磷掺杂纳米硅薄膜的研制

用PECVD薄膜沉积方法,成功地制备了磷掺杂纳米硅(nc-Si:H(P))薄膜.用扫描隧道电镜(STM)、Raman散射、傅里叶变换红外吸收(FTIR)谱、电子自旋共振(ESR)、共振核反应(RNR)技术对掺磷纳米硅进行了结构分析,确认了样品的微结构为纳米相结构.掺磷后膜中纳米晶粒的平均尺寸d减小,一般在25—45nm之间,且排列更加有序.掺磷nc-Si:H膜具有较高的光吸收系数,光学带隙在173—178eV之间,和本征nc-Si:H相同.掺杂nc-Si:H薄膜电导率在10^{-1关键词：}     

掺杂纳米硅薄膜中电子自旋共振研究

研究了掺杂纳米硅薄膜(nc∶Si∶H)中的电子自旋共振(ESR)及与之相关的缺陷态.样品是用等离子体增强化学气相沉积方法制成,为两相结构,即纳米晶粒镶嵌于非晶本体之中.对掺磷的nc-Si∶H样品,测量出其ESR信号的g值为1.9990—1.9991,线宽ΔH_pp为(40—42)×10^-4T,ESR密度Nss为10¹⁷cm^-3数量级.对掺硼的nc-Si∶H样品,其ESR信号的g值为2.0076—2.0078,ΔH关键词：纳米硅薄膜微结构电子自旋共振     

纳米硅薄膜

非晶态硅薄膜是当前重要的人工功能材料,它具有亚稳态结构,具有一系列不同于晶态硅的特征.十余年来,用非晶硅薄膜材料已研制成各种类型的非晶态半导体新器件[1].然而,由于这种材料本身还存在一些弱点,如结构上的亚稳状态及不稳定性,工艺上不易做到很好的重复,有较强的光感生效应及热不稳定性;迁移率及载流子寿命远低于晶态硅等,因而它的进一步开发和应用受到了限制. 如何改进非晶硅薄膜材料的性能、质量以及寻求提高迁移率、载流子寿命这些重要参数是当务之急.近几年,国外不少研究工作又重新回到探索和改进非晶硅薄膜材料性能上来,从薄膜沉…     

纳米硅薄膜退火特性

对使用等离子体增强化学汽相沉积(PECVD)法在不同淀积条件下制备的非晶硅(a-Si:H)、微晶硅(μc-Si:H)和纳米硅(nc-Si:H)薄膜在200—600℃温度范围进行常规退火研究。用共振核反应技术测量了样品中氢含量C_H值及退火对氢含量及其分布的影响。通过室温下对暗电导率的测量得到退火对nc-si:H薄膜电导率的影响,并与a-Si:H,μc-Si:H薄膜的退火行为作了比较。使用紫外/可见/近红外分光光度计对样品透射率进行了测量,分析计算得到了退火温度T_a与ac-Si:H薄膜光学带隙E_g~(o关键词：     

退火对B掺杂纳米金刚石薄膜微结构和电化学性能的影响

采用热丝化学气相沉积法制备B掺杂纳米金刚石薄膜,并对薄膜进行真空退火处理,系统研究了不同退火温度对B掺杂纳米金刚石薄膜的微结构和电化学性能的影响.结果表明,当退火温度升高到800 ℃后,薄膜的Raman谱图中由未退火时在1157,1346,1470,1555 cm^-1处的4个峰转变为只有D峰和G峰,说明晶界上的氢大量解吸附量减少,并且D峰和G峰的积分强度比I_D/I_G值变为最小,即sp²相团簇     

纳米硅薄膜的生长动力学与计算机模拟

氢化纳米硅(nc-Si:H)薄膜由于其具有奇异的结构和独特的性质,而引起广泛的关注.本文在等离子体增强化学气相淀积(PECVD)系统中,以高纯H₂高度稀释SiH₄为反应气体源,在射频和直流双重功率源的激励下制备成功具有纳米结构的nc-Si:H薄膜.利用高分辨率电子显微镜(HREM)、Raman散射谱(RSS)、扫描隧道电子显微镜(STM)等实验技术对nc-Si:H薄膜样品作了研究.基于对薄膜制备过程的动力学分析,提出nc-Si:H薄膜的分形生长模型:扩散与反应限关键词：     

纳米硅/单晶硅异质结二极管的I-V特性

用纳米硅（nc_Si∶H）薄膜制成了纳米硅/单晶硅（nc_Si∶H/c_Si）异质结二极管,对nc_Si∶H/c_Si异质结的特性进行了研究,它具有很好的温度稳定性.温度从20℃上升到200℃ ,I_V曲线只有很小的漂移.对nc_Si∶H/c_Si异质结二极管的输运机理进行了讨论.关键词：异质结二极管纳米硅薄膜输运机理     

一种纳米硅薄膜的传导机制

基于对实验和理论的分析,提出一种异质结量子点隧穿（HQD）模型,并导出了纳米硅薄膜电导率完整的表达式．其主要思想是,纳米硅薄膜中的微晶粒（几个纳米大小）具有量子点特征,在微晶粒与界面之间由于两者能隙的差异构成晶间势垒,这类似于多晶硅中经常使用的晶间势垒模型（GBT）．考虑到量子点中的单电子隧穿特征,认为纳米硅薄膜中的电传导是由微晶粒中电子弹道式输运与单电子越过势垒的隧穿构成的．这就是HQD模型的主要内容,理论结果与实验相符关键词：     

