掺铒GaN薄膜的背散射/沟道分析和光致发光研究

采用背散射（RBS）/沟道（channeling）分析和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）研究了掺铒G aN薄膜的晶体结构和光致发光（PL）特性.背散射/沟道分析结果表明：随退火温度的升高， 薄膜中辐照损伤减少；但当退火温度达到1000℃，薄膜中的缺陷又明显增加.Er浓度随注入 深度呈现高斯分布.通过沿GaN的<0001>轴方向的沟道分析，对于900℃，30min退火的GaN:Er 样品，Er在晶格中的替位率约76％.光谱研究表明：随退火温度的升高，室温下样品的红外P L峰强度增加；但是当退火温度达到100 关键词： GaN Er 离子束分析 光致发光     

超导-高分子复合材料介电性质的研究

采用固相反应法制备高温超导材料Bi2Sr2Ca2Cu2O3(Bi-2223),以高温超导材料为基体加入聚乙丙烯橡胶(EPR)高分子绝缘材料,通过不同温度退火处理,制备一系列超导.高分子复合材料,运用X射线衍射技术(XRD)和扫描电镜(SEM)对样品进行物相分析;采用低温循环系统测量样品电阻随温度变化关系;利用HP4294A型阻抗分析仪测量样品的介电特性,并对样品的电输运性质和介电特性进行了探讨.     

用离子背散射方法进行半导体材料的表面分析

一、引 言 单能离子束的背散射技术已广泛地应用到固体物理中.随着半导体技术的飞跃发展,背散射技术又与半导体物理的发展紧密地联系起来,使它成为研究半导体表面不可缺少的分析手段之一.在1973—1977年曾先后召开过三次有关离子束表面分析的国际会议[1-3],详细介绍了背散射技术及其在固体物理和半导体材料中的应用. 背散射分析方法的优点是:准确、简单、快速,测量时对样品没有破坏性,用这种方法分析过的样品可以再用其它方法进行分析,然后对分析的结果进行比较. 我们利用2.SMeV静电加速器产生的H”和 He+离子束对一些半导体材料的表面层…     

Ce~(3+)注入对超晶格中硅纳米晶光致发光强度的影响

研究了铈离子注入和二次退火等因素对硅纳米晶(nc-Si)发光强度的影响.利用电子柬蒸发以及高温退火得到nc-Si/SiO2超晶格结构.随后将该结构样晶分别注入2.0×1014cm2和2.0×1015cm-2剂量的铈离子(Ce3+),再分别以不同温度对其进行二次退火,获得多种样品.通过对样品光敏发光光谱的分析发现,Ce3+注入后未经过二次退火的样品发光强度急剧下降.二次退火后的样品,随着退火温度的升高,样品的光致发光灶度逐渐增强,但当温度超过600℃时,发光强度反而下降,600℃为二次退火的最佳退火温度.注入适当剂量的Ce3+,其发光强度可以超过未注入时的发光强度,Ce3+的注入存在饱和剂量.研究表明,样品发光强度的变化受到铈离子注入剂量和注入后二次退火温度等因素的影响,并且存在着Ce3+到nc-Si的能量传递.     

P2+和P+注入硅固相外延过程时间分辨的反射率研究

本文以时间分辨的反射率测量结合背散射和沟道分析、透射电子显微镜分析,比较和研究了在77K温度下180keV,1×10¹⁴/cm²P₂⁺和90KeV,2×10¹⁴/cm²P⁺注入硅于550℃退火时的固相外延过程。发现了P₂⁺,P⁺注入硅样品的固相外延过程具有不同的特征。这种差异是由于P₂⁺和P⁺在硅中引入不同的损伤造成的。P⁺注入的硅样品测量得到的时间分辨的反射谱是反常的。这种反常谱可用样品退火时从表面层到非晶硅层与从衬底到非晶硅层的双向外延的过程给出满意的解释。 关键词：     

离子束增强沉积制备p型氧化锌薄膜及其机理研究

采用离子束增强沉积方法在Si和SiO₂/Si衬底上制备In-N共掺杂ZnO薄膜(INZO)，溅射靶是用ZnO和2 atm% In₂O₃粉体均匀混合并压制而成，在氩离子溅射ZnO靶的同时，氮、氩混合离子束垂直注入沉积的薄膜.实验结果显示INZO薄膜具有(002)的择优取向，并且为p型导电，电阻率最低为0.9Ωcm.薄膜在氮气、氧气气氛下退火，对薄膜的结构和电学特性与成膜和退火条件的关系进行了分析. 关键词： 氧化锌薄膜 p型掺杂 离子束增强沉积     

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,...     

