C3N4薄膜的结构与性能研究

用射频等离子体增强化学汽相沉积技术合成C₃N₄薄膜，并采用强迫晶化技术，经透射电子衍射观测，薄膜具有多晶结构．用X射线光电子能谱测试了C，N原子结合能及含氮量．傅里叶变换红外光谱曲线表明薄膜中不含石墨相．测得薄膜的维氏硬度为29.2—50.0GPa 关键词：     

β—C3N4—一种新型的超硬材料

对于一种硬度可能超过金刚石的新型超硬材料β－Ｃ３Ｎ４的研究已经成国际上材料科学研究的一个热点，文章综述了目前国际上研究β－Ｃ３Ｎ４材料的现状及所得的一些进展。     

强冲击压缩条件下g-C3N4向β-C3N4直接转化

 为了合成出理论预言的具有致密结构的超硬材料C₃N₄,运用二级轻气炮加载和冲击回收实验技术,以富含N的g-C₃N₄为前驱物,在40~65 GPa压力下完成了冲击合成实验。在低于51 GPa压力时,X射线衍射分析表明,在回收样品中未发现有新相生成,说明g-C₃N₄是稳定的;而在51~65 GPa范围内,回收样品中有新相生成,与理论计算结果对照发现,新相为β-C₃N₄相,且不含其它结晶相。证实利用冲击合成方法将g-C₃N₄直接转化为单纯β-C₃N₄是可能的,对纯净的超硬相碳氮化合物的合成研究具有参考意义。     

C3N4的高温高压同步辐射研究

利用激光加热金刚石对顶砧技术在高温高压条件下合成了纯beta相和立方相C₃N₄beta相C₃N₄所属对称群为P63/M (176).对石墨相与beta相C₃N₄的X射线衍射结果进行了精确分析, 得到优化晶胞参数.原位高压同步辐射X射线衍射分析表明, 在6GPa时由beta相到立方相C₃N₄的相转变已经发生, 之后两相共存直到19GPa时相变结束得到纯立方相C₃N₄.     

Si3N4在h-AlN上的晶体化与AlN/Si3N4纳米多层膜的超硬效应

采用反应磁控溅射法制备了一系列具有不同Si₃N₄层厚度的AlN/Si₃N₄纳米多层膜,利用X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜和微力学探针表征了多层膜的微结构和力学性能.研究了Si₃N₄层在AlN/Si₃N₄纳米多层膜中的晶化现象及其对多层膜生长结构与力学性能的影响.结果表明,在六方纤锌矿结构的晶体AlN调制层的模板作用下,通常溅射条件下以非晶态存在的Si₃N₄层在其厚度小于约1nm时被强制晶化为结构与AlN相同的赝形晶体,AlN/Si₃N₄纳米多层膜形成共格外延生长的结构,相应地,多层膜产生硬度升高的超硬效应.Si₃N₄随层厚的进一步增加又转变为非晶态,多层膜的共格生长结构因而受到破坏,其硬度也随之降低.分析认为,AlN/Si₃N₄纳米多层膜超硬效应的产生与多层膜共格外延生长所形成的拉压交变应力场导致的两调制层模量差的增大有关. 关键词： 3N₄纳米多层膜')" href="#">AlN/Si₃N₄纳米多层膜 外延生长 赝晶体 超硬效应     

Ti-Si-N复合膜的界面相研究

为了揭示Ti_Si_N复合膜中Si₃N₄界面相的存在方式及其对薄膜力学 性能的影响 ，采用x射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜、俄歇电子能谱仪和显微硬度仪对比研究了磁 控溅射Ti_Si_N复合膜和TiN/Si₃N₄多层膜的微结构和力学性能. 实 验结果表明 ，Ti_Si_N复合膜均形成了Si₃N₄界面相包裹TiN纳米晶粒的微结构. 其中低Si 含量的Ti_Si_N复合膜中Si₃N₄界面相的厚度小于1nm，且以晶体态 存在，薄膜 呈现高硬度. 而高Si含量的Ti_Si_N复合膜中的Si₃N₄界面相以非晶 态存在，薄 膜的硬度也相应降低. 显然，Ti_Si_N复合膜中Si₃N₄界面相以晶体 态形式存在 是薄膜获得高硬度的重要微结构特征，其强化机制可能与多层膜的超硬效应是相同的. 关键词： Ti－Si－N复合膜 界面相 微结构 超硬效应     

