纯氮气反应溅射c-轴择优取向AIN薄膜的制备及性质研究

在纯氮气气氛、衬底温度为20℃至370℃的条件下,分别在硅（100）和石英衬底上沉积氮化铝薄膜．原子力显微镜图片表明：在不同衬底温度制备的薄膜表面平滑,均方根粗糙度为2．2—13．2nm．X射线衍射图谱表明：可以在衬底温度为180°条件下沉积出具有c-轴择优取向的纤锌矿氮化铝薄膜,衬底温度的增加有利于薄膜结晶性的改善．由紫外-可见光透射谱计算得到薄膜折射率为1．80～1．85,膜厚约为1μm、光学能隙为6．1eV．     

氧化法制备ZnO薄膜中缺陷结构的慢正电子束表征

用脉冲激光沉积方法在Al2O3（0001）衬底上制备了Zn薄膜,并在空气中氧化得到了ZnO薄膜.利用Raman光谱测量了氧化法制备的薄膜,并与ZnO单晶材料进行比较,证实了ZnO薄膜的形成.采用慢正电子束技术对ZnO薄膜的微观结构进行了研究,发现在薄膜中存在大量的空位型缺陷.当氧化后的薄膜在高温下退火后,缺陷浓度逐渐降低,在达到900℃时,所制备的ZnO薄膜中缺陷基本得到消除.     

Al2O3忆阻器中氧空位对阻值转换性能的影响研究

忆阻器能够在外加电压下实现高阻态与低阻态的转换,在存储器件及仿神经网络计算等方面有着重要的应用。本文通过在Si衬底上制备得到Pt-Al2O3-Pt的金属-绝缘层-金属结构的忆阻器器件,研究了氧空位对阻值转换性能的影响。利用原子层沉积技术工艺控制生长不同氧空位浓度的Al2O3薄膜,测量并比较其Ⅰ—Ⅴ循环曲线,发现仅有在氧空位浓度较高情况下忆阻器才能够实现在高阻态和低阻态之间的转换。本文实验结果表明氧空位对于实现阻值转换性能有着重要的影响,对生长制备忆阻器器件有着重要意义。     

用正电子研究Ⅲ-V族化合物半导体的缺陷谱

简要介绍了本科研组近年来用正电子湮没谱学研究Ⅲ-V族化合物半导体缺陷的最新进展．包括原生样品中缺陷的种类、大小、电荷态、负离子缺陷、缺陷与杂质的相互作用、辐照以及形变引入的缺陷等,研究表明．在原生半导体材料中存在各种缺陷．经过辐照和形变后有单空位、双空位及孔洞形成;在重掺杂材料中,空位还补偿载流子、使载流子发生饱和．     

用正电子湮没方法研究高能重离子辐照半导体InP

采用正电子湮没寿命谱方法 ,对 1 .6× 1 0 1 6 cm- 2注量的 85 Me V1 9F离子辐照 P型 In P单晶的微观缺陷进行了研究 ,在 3 0 0～ 1 0 2 3 K的温度范围内测量了正电子湮没寿命随退火温度的变化 .实验表明 :辐射在 In P中产生单空位缺陷 ,在退火过程中单空位相互聚合形成双空位 .单空位和双空位分别在 5 73 K和 72 3 K温度完全被退火     

用正电子研究Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体的缺陷谱

简要介绍了本科研组近年来用正电子湮没谱学研究Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体缺陷的最新进展,包括原生样品中缺陷的种类、大小、电荷态、负离子缺陷、缺陷与杂质的相互作用、辐照以及形变引入的缺陷等．研究表明,在原生半导体材料中存在各种缺陷,经过辐照和形变后有单空位、双空位及孔洞形成;在重掺杂材料中,空位还补偿载流子,使载流子发生饱和．     

射频交替溅射法制备的NiZn铁氧体薄膜的结构与磁性

使用交替靶射频溅射的方法在不同基底上制备得到了成分为NixZn1-xFe2O4的铁氧体薄膜,研究了NiZn铁氧体薄膜的生长条件,探讨了不同工艺条件对薄膜性能的影响,目的是提高薄膜饱和磁化强度Ms,降低薄膜矫顽力Hc,改善薄膜的软磁性能,以满足其在高频薄膜器件应用方面的需要．实验表明：沉积态薄膜即为尖晶石结构．并且通过不同实验条件对NiZn铁氧体薄膜性能影响的研究,得到了最佳的NiZn铁氧体薄膜的制备条件．     

