碳化硅多型体连生现象的X射线研究

本工作用劳埃法对分布于三十二炉的四百多个碳化硅单晶进行了类型分布、连生规律和结构完整性等的分析。大量的观察表明,碳化硅片状晶体中的共轴平行连生是一种普遍的现象,二种以上类型的连生占晶体总数的三分之二。文中列出了各种连生类型的统计。系统地报导了SiC晶体连生状况的X射线法实验结果。对各炉晶体所作的类型分布的分析表明,不同的制备条件下影响较大的是颜色和结构完整度。类型分布的规律性并不明显,邻近的晶体类型可以完全相异。用实验数据分析了类型、颜色和蚀坑间的关系。对碳化硅多型体产生的机理作了讨论。     

属特殊结构系列的若干碳化硅多型体的晶体结构

碳化硅(SiC)是典型的层状结构化合物。到目前为止,已发现了150种以上的多型体。作者曾发展了一种特殊的劳厄法可有效地鉴定碳化硅多型体。这种方法,我们发现了85种碳化硅新多型体。为了测定其中一些多型体的结构,拍摄了回摆和魏森堡照相作结构分析,但没有成功。因为这些照相中只有一些基本类型6H,15R和8H的衍射斑点而没有高层多型体的斑点,这是由于新多型体在晶体中含量很少且这些薄晶体多型体处于基本类型6H,8H,15R中间的缘故。本文提出了一种测定碳化硅多型体晶体结构的劳厄法。提出了计算劳厄斑点衍射强度的方法。对结构系列[(33)_m32]₃,[(33)_m34]₃,[(22)_m23]₃和[(44)_m43]₃多型体的结构因子F_hkl的计算方法作了简化。利用这种方法对9种碳化硅新多型体的晶体结构作了测定,其结构用z字形堆垛(Жданов符号)表示时为231R:[(33)₁₂32]₃,249R:[(33)₁₃32]₃,321R:[(33)₁₇32]₃, 339R:[(33)₁₈32]₃,237R:[(33)₁₂34]₃,417R:[(33)₂₂34]₃, 453R:[(33)₂₄34]₃,93R:[(44)₃43]₃,261R:[(44)₁₀43]₃。 关键词：     

LiIO_3多型性相变的进一步研究

本文用差热分析、恒温热处理、X射线衍射等方法,对LiIO_3在常压的相变过程做了进一步的研究。对于LiIO_3的常压相变机制有了较为详尽的了解 。并发现LiIO_3在高温可相对稳定存在三个相:β,η和δ,它们可分别自行熔化,其熔点相应为:432℃,421℃和416℃,从它们的热经历和存在的温度范围,表明其稳定性顺序为β>η>δ。在室温干燥空气中,与α相和β相共存的还有相,相升温放热转变为β相。在α相存在的温区里,相经过长时间热处理并不转变为α相,同时,相转变为β相的温度比α相高。与α→β的情况相同,β对→β也有诱导作用。而且的存在对α→β也有促进作用。θ相(θ_1与θ_2)与γ相一样,是相变过程的中间过渡相。     

锯齿型与扶手椅型碳化硅纳米管光电性质第一性原理研究

本文基于密度泛函理论计算分析了手性参数为(17,0)、(20,0)、(26,0) (10,10)、(12,12)、(15,15)的碳化硅纳米管的能带图,态密度及主要光学性质。结果表明：锯齿型与扶手椅型碳化硅纳米管均具有明显的半导体性质;在相近直径下,扶手椅型碳化硅纳米管带隙宽度要大于锯齿型碳化硅纳米管的带隙宽度;碳化硅纳米管的光吸收峰在100nm~200nm之间,可用于制作紫外线探测器件。     

掺氮碳化硅纳米管电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算,对本征碳化硅纳米管和掺氮碳化硅纳米管的电子结构进行了计算.计算表明本征（8,0）碳化硅为直接带隙半导体,能带间隙为0.94 eV;掺氮浓度为1.56%和3.12％的碳化硅纳米管的能带间隙减小为0.83 eV和0.74 eV.从差分电荷密度可以看出,能带间隙的减小是氮硅键与碳硅键相比共价成键能力降低的结果. 关键词： 碳化硅纳米管 掺氮 第一性原理 电子结构     

扶手椅型碳化硅纳米管电子结构和光学性质的研究

本文基于密度泛函理论研究了扶手椅型碳化硅纳米管(SiCNT)的电子结构、成键机制以及其光学性质。研究结果表明:当碳和硅的原子比为1∶1时,SiCNT的结构最为稳定,并且表现出诸多的优良性质。通过分析计算结果我们发现,SiCNT是间接带隙材料,并且管子的带隙随着直径的增加而增加。从SiCNT的轨道图谱中我们看到碳和硅原子之间属于sp2杂化,同时硅原子周围的电子密度明显要低于碳原子周围的电子密度。对能态密度的计算我们得知碳原子和硅原子分别主导价带和导带。与其它纳米管(BN)有所不同,SiCNT的光学性质更接近于各向同性材料。     