Si3N4的晶体化和ZrN/Si3N4纳米多层膜的超硬效应

研究了Si₃N₄层在ZrN/Si₃N₄纳米多层膜中的晶化现象及其对多层膜微结构与力学性能的影响. 一系列不同Si₃N₄层厚度的ZrN/Si₃N₄纳米多层膜通过反应磁控溅射法制备. 利用X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜和微力学探针表征了多层膜的微结构和力学性能. 结果表明，由于受到ZrN调制层晶体结构的模板作用，溅射条件下以非晶态存在的Si₃N₄层在其厚度小于0.9 nm时被强制晶化为NaCl结构的赝晶体，ZrN/Si₃N₄纳米多层膜形成共格外延生长的柱状晶，并相应地产生硬度升高的超硬效应. Si₃N₄随层厚的进一步增加又转变为非晶态，多层膜的共格生长结构因而受到破坏，其硬度也随之降低.     

理论预言的氮化碳超硬膜研究新进展

β－Ｃ３Ｎ４的理论预言发表之后，经过广大科学工作者近１０年的努力，已经取得了一些重要的进展，理论上对碳氮化合物的研究已经更为广泛和深入。实验合成方面也取得了长足的进展，文章作者在Ｓｉ、Ｐｔ等基底上初步合成了晶态β－Ｃ３Ｎ４薄膜，实验分析表明，薄膜主要由α－或β－Ｃ３Ｎ４晶相组成，成分接近理论值，Ｎ／Ｃ原子比接近４／３，并且薄膜中的Ｃ和Ｎ以Ｃ－Ｎ单键结合。     

AlN/Si3N4纳米多层膜的外延生长与力学性能

采用射频磁控溅射方法制备单层AlN, Si₃N₄薄膜和不同调制周期的AlN/Si₃N₄纳米多层膜.采用X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜和纳米压痕仪对薄膜进行表征.结果发现,多层膜中Si₃N₄层的晶体结构和多层膜的硬度依赖于Si₃N₄层的厚度.当AlN层厚度为4.0nm、 Si₃N₄层厚度 关键词： 3N₄纳米多层膜')" href="#">AlN/Si₃N₄纳米多层膜 外延生长 应力场 超硬效应     

低压等离子体增强化学汽相沉积法制备立方氮化碳薄膜

用低压等离子体增强化学汽相沉积法和氮化硅中间过渡层的方法，在硅片和玻璃上，制备了立方氮化碳薄膜.用光电子能谱测试了其成分和结合能，薄膜含氮量为42.96%.C1s和N1s的结合能分别为285.01和398.60eV.透射电子显微镜研究表明，制备的氮化碳属于体心立方结构，根据衍射花样，计算的晶格常量a为0.536nm，这与理论预言的结果a为0.53973nm很接近.随着沉积的时间增长，还观测到了氮化碳薄膜的菊池花样.在玻璃上沉积的氮化碳薄膜在可见光和近红外区域是透明的，在400nm处有光吸收. 关键词：     

微波等离子体化学气相沉积法制备C3N4薄膜的结构研究

采用微波等离子体化学气相沉积法,用高纯氮气(99.999%)和甲烷(99.9%)作反应气体,在单晶Si(100)基片上沉积C₃N₄薄膜.利用扫描电子显微镜观察薄膜形貌,表明薄膜由密排的六棱晶棒组成.X射线衍射和透射电子显微镜结构分析说明该薄膜主要由β-C₃N₄和α-C₃N₄组成,并且这些结果与α-C₃N₄相符合较好.由虎克定律近似关 关键词： 3N₄')" href="#">C₃N₄ 微波等离子体化学气相沉积法 薄膜沉积     

