ98 mm的微晶玻璃平面样件进行了离子束修形试验,经过两次的迭代修形使其面形精度均方根误差由初始的0.136λ提高到0.010λ(λ=632.8nm),平均每次迭代的面形收敛率达到3.7.实验结果表明,应用离子束进行光学镜面修形无边缘效应、面形收敛快、加工精度高;由于离子束修形技术去除材料过程自身的特点,使数控离子束修形技术对非球面的加工和对平面的加工难度相当.     

强脉冲离子束辐照金属材料烧蚀产物特性分析

强脉冲离子束作为一种闪光热源在材料表面改性方面具有广泛的应用.烧蚀效应对于强脉冲离子束与物质相互作用以及强脉冲离子束薄膜沉积过程具有重要的影响.因此,分析强脉冲离子束的烧蚀过程和机理对于优化其应用具有重要意义.为了研究强脉冲离子束的烧蚀产物特性,采用1.2—1.5 J/cm~2的强脉冲离子束辐照纯锌靶材,并使用单晶硅片收集辐照过程中产生的烧蚀产物.通过扫描电子显微镜、能谱仪和高精度天平的分析与测量,得到了烧蚀产物的表面形貌和相关特性等实验结果.结合实验和有限元模拟计算得到的材料表面温度场分布演化结果,可以证明在强脉冲离子束辐照锌靶材的烧蚀过程中会有气态、液态和固态三种不同状态的烧蚀产物产生.     

离子束微探针及其扫描断层分析应用研究

以欧共体离子束物理及材料科学研究所的装置为例介绍了离子束微探针实验装置,给出了利用这一装置开展重离子弹性反冲核分析、研究氢在钛合金中的微观分布及其动力学行为的实验结果.该离子束微探针装置可以用来开展带电离子荧光分析、核反应分析、弹性反冲核分析、卢瑟福背散射分析及沟道效应和高离子束密度、大剂量离子注入等分析和研究工作.同时利用微束扫描分析可获得样品中元素的点、线、面分布信息.利用能量为16MeV、直径为3μm的Si5+离子束对钛合金中氢进行断层面扫描分析,观测到了氢在钛合金中的非均匀分布,揭示了氢在钛合金中的不同物理、化学状态与空间分布的相关性,为进一步研究钛的氢化和金属钛的表面腐蚀行为提供了科学依据. As an expmple, the nuclear micro-probe facility in the Forschungszentrum Rossendorf is introduced, which has a minimum beam size of 2 micrometers and can be used to perform particle induced X-ray emission (PIXE), nuclear reaction analysis (NRA), elastic recoil detection analysis (ERDA), Rutherford back scattering (RBS) and channeling etc. micro-beam analyses. By using single point, linear and lateral scanning, the elements composition and distribution in samples can be studied in micrometer scale...     

用低能离子溅射剥层和高能离子背散射组合方法进行薄膜原位分析

介绍了将离子枪组合于卢瑟福背散射分析靶室中构成Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ／ＲＢＳ原位分析实验装置,用低能离子溅射剥层与高能离子背散射组合对薄膜样品进行成分和深埋层分析方法．给出了对样品分析的三个例子．对Ａｕ／Ｓｉ样品的分析着重讨论了Ａｕ在Ａｒ＋溅射剥层时的溅射速率;对Ｓｉ／Ｇｅ Ｓｉ／Ｓｉ和ＷＳｉｘ／ＳｉＯ２／Ｓｉ样品的深埋层分析,提高了样品分析的深度分辨率．讨论了这一Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ／ＲＢＳ组合分析方法的优缺点和在薄膜材料研究中可能的应用 关键词：     

铒离子注入绝缘体上Si的射程分布研究

利用离子注入掺杂技术设计、制作半导体集成器件时,了解离子注入半导体材料的射程分布和横向离散规律等是很重要的.用200—500 keV能量的铒(Er)离子注入SOI(silicon-on-insulator,绝缘体上的硅)样品中,利用卢瑟福背散射(RBS)技术研究了剂量为2×1015cm-2的Er离子注入SOI的平均投影射程Rp和射程离散△Rp,把测出的实验值和SRIM软件得到的理论计算值进行了比较,发现平均投影射程Rp的实验值跟理论计算值符合较好,射程离散△Rp的实验值和理论计算值差别大一些.     

近期外文资料索引

一发光的一般问题无机发光材料的制备· 西德专利1592571碱卤化合物的本征发光 日本物理学会志1974,29 (6)发光 固体物理3(4)11一W一V:族化合物半导体 固体物理6(6)11一W族化合物的能带结构 固体物理8(5)二场致发光硫化锌磷光体的gud碑en一pohl效应和 表面态 J。Lumineseenee 1973。8 (2)164经由EL存贮屏进行扫描变换 美国专利3680087EL光源—在发光材料上触接镀碳灯 妊, 美国专利3772556用升华法制备的磷光体的场致发光 Nekot Aktual VoP. Sovrem。Estest,ozn。 1971。59场致发光层的电泳沉积 CBeToTexH从Ka 1974,5 (11)ZnS粉末…     

单层表面分析方法──低能离子散射和静态二次离子质谱

固体材料的表面特性,例如电子或离子的表面发射或表面吸收,分子的表面吸附,以及表面化学反应等。取决于材料的表面层。特别是最外原子层的组成和结构.自六十年代末期以来,研究表面组成和结构的方法已获得迅速发展[1].这些方法的信息深度范围一般为1—10个原子层,其中低能离子散射和静态二次离子质谱可用于单层表面分析.这两种方法都是用离子束来探测表面的.和用电子束入射的情形类似,用离子束入射时也能引起四种类型的粒子发射:离子散射和二次离子发射;中性粒子溅射;电子发射和光子发射.这些发射原理已构成多种表面的研究方法,见图1.在这些…