高能氩离子辐照硅产生的缺陷研究

在室温下750MeV氩离子对本征单晶硅进行辐照,通过用正电子湮没寿命测量技术、电子顺磁共振技术以及红外光吸收方法研究了辐照产生的缺陷.结果表明:电中性双空位是辐照产生的主要空位团;在4.3×10¹⁴ions/cm²的高剂量下未见样品发生非晶化转变;虽然在离子射程末端双空位的浓度随剂量的增加而显著增大,但在以电离激发过程为主要能损方式的区域里双空位的浓度基本不变.据此可以认为,电子能损过程对辐照产生的缺陷有退人作用.     

离子辐照对聚苯乙烯低温导电特性的影响

室温下用3MeV的硅离子对聚苯乙烯(PS)进行辐照,对辐照后的样品在室温至液氮温度范围的导电特性进行了测量.结果表明,当辐照剂量在1×1012cm-2附近,PS的室温电阻发生突变.随着温度的降低,PS电阻增大,在低辐照剂量下,电阻在155K附近急剧增加.对于高辐射剂量样品,在较高的温度下呈现热激活导电,在低温下电子通过隧穿传导.分析认为,PS电阻随温度的变化是由于不同剂量辐照离子在聚合物中形成的对电子传导有贡献的导电中心密度不同.通过拟合样品的渗流临界特性,分析了样品电阻随辐照剂量的变化 关键词： 聚苯乙烯 硅离子辐照 低温导电     

脉冲送气等离子体枪的实验

用双探针和光谱方法测量了脉冲送气同轴等离子体枪产生的高速等离子体的性质。同轴枪的储能电容器的充电电压1.5—4.0kV,等离子体的电子温度为10—20eV,定向能量为40—310eV,等离子体密度为5×10~(13)—7×10~(14)cm~(-3)。     

脉冲等离子体飞行时间质谱诊断技术

根据脉冲等离子体关键特征参数的特点及相关应用需求,基于垂直引入式有网反射二阶空间聚焦技术,研发了脉冲等离子体飞行时间质谱诊断系统,其质量分辨率约为1690(FWHM),离子能量诊断范围为3~150eV,时间分辨率约为0.45μs。通过对典型脉冲等离子体开展飞行时间质谱分析和研究,获得了离子质谱、离子能量分布函数等重要特征参数。等离子体以不同价态的Ti离子为主,Ti+最可几能量约为23eV,Ti 2+最可几能量约为48eV。     

脉冲等离子体飞行时间质谱诊断技术

根据脉冲等离子体关键特征参数的特点及相关应用需求,基于垂直引入式有网反射二阶空间聚焦技术,研发了脉冲等离子体飞行时间质谱诊断系统,其质量分辨率约为1690 (FWHM),离子能量诊断范围为3~150 eV,时间分辨率约为0.45 s。通过对典型脉冲等离子体开展飞行时间质谱分析和研究,获得了离子质谱、离子能量分布函数等重要特征参数。等离子体以不同价态的Ti离子为主,Ti+最可几能量约为23 eV,Ti2+最可几能量约为48 eV。     

用同电离态离子的光谱线对测量等离子体离子温度

 利用压电晶体驱动Fabry-perot干涉仪并选择合适的板距,通过测量托卡马克等离子体同电离态杂质离子光谱线对的叠加轮廓分布,给出对应的离子温度。该方法的优点是光谱分辨率高,待测谱线有更广泛的选择范围。     

用同电离态离子的光谱线对测量等离子体离子温度

利用压电晶体驱动Fabry-perot干涉仪并选择合适的板距,通过测量托卡马克等离子体同电离态杂质离子光谱线对的叠加轮廓分布,给出对应的离子温度。该方法的优点是光谱分辨率高,待测谱线有更广泛的选择范围。     

超短脉冲激光辐照硅膜的热弹性

 考虑到热电子崩力的影响,在基于玻耳兹曼理论弛豫时间近似的非线性自相关模型基础上,将晶格温度与应变速率相耦合,建立了超短脉冲激光作用下半导体材料的超快热弹性模型。在单轴应变条件下,利用有限差分法模拟了500 fs脉冲激光作用下2 μm厚硅膜内的载流子温度、晶格温度、载流子数密度、热应力和热电子崩力等的变化情况。结果表明：在低能量密度激光条件下,热弹性效应对半导体材料的影响很小;载流子温度达到峰值的时间比激光强度达到峰值的时间早,随后载流子数密度达到峰值,以及激光脉冲作用5 ps以后硅膜趋于总体热平衡;在脉冲辐照早期,非热平衡阶段形成的热电子崩力在超快损伤过程中起主要作用。     

94MeV Xe离子辐照引起的薄膜硅光学带隙变化研究

室温下,用94MeV的Xe离子辐照纳米晶和非晶硅薄膜以及单晶硅样品,辐照量分别为1.0×1011,1.0×1012和1.0×1013ions/cm2。所有样品均在室温下用UV/VIS/NIR光谱仪进行检测分析。通过对比研究了纳米晶、非晶、单晶硅样品的光学带隙随Xe离子辐照量的变化。结果表明,不同结构的硅材料中Xe离子辐照引起的光学带隙变化规律差异显著:随着Xe离子辐照量的增加,单晶硅的光学带隙基本不变,非晶硅薄膜的光学带隙由初始的约1.78eV逐渐减小到约1.54eV,而纳米晶硅薄膜的光学带隙则由初始的约1.50eV快速增大至约1.81eV,然后再减小至约1.67eV。对硅材料结构影响辐照效应的机理进行了初步探讨。