碳化硅单晶的生长

一、引言工业碳化硅炉內生长的α-碳化硅具有半导电性是早为人們所熟知的。同时对它的性能和結构也进行了一些研究。但是由于科学和生产的发展对它沒有提出迫切的需求,同时也因其制备技术上的某些困难,因而,对碳化硅单晶生长的研究一直沒有引起人們的重视。     

TiN多型体高压相变的第一性原理计算

基于密度泛函理论框架下的赝势平面波方法,计算了B1(氯化钠结构)、B2(氯化铯结构)、B3(闪锌矿结构)、B_k(六方氮化硼结构)、B_h(碳化钨结构)和B8₁(砷化镍结构)6种TiN多型体的晶体结构、体积弹性模量和相对稳定性.计算指出,不存在B4(纤锌矿)结构的TiN.通过不同外压下的晶格弛豫得到每种结构的焓,发现外压 关键词： 氮化钛 赝势 高压相变 密度泛函理论     

碳化硅二极管温度传感器

中温区常用的温度测量元件有热电偶、铂电阻、热敏电阻等.热电偶灵敏度很低,如镍铬-镍铝热电偶的灵敏度仅为 40μV/℃左右,而且需要冷端补偿.铂电阻的灵敏度也饺低,桥路灵敏度在1mV/℃以下,而且体积大,成本高.热敏电阻虽然灵敏度高,但为非线性元件.碳化杖二极管温度传感器的优点是:灵敏度瓦线性好,体积小,成本低,工作电流小,适用于-50-+700℃的温度测量.它作为中温区一种新型传感器而广泛应用于石油化工、电力、机械、食品、纺织、家电、医疗、科学研究等多个领域,有较大的经济和社会效盐.例如,这种传感器仅在油田上应用,每年就为国家增产…     

LiIO3多型性相变的进一步研究

本文用差热分析、恒温热处理、X射线衍射等方法,对LiIO₃在常压的相变过程做了进一步的研究。对于LiIO₃的常压相变机制有了较为详尽的了解。并发现LiIO₃在高温可相对稳定存在三个相:β,η和δ,它们可分别自行熔化,其熔点相应为:432℃,421℃和416℃,从它们的热经历和存在的温度范围,表明其稳定性顺序为β>η>δ。在室温干燥空气中,与α相和β相共存的还有ζ相,ζ相升温放热转变为β相。在α相存在的温区里,ζ相经过长时间热处理并不转变为α相,同时,ζ相转变为β相的温度比α相高。与α→β的情况相同,β对ζ→β也有诱导作用。而且的ζ存在对α→β也有促进作用。θ相(θ₁与θ₂)与γ相一样,是相变过程的中间过渡相。 关键词：     

七种新的SiC六方多型体

本文提出了用X射线劳埃法鉴定SiC六方多型体类型的方法。在详细地研究了xH类型与基本类型6H,15R和4H的倒易阵点间相互配置关系的基础上,推导出了这些具体关系,这种关系对于xH—6H来说仅有十二种,对于xH—15R仅有三十种,对于xH—4H仅有八种。上述的点间关系表和推求xH类型单位晶胞密堆积层数的公式同样可以普遍适用于以其他X射线照相法鉴定SiC六方多型体类型的工作中。用本文所提出的方法研究了许多实验室升华法制备的SiC单晶体以及部分工业SiC晶体。发现了七种六方SiC新多型体141H,80H,58H,55H,15H,9H和7H。新类型的定间羣为C_3v¹(C3m),六方晶胞c轴参数分别为:355.26?,201.57?,146.14?,138.58?,37.794?,22.676?和17.637?。     

升华外延碳化硅p-n结的性质

本工作测量了升华外延碳化硅p-n结的电流-电压特性和空间电荷电容。通过对正向电流-电压特性及电容-电压特性的分析,表明:随着外延生长条件的不同,这种p-n结的结构可以在相当宽的范围内变化,从近于线性梯度结直到典型的p-i-n结,而大多数p-n结则介于这两者之间。文中就外延生长条件对p-n结结构的影响进行了简略的讨论。此外,还给出了升华外延碳化硅p-n结正向电发光的亮度-电流关系、光谱分布以及脉冲和交流激励的测量结果。 关键词：     

用电发光法测量碳化硅少数载流子寿命的若干问题

本文介绍一种测量碳化硅半导体少数载流子寿命的方法,叙述有关的原理和测试设备,并就对测试结果有极大影响的谐振干扰、点接触的电学性质和电发光特性等问题进行了试验。提出了若干可以避兔谐振干扰、防止触点旁路并控制整流比的有效措施。推荐采用焊铟方法制备低阻接触。指出,为了保证实验结果的可靠性,测试前必须了解样品的发光特性。采用这种方法测定了若干碳化硅单晶的少数载流子寿命,测得值一般低于4.2×10^-9秒。     