环形磁控溅射成膜生长速率及厚度均匀性研究

对目前广泛用于制备高Ｔｃ（转变温度）超导薄膜的环形磁控溅射成膜提出了一种新的理论模型，采用泰勒展开计算出了三阶近似的解析结果．通过计算机作出了薄膜生长速率及厚度均匀性随薄膜位置变化关系的三维曲线，得到了生长大面积均匀薄膜、快速生长薄膜的最佳位置，并同使用较广泛的平面磁控溅射的一些计算结果进行了比较．     

PMEA磷酸酯化的量子化学计算研究

就 9 (2 膦酰甲氧乙基 )腺嘌呤 (PMEA)磷酸酯化的可行性问题 ,通过量子化学计算的方法进行了研究 .计算得出了PMEA酯化反应产物添加腺嘌呤碱基前后的键长、键角 ,并得到PMEA酯化反应产物的分子偶极矩为 - 3.2 4 90× 10 -3 1C·m ,总能量为 - 7195 9.6 993eV ,通过过渡态的能量与反应物的范德华复合物的能量相差1.80 95eV ,该反应的反应阈能为 4 1.70kJ/mol.证明这条合成路线理论上可行     

杂质的正电子亲和能对慢正电子束研究缺陷深度分布的影响

为了研究杂质的正电子亲和能对正电子技术测量空位型缺陷深度分布的影响,本文利用慢正电子技术研究了不同离子注入Mo样品中产生的缺陷及缺陷的深度分布,所得到的实验结果与SRIM计算模拟结果相比较,慢正电子测量空位型缺陷深度分布范围总是大于SRIM模拟的缺陷分布.慢正电子束测量Cu离子注入的S参数最大值的深度(150 nm)要大于Mo离子注入的深度(125 nm).结果表明,正电子亲和能高的Cu杂质团簇比Mo空位团更容易捕获正电子,且Cu团簇对正电子的捕获会影响到慢正电子束测量表面缺陷深度的结果.     

固相反应法合成黄铜矿型CuInSe2多晶粉末及其蒸发薄膜的光电性能分析

本文用室温固相反应法和真空蒸发法分别合成了黄铜矿型CuInSe-2多晶粉末和制备了富Cu的Cu-xIn-{l-x}Se-2薄膜用XRD,ICP HALL和UVVIS波段光透射技术分别测量了样品的原子结构,化学成分及光电性能发现在两元固相反应中,InSe反应很不完全而CuSe就不能反应,而三元固相反应的粉末样品中即使有些杂质,但黄铜矿型CuInSe-2的衍射峰非常突出,而且所得粉末样品都是富Cu的,说明在固相反应过程中In有损失化学配比固相反应合成的样品在基片温度较低时其真空蒸发薄膜是非晶,高温时则是择优取向非常明显的多晶样品的禁带宽度变化不大(1.47~{1.58}eV)不同配比样品在基片温度300℃时蒸发样品的禁带宽度变化很大(1.58~1.97eV),而且电学数据变化也较大,霍尔迁移率从几十到几百cm 2/V.s,面载流子浓度从10 6到10 9/cm 2     

硒化共溅射Cu—In合金法制备CuInSe2多晶薄膜

用共溅射方法和固态源硒化方法,分别合成了Cu-In合金膜和CuIn(CIS）多晶薄膜,并用XRD,SEM和霍尔效应测量技术,分别测量了两种薄膜的结构、表面形貌春电学性质,分析结果,Cu-In合金膜仅有单峰,晶面间距约2．13A,CIS薄膜的几个主峰与PDF卡中的数据对应得好,并且（112）峰有择优取向,CIS样品的电学参数随着Cu/In比例和基片种类的不同而变化,而电阻从几个到几十个Ω／□,面载流子浓度达10^18/cm^2数量级,迁移率在0．1－3．0cm^2/V.s之间,并讨论了Cu/In比例对两种薄膜性质的影响,分析结果显示,In占总溅射面积的3％是Cu/In比例的转折点,此时,CIS薄膜的结构、PN导电类型都有明显变化,而且用扫描电镜形貌分析也证明了这一点。     

应用于低失能近轴背散射电子的 扩展Everhart理论

将得到广泛应用的Everhart理论加以扩展以使其能包含利用低失能近轴背散射电子的扫描电子显微镜的3个可调参量入射电子能量、能量损失窗口和探测角.这一扩展不仅丰富了Everhart理论体系,同时使得能用解析的方法定性地描述上述3个参量对高能同轴背散射电子背散射率的影响.和蒙特卡罗模拟结果的对比表明,扩展Everhart理论更适合于解释薄样品中的同轴背散射电子.     