β-C3N4,β-Si3N4和β-Ge3N4的能带结构

采用基于密度泛函理论的线性丸盒轨道原子球近似(LMTO-ASA)从头计算方法,研究了β-C₃N₄,β-Si₃N₄和β-Ge₃N₄的能带结构,得到了它们的能隙分别为:4.1751,5.1788和4.0279eV。对于β-C₃N₄,由于N的部分2p电子占据了非键轨道,禁带宽度较窄;对于β-Si₃N_{4关键词：}     

C60/C70晶体形貌的研究

采用电弧法制备了C₆₀/C₇₀,并用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对其结晶形貌进行了研究。研究结果表明,C₆₀/C₇₀晶体依平面状长大方式生长,最终长成规则的四边形,五边形和六边形晶体。 关键词：     

硫掺杂C60薄膜电学性质研究

对硫掺杂C₆₀薄膜样品在433K进行真空退火，并测量了其电导率随温度的变化关系．发现硫掺杂后C₆₀薄膜的电导激活能减小，电导率显著增大．电导率随温度的变化曲线在368K到388K的范围内，存在一个电导率与温度的关系不严格遵循指数规律的过渡区，在过渡区的两侧硫掺杂的C₆₀薄膜则表现出明显的半导体特性，这是由于在不同温度范围内样品中硫分子的结构相变所引起的 关键词：     

InP/SiO2纳米复合膜的微观结构和光学性质

应用射频磁控共溅射方法在石英玻璃和抛光硅片上制备了InP/SiO₂复合薄膜,并在几种条件下对这些薄膜进行退火.X射线光电子能谱和卢瑟福背散射实验结果表明,复合薄膜中InP和SiO₂的化学组分都大体上符合化学计量配比.X射线衍射和激光喇曼谱实验结果都证实了复合薄膜中形成了InP纳米晶粒.磷气氛保护下的高温(520℃)退火可以消除复合薄膜中残存的In和In₂O₃并得到了纯InP/SiO₂纳米复合薄膜.实验观察到了室温下纳米复合薄膜的明显的光学吸收边蓝移现象和光学非线性的极大增强 关键词： InP 纳米晶粒 微观结构 光学性质     

C60薄膜的离子注入损伤研究

在200 keV重离子加速器上，用120—360 keV的H,N,Ar和Mo离子注入C₆₀薄膜．对注入后薄膜的拉曼谱进行了分析．结果表明，不同离子注入C₆₀薄膜后，C₆₀的1469 cm^-1特征峰随注入剂量的增加均呈指数式下降，同时在1300—1700 cm^-1范围出现非晶碳峰，并逐渐增强，最终完全非晶化．而且1469 cm^-1拉曼峰的强度及C₆₀薄膜完全非晶化所对应的剂量与注入离子的种类和能量有关．进一步的分析表明，C₆₀分子的损伤主要是由注入离子的核能量转移所造成，与电子能量转移无关．H离子注入C₆₀薄膜后，1469 cm^-1处特征拉曼峰向短波方向非对称展宽，这可能是注入的H离子通过电子能量转移使C₆₀分子发生聚合的结果. 关键词：     

MICROSTRUCTURE OF SiOx:H FILMS PREPARED BY PLASMA ENHANCED CHEMICAL VAPOR DEPOSITION

The micro-Raman spectroscopy and infrared (IR) spectroscopy have been performed for the study of the microstructure of amorphous hydrogenated oxidized silicon (a-SiO_x:H) films prepared by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition technique. It is found that a-SiO_x:H consists of two phases: an amorphous silicon-rich phase and an oxygen-rich phase mainly comprised of HSi-SiO₂ and HSi-O₃. The Raman scattering results exhibit that the frequency of TO-like mode of amorphous silicon red-shifts with decreasing size of silicon-rich region. This is related to the quantum confinement effects, similar to the nanocrystalline silicon.