AlxGa1-xN晶体薄膜中铝含量的卢瑟福背散射精确测定

采用金属有机化合物气相淀积法在(0001)取向的蓝宝石衬底上生长一层 大约20 nm厚的AlN缓冲层, 在缓冲层上生长大约2 μm厚、 晶体质量良好的Al_xGa_1-xN外延层, 通过深紫外光致发光法测量发光峰的能量E_g 判断外延层中铝含量的均匀性, 取样品均匀性良好的氮铝镓外延片进行卢瑟福背散射(RBS)实验, 通过两个高能离子束实验室分别进行RBS随机谱分析, 每个实验室测量六个样品, 由分析软件拟合随机谱获得外延层中的x_Al. 并对样品的均匀性、堆积校准、计数统计、散射角、离子束能量与阻止截面 等影响测量结果准确性的不确定度来源进行分析. 结果表明, 采用入射离子⁴He, 能量为2000 keV, 散射角为165° 时, 氮铝镓外延片中铝含量(x=0.8) 的测量不确定度为2.0%, 包含扩展因子k=2. 关键词： 氮铝镓 卢瑟福背散射 测量不确定度 金属有机化合物气相淀积法     

在不同的退火温度下钴注入二氧化钛结构与磁性

选用能量为180 keV,温度为623 K,注入4×10¹⁶ cm^-2剂量的钴离子束注入TiO₂样品.在不同的退火温度下,用高分辨的扫描电镜、同步辐射X射线衍射、卢瑟福背散射/沟道实验和超导量子干涉仪,分别对样品进行结构与磁性的测试. SR-XRD和HRTEM测试结果表明: 在Co注入TiO₂后,形成了钴的体心立方(hcp)相和面心立方(fcc)相,且在TiO₂中,钴-纳米粒子也已经形成. 随着退     

Cu/SiO2/Si(111)体系中Cu和Si的扩散及界面反应

室温下利用磁控溅射在p型Si(111)衬底上沉积了Cu薄膜.利用X射线衍射和卢瑟福背散射分别对未退火以及在不同温度点退火后样品的结构进行了表征.在此基础上,研究了Cu/SiO2/Si(111)体系的扩散和界面反应.实验结果表明:当退火温度高于450 ℃时出现明显的扩散现象,并且随着温度的升高,体系扩散现象会更加显著.当退火温度低于450 ℃时没有铜硅化合物生成,当温度达到500 ℃时才有铜硅化合物生成.     

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     

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…     

氮化硅介质中双层纳米硅薄膜的两级电荷存储

研究镶嵌在超薄非晶氮化硅(a-SiN_x)层之间的双层纳米硅(nc-Si)的电荷存储现象.利用等离子体增强化学气相淀积(PECVD)技术在硅衬底上制备a-SiN_x/a-Si/a-SiN_x/a-Si/a-SiN_x多层薄膜结构.采用常规热退火方法使非晶硅(a-Si)层晶化，形成包含双层nc-Si的金属-氮化物-半导体(MIS)结构.通过电容电压(C-V)特性测量，观测到该结构中由于电荷存储引起的C-V回滞现象，并在室温下成功观察到载流子基于Fowler-Nordheim(F-N)隧穿注入到第一层、第二层nc-Si的两级电荷存储状态.结合电流电压(I-V)特性的测量，对电荷存储的机理进行了深入分析. 关键词： 纳米硅 氮化硅 电容电压法 电流电压法     

Mg+注入对GaN晶体辐射损伤的研究

在蓝宝石衬底上通过金属有机物化学气相沉积(metal-organic chemical vapor deposition,MOCVD)方法外延生长的GaN薄膜具有良好的结晶品质,xmin达到2.00%.结合卢瑟福背散射/沟道(Rutherford backscattering/channeling,RBS/C)和高分辨X射线衍射(high-resolution X-ray diffraction,HXRD)的实验测量,研究了不同剂量和不同角度Mg+注入GaN所造成的辐射损伤.实验结果表明,随注入剂量的增大,晶体的辐射损伤也增大,注入剂量在1×1015atom/cm2以下,xmix小于4.78%,1×1016atom/cm2是Mg+注入GaN的剂量阈值,超过这个阈值,结晶品质急剧变差,xmin达到29.5%;随机注入比沟道注入的辐射损伤大,且在一定范围内随注入角度的增大,损伤也增大,在4×1015atom/cm2剂量下偏离〈0001〉沟道0°,4°,6°,9°时的xmin(%)分别为6.28,8.46,10.06,10.85;经过700℃/10min+1050℃/20s两步退火和1000℃/30s高温快速退火后,晶体的辐射损伤都有一定程度的恢复,而且1000℃/30s高温快速退火的效果更好,晶体的辐射损伤可以得到更好的恢复.     