蒙特卡罗法模拟薄样品中低失能近轴背散射电子

用蒙特卡罗方法模拟计算了薄样品中的高能同轴背散射电子的背散射率和厚度衬度.结果指出用较大的探测能量窗口和大的探测角可在确保厚度衬度的前提下增强信噪比.大的入射能量虽有利于厚度衬度,但不利于提高信噪比.薄膜沉积在异质衬底上的模拟结果显示,虽然背散射率中包含有衬底材料的信息,但还是膜层厚度的单调变化函数,有可能通过背散射率的测量来判定薄膜厚度.     

共溅射法制备Cu-In合金膜及电学性能分析

采用共溅射方法制备了Cu-In合金膜，并讨论了Cn-In合金膜的结构、电学性能以及溅射时间对Cu-In合金膜的结构及电学性能的影响，结果显示，Cu－In合金膜仅有单峰、多晶晶面间距不随着膜厚的增加而改变，用费－桑理论对Cu-In合金膜的电学性质进行了分析，临界厚度的讨论结果表明，溅射3－4min是面电阻的转变点，而电学参数分析也给出相同的结果。     

CdS(Se)掺Cu薄膜的相结构和光电性能

分别采用X射线衍射（XRD）、俄歇电子谱（AES）、X射线光电与谱（XPS）研究喷涂烧结CdS(Se）薄膜在有氮气氛下热退火前后结构，并进一步研究了镉和硫化学态对表面层氧成分的影响，结果表明，表现几个原子层范围内的CdS(Se)膜的非化学计量组成和CdO降低了薄膜的光电性能和寿命。     

CuO/ZnO量子点异质结及同轴纳米线异质结构的研制

采用离子束溅射技术和热氧化工艺,对预先制备的ZnO纳米线表面进行纳米CuO修饰,研究了不同溅射工艺条件下对形成的CuO/ZnO纳米线异质结构的影响,通过控制溅射参数成功地合成出不同CuO量子点尺寸和分布密度的CuO/ZnO量子点异质结和CuO为壳层的CuO/ZnO同轴纳米线异质结构.将X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）用于研究样品的结构和形貌.实验结果表明,溅射在ZnO纳米线表面的Cu膜的厚度对形成的CuO/ZnO异质结构起着重要的作用.在Cu膜适度较薄时,获得了直径仅5 nm、分布较均匀的高密度（2.05×1010mm-2）CuO/ZnO量子点异质结;而Cu膜较厚时,形成的是CuO/ZnO同轴纳米线异质结构.利用高分辨透射电子显微镜（HRTEM）进一步对量子点异质结和同轴纳米线异质结的界面晶体结构进行了研究.     

溶剂蒸汽诱导二元共聚物混合体系薄膜自组装

将2种链段长度不同的聚苯乙烯-b-聚2-乙烯基吡啶(PS-b-P2VP)在氯仿或四氢呋喃中溶解后,以一定比例混合,在乙醇或甲苯蒸汽中退火自组装,得到了一系列薄膜形貌和尺寸不同的自组装结构.采用原子力显微镜研究了混合比例、溶剂和退火蒸汽对薄膜自组装结构的影响.结果表明:改变混合比例可以对薄膜自组装结构和尺寸进行有效的调控;四氢呋喃相比氯仿更有利于混合体系薄膜自组装的相分离;乙醇蒸汽可以有效地诱导混合体系的薄膜自组装.     

C掺杂型NiCr合金薄膜的电性能和微观结构

利用闭合磁场非平衡磁控溅射工艺制备出C掺杂型NiCr合金薄膜电阻材料,获得了电性能优于NiCr合金薄膜的NiCrC薄膜电阻材料.实验结果表明:NiCr薄膜中掺杂C元素后,薄膜的择优取向由Ni(011)变为Ni(111);薄膜的缺陷和应力得以减小;薄膜中C元素具有类石墨性质.     

Pd54团簇的熔化过程

本文采用分子动力学和Gupta势函数,对一个有中心缺陷的Pd54团簇的熔化性质进行了模拟研究．考虑到团簇内核原子在团簇熔化过程中起重要作用,以及无缺陷内核比有缺陷内核要稳定,由此会导致Pd54团簇出现两种不同的熔化行为．本研究中,在结构转变发生时,体系总能量的增加伴随着温度的降低,这通常表明出现了负热容．但是,对于Pd54团簇,这种从有中心缺陷到有表面缺陷的结构转变过程是不可逆的．正是由于该结构转变的不可逆性,使得处于平衡态下的Pd54在绝大多数时间内处在有较小波动的异构体上,这种势能的较小波动表明体系动能的波动也较校由此并不会产生d54团簇的负热容现象．