PECVD纳米晶粒硅薄膜的可见电致发光

在用等离子体增强化学汽相淀积的嵌有纳米晶粒硅薄膜中观测到电致发光．发光谱处在500—800nm之间,它有两个分别位于630—680nm和730nm附近的峰,两个峰的强度与薄膜的电导率有密切关系．根据这种材料的结构特性对载流子的传导通道进行了讨论,并且对发光机制进行了初步解释关键词：     

杨氏模量测量实验中视丝测距的不确定度评定

本文根据不确定度的分析方法，结合杨氏模量测量实验的教学情况，对用尺读望远镜视丝测距的不确定度进行了详细的分析，并给出了完整的测量和计算结果。     

Mössbauer spectroscopy on bent Si crystals

Summary We have shown through M?ssbauer spectroscopy that the electric field gradient (EFG), associated with an atomic defect, is sensitive to the bending of ultrathin Si crystals. The changes in the EFG depend on the bending direction. A direct application is the derivation of the orientation of defects that are located in the crystal’s surface region. We have used this observation for determining the configuration of Co dimers in Si. Based on the bending experiments, the pair axis is found to point in the <110> direction with respect to the host lattice. Paper presented at ICAME-95, Rimini, 10–16 September 1995.     

掺杂石英系单模光纤对BSBS频移的影响

报道了对几种掺杂SiO₂石英系单模光纤的背向受激布里渊散射(BSBS)谱的实验结果,结果表明其布里渊散射斯托克斯频移主要取决于纤芯的掺杂材料和浓度,进一步分析证明了光纤掺杂后将主要通过调制杨氏模量的变化,从而导致BSBS频移量减小.     

基于纳米压痕法的多孔硅硬度及杨氏模量与微观结构关系研究

采用电化学腐蚀制备多孔硅,利用场致发射扫描式电子显微镜(field emission scanning electron microscope,FESEM)观测多孔硅的二维微观形貌,利用Nano Indenter XP中的纳米轮廓扫描仪组件(nano profilometry, NP)得到其三维拓扑分析图像,分析了微观结构差异的原因并讨论了多孔硅内部微观结构对其机械性能的影响;利用MTS Nano Indenter XP纳米压入测量仪器,研究了多孔硅的显微硬度和杨氏模量随压入深度的变化规律,比较了不同孔隙率多孔硅的机械性能差别.实验结果测得40mA/cm²,60mA/cm²,80mA/cm²和100mA/cm²四个不同腐蚀电流密度条件下制备多孔硅样品的孔隙率在60%—80%范围内,孔隙率随着腐蚀电流密度的增加而增大;在氢氟酸(HF)浓度为20%的条件下制备出多孔硅样品的厚度在40μm—50μm范围内;测得多孔硅的平均硬度、平均杨氏模量分别在0.478GPa—1.171GPa和10.912GPa—17.15GPa范围内,并且其数值随腐蚀电流密度的增加而减小,在纳米硬度范围内随压入深度的增加而减小,在显微硬度范围内其数值保持相对恒定,分析了样品表面、厚度、微观结构,及环境对其机械性能的影响,得到了多孔硅力学性能随其微观尺度形貌的变化规律.关键词：多孔硅微观结构硬度杨氏模量     

测量重力加速度的一种新方法

提出了一种测量重力加速度的新方法,结合CCD杨氏模量实验仪给出了重力加速度和杨氏模量的物理关系式,从测量结果可知,所测重力加速度与标准值相比其相对误差甚小,说明该实验方案确实可行,具有一定的应用价值。     

基于第一性原理计算的掺杂柔性黑硅吸收光谱特性分析

针对宽波段微型光谱仪缺乏宽波段柔性探测器这一难题,提出了一种在紫外-可见-近红外波段内具有高吸收效率的掺杂柔性黑硅作为探测器吸光材料。首先,基于第一性原理计算了S和F元素掺杂后柔性黑硅的电子结构、能带结构和紫外-可见-近红外波段的光学吸收特性,得到了不同元素及浓度掺杂时,柔性黑硅的光学吸收系数。其次,将第一性原理计算结果与时域有限差分算法相结合,建立了柔性黑硅的吸收光谱模型。结果表明,掺入S和F元素后柔性黑硅的能带带隙均减小,吸收截止波长发生红移,且掺杂浓度越高,光学吸收系数越大。在1 500 nm波长处,50%浓度的S元素掺杂黑硅的吸光系数是1.5%浓度的S元素掺杂黑硅的吸光系数的8.3倍,50%浓度的F元素掺杂黑硅的吸光系数是1.5%浓度的F元素掺杂黑硅的吸光系数的3倍。在相同掺杂条件下,表面具有小尺寸微结构的柔性黑硅在近红外波段具有最高的吸收效率。最后,测试了制作的柔性黑硅样品,其吸光效率在紫外-可见波段高于95%,在近红外波段为70%~80%。