溶胶凝胶法制备以HfO2为绝缘层和ZITO为有源层的高迁移率薄膜晶体管

采用溶胶凝胶法制备了h-k氧化铪HfO₂薄膜, 经500℃退火后, 获得了高透过率、表面光滑、低漏电流和相对高介电常数的HfO₂薄膜. 并采用氧化铪作为绝缘层和锌铟锡氧化物作为有源层成功地制备了底栅顶接触结构薄膜晶体管器件. 获得的薄膜晶体管器件的饱和迁移率大于100 cm²·V^-1·s^-1, 阈值电压为-0.5 V, 开关比为5×10⁶, 亚阈值摆幅为105 mV/decade. 表明采用溶胶凝胶制备的薄膜晶体管具备高的迁移率, 其迁移率接近低温多晶硅薄膜晶体管的迁移率.     

一硼化铪的晶体结构预测与构效关系基因

利用基于进化算法的晶体结构预测软件USPEX,并结合第一性原理方法对HfB的稳定晶体结构进行全局搜索。在基态条件下,新发现2个HfB晶体结构（空间群：P6m2和R3m）。其中,P6m2结构比已报道的HfB晶体结构（空间群：Pnma、Cmcm、I4₁/amd和Fm3m）具有更低的基态能量。这些结构中,B原子分别以二维类石墨烯（P6m2和R3m结构）,zig-zag链（Pnma、Cmcm和4₁/amd结构）和孤立原子（Fm3m结构）₃种形式存在,从而导致它们具有显著的化学键合特征、高温稳定性和强韧特性差异。     

HfO2薄膜的结构对抗激光损伤阈值的影响

利用蒸发氧化铪和离子辅助蒸发金属铪反应沉积氧化铪薄膜，对两种工艺下制备的氧化铪薄膜进行光学和结构以及激光损伤特性的研究. 实验结果表明，用金属铪反应沉积的氧化铪薄膜不仅结构均匀，并且具有较高的激光损伤阈值. 文章对损伤阈值和薄膜的结构及光学特性之间的关系进行了讨论.     

辉光放电质谱新方法分析颗粒状金属铪

采用直流辉光放电质谱方法((dc-GD-MS)分析颗粒状((2mm×1mm×1mm)金属铪中的杂质元素.本方法解决金属铪样品尺寸太小难以直接进行辉光放电质谱分析的问题.采用聚四氟乙烯管(内径2.3 mm×外径3.2 mm)与医用注射器连接并密封接口,再将粒状铪置于管子前端(管长的1/3处),接着将PTFE 管水平插入已...     

Ni/HfO_2/Pt阻变单元特性与机理的研究

研究了Ni/HfO2(10 nm)/Pt存储单元的阻变特性和机理.该器件具有forming-free的性质,还表现出与以往HfO2(3 nm)基器件不同的复杂的非极性阻变特性,并且具有较大的存储窗口值(105).存储单元的低阻态阻值不随单元面积改变,符合导电细丝阻变机理的特征.采用X射线光电子能谱仪分析器件处于低阻态时的阻变层HfO2薄膜的化学组分以及元素的化学态,结果表明,Ni/HfO2/Pt阻变存储器件处于低阻态时的导电细丝是由金属Ni导电细丝和氧空位导电细丝共同形成的.     

纳米氧化铪的制备与热膨胀性

制备了尺寸为4 nm的HfO2纳米颗粒,并借助X射线原子对分布函数方法,研究了尺寸约4 nm和体相HfO2颗粒的晶格热膨胀。结果表明,在纳米尺度的HfO2中,晶格沿a,c轴的热膨胀性增大,b轴热膨胀性稍微减小,体积热膨胀性增大。同时纳米HfO2晶格热膨胀的各向异性比体相大。该现象是由于尺寸效应导致结构畸变变大,尤其是次近邻Hf-O-Hf键角减小,随后升温过程中该畸变发生热弛豫趋向恢复至平衡位置导致的。     

铪-氘反应动力学研究

金属钛作为高真空环境下的贮氢材料，具有易氢脆和固氦能力差等固有缺陷。金属铪和钛同为VIB族元素，贮氢体积密度相近，但铪的吸氢体胀率（15％）远小于钛的（24%），因而可望在抗氢脆方面较钛有所改善。文中研究铪吸氘反应动力学，获得铪氘反应的速率常数和表观活化能，从而评价铪吸氘的动力学性能。     

Influences of Annealing on Residual Stress and Structure of HfO2 Films

HfO2 films are deposited on BK7 glass substrates by electron beam evaporation. The influences of annealing between 100℃ and 400℃ on residual stresses and structures of HfO2 films are studied. It is found that little differences of spectra, residual stresses and structures are obtained after annealing at lower temperatures. After annealing at higher temperatures, the spectra shift to short wavelength, the residual stress increases with the increasing annealing temperature. At the same time, the crystallite size increases and interplanar distance decreases. The variations of optical spectra and residual stress correspond to the evolutions of structures induced by annealing.     

钛铪酸钡薄膜的制备与形貌

溶胶-凝胶工艺在(100)Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备了BaHfxTi1-xO3(x=0.005,0.01,0.02)薄膜.通过X射线衍射仪、拉曼光谱对薄膜微观结构进行了测试,采用APEX型多功能力学测试系统的3D显微镜模块和SEM对薄膜表面粗糙和厚度进行了表征.结果表明:薄膜中Hf4+进入BaTiO3晶格中,且BaHfxTi1-xO3具有明显的(200)取向,当x=0.005时取向度最大(1.94),晶粒尺寸最小(21.34 nm);薄膜拉曼光谱发现随Hf4+含量的增加BaHfxTi1-xO3薄膜各光学声子模对应的拉曼振动模式峰都发生了蓝移,显示出四方相的特征谱,四方相的程度随Hf含量的增大而减弱;所有薄膜表面较平整,均方根粗糙度(RMS)在21～26 nm之间.     

两种后处理方法对HfO2薄膜性能的影响

利用电子束蒸发和光电极值监控技术制备了氧化铪薄膜,并分别用两种后处理方法(空气中退火和氧等离子体轰击)对样品进行了处理.然后,对样品的透过率、吸收和抗激光损伤阈值进行了测试分析.实验结果表明,两种后处理方法都能不同程度地降低了氧化铪薄膜的吸收损耗、提高了抗激光损伤阈值.实验结果还表明,氧等离子体轰击的后处理效果明显优于热退火,样品的吸收平均值在氧等离子体