稀土铒离子注入多孔硅的发光

稀土离子Er注入多孔硅中.在350keV能量,1×1012~1×1015/cm2剂量范围内,注入后的多孔硅仍保持明亮的可见光发射.退火后,在近红外区测到1.54μm附近Er3+的特征发射.其发射强度比硅单晶对照样品明显增强,实验表明这增强作用来源于多孔硅的表面发光层.电化学制备过程中在表面层中带入的O、C、F等多种杂质可能是Er3+发光增强的原因.     

Cu/SiO2/Si(111)体系中Cu和Si的扩散及界面反应

室温下利用磁控溅射在p型Si(111)衬底上沉积了Cu薄膜. 利用X射线衍射和卢瑟福背散射分别对未退火以及在不同温度点退火后样品的结构进行了表征. 在此基础上，研究了Cu/SiO₂/Si(111)体系的扩散和界面反应. 实验结果表明：当退火温度高于450℃时出现明显的扩散现象，并且随着温度的升高，体系扩散现象会更加显著. 当退火温度低于450℃时没有铜硅化合物生成，当温度达到500℃时才有铜硅化合物生成. 关键词： 薄膜 扩散 界面反应 硅化物     

自离子辐照对兆伏注P+硅中二次缺陷的影响

用平面透射电子显微术和剖面透射电子显微术以及卢瑟福背散射沟道谱技术研究了兆伏注P⁺硅中的二次缺陷以及自离子辐照对它们的影响.实验结果表明，二次缺陷峰的深度稍大于平均投影射程.实验还发现，用适当能量和剂量的自离子在退火之前辐照兆伏注P⁺硅样品，可以抑制二次缺陷的生成，但如果在退火之后辐照，则会得到相反效果.对此现象的物理原因进行了讨论.另外，还给出了Si⁺，P⁺在硅中形成二次缺陷带的临界剂量，并且对临界剂量与注入能量的关 关键词：     

Fe-Ag颗粒膜的光学与磁光尺寸效应

采用离子束共溅射的方法分别制备了一系列Fe_xAg_1-x(x=18,45,81)颗粒膜样品,经1h真空退火,通过X射线衍射和光学及磁光测量,研究了它们在不同退火温度下的结构和磁光性质.结果表明其磁光效应与颗粒尺寸密切相关. 关键词： 颗粒膜 磁光效应 尺寸效应     

镶嵌有纳米硅的氮化硅薄膜键合特性分析

采用螺旋波等离子体化学气相沉积(HWPCVD)技术制备了非化学计量比的氢化氮化硅薄膜,对所沉积样品及氮气环境中920 ℃退火样品的微观结构及键合特性进行了分析。Raman散射结果表明,薄膜中过量硅以非晶纳米粒子形式存在,退火样品呈现纳米晶硅和氮化硅的镶嵌结构。红外吸收和可见光吸收特性比较结果显示,薄膜样品的微观结构依赖于化学计量比以及退火过程,硅含量较低样品因高的键合氢含量而表现出低的纳米硅表面缺陷态密度;退火过程将引起Si—H和N—H键合密度的减少,因晶态纳米颗粒的形成,退火样品表现出更高的结构无序度。     

离子注入的铝在Si(100)表面的偏析及其引起的纳米团簇和合金晶粒形成现象的实验研究

通过高温退火注入了铝的Si(100)样品,探讨偏析出来的铝在硅表面的热力学行为.由900℃的退火实验发现,偏析出来的铝原子一方面形成Si(100)基底的外延铝膜和铝岛,另一方面与硅原子结合形成尺度约为2—3nm的铝硅团簇.而1200℃的退火实验显示,铝和硅的快速冷凝形成了立方晶系的Al₄Si合金晶粒、尺度约为20—30nm.细小的铝硅团簇在结构上独立于样品基底并且趋于聚集成团,很可能是在高温退火和快速降温过程中形成铝硅合金晶粒的前驱. 关键词： 硅表面 铝掺杂 团簇 4Si')" href="#">Al₄Si