从碳化硅和铁体系合成金刚石

 为了探明从SiC生成金刚石这一过程中触媒作用的机理，有必要调查SiC加不同金属在高压高温下的行为。在本工作中，以16重量比混合的SiC和铁粉经5.4~6.0 GPa的高压力和1 300~1 500 ℃的高温处理20 min后，样品的X射线衍射分析表明：所有实验条件下SiC都发生了分解，并分别生成了Fe₃Si和Fe₃C；温度越高，SiC分解得越彻底，在温度高于1 375 ℃的样品中，伴随Fe₃C减少，有金刚石和石墨明显析出。扫描电镜观察表明：6.0 GPa、1 500 ℃下所得的金刚石晶体具有完整的八面体晶形，平均粒度约50 μm。     

p型α-多孔SiC的光致发光光谱研究

用UV光照射和不用UV条件下形成的p型α-PSC的PL光谱，2.35eV，2.50eV和2.70eV及3.4eV附近的发射峰已被观察到.研究了不同的制备条件下形成的p型α-PSC的PL谱的稳定性和不同的能量的光激发引起PL谱的差别.结果表明，在电化学腐蚀过程中制备条件对PSC的PL谱有很大的影响，前者在低能区有较强的光发射而后者则在高能区有较强的光发射；前者的光谱稳定性较好而后者发射光谱强度则随时间的增加而减少.对产生这些差别的原因进行了深入讨论. 关键词：     

用范德保法测量碳化硅的电阻率和霍耳效应

应用范德保法测量了电阻率在10^-3—10²欧姆·厘米范围的n型和p型碳化硅单晶和外延层的电学性质。进行了测定条件的选择,范德保法与普通法的对照等试验。发现接触电阻的大小和稳定程度对测量结果有极大的影响。在铟、紫铜、锡、磷铜等机械接触中,铟电极具有最低的接触电阻,其他电极须经电冶成方能进行测定。在不同的电极材料和样品电流下,电阻率偏离约2%,指出,样品电流应当根据具体样品的电阻率和接触电阻加以选择。与普通法比较,范德保法精确度高,数据重复性好。测量了自室温至1000°K范围内碳化硅单晶的高温电学性质,求得氮施主的电离能为0.056电子伏。讨论了引起实验误差的一些异常现象及其产生原因。     

两种新的SiC高层多型体——417R和453R

本文根据倒易点阵原理,详细分析了碳化硅劳埃照相中各种SiC三方多型体斑点和SiC基本类型6H斑点间的相互配置关系。这种关系共总结出不外乎十二种,本文提出利用这种关系,以及两6H类型斑点(hOl)间未知三方多型体的斑点数目,来计算未知多型体类型层数的方法。利用这一方法,对在实验室条件下以升华法制备的若干碳化硅单晶体进行了分析,发现了两种同时与6H类型连生的新的碳化硅高层多型体417R和453R,其空间群为R3m(C_3v⁵),点阵参数以六方晶胞表示时为 417R:α_H=3.0806?,c=1050.7?,z=417; 453R:α_H=3.0806?,c=1141.4?,z=453。以三方晶胞描述时则为 417R:α_R=350.4?,α=30.4′,z=139; 453R:α_R=380.6?,α=27.8′,z=151。     

APCVD生长碳化硅薄膜中汽相结晶过程的研究

对宽禁带半导体材料碳化硅薄膜的常压化学汽相沉积(APCVD)异质外延技术进行了讨论.在SiC薄膜的生长过程中对Si/C原子比例的控制一直是影响薄膜表面形貌和膜层掺杂浓度的重要因素.针对水平卧式反应室,分析了生长过程中气流流速分布、反应室内温度分布以及反应气体浓度分布,指出"汽相结晶"过程对薄膜生长区Si/C比例有很大影响,从而影响了碳化硅薄膜的生长速率,非常好的解释了薄膜生长过程中出现的现象.     

研究SiC多种多型体连生方式的X射线方法

本文提出了一种研究碳化硅多种类型连生的晶体中连生次序的实验方法。用超声波研磨法将极硬的薄片状碳化硅单晶逐层磨薄并逐次摄取双套劳埃照片。对劳埃法得出的SiC多型类型数据的分析可以确定各种连生多型体的次序和比例。用一晶体的实验结果对Mitchell的碳化硅多型性机理作了讨论。     

PROPERITES OF HYDROGENATED AMORPHOUS SILICON CARBIDE FILMS IRRADIATED BY EXCIMER PULSE LASER

A series of hydrogenated amorphous silicon carbide film (a-SiC:H) were prepared by rf plasma-enhanced chemical vapor deposition method. The optical band gap(E^opt_g) of the films can be extended to 2.6eV. The as-deposited alma were then irradiated by a KrF excimer laser. During the irradiation process, hydrogen escaped out of the films, and the structure of the films was changed from an amorphous phase to mixed phases of nanocrystallites of silicon and amorphous silicon carbide. The room-temperature dark conductivity of the laser irradiated films is 6-7 orders of magnitude larger than that of the as-deposited films, which was attributed to the modification of the conductivity mechanism resulting from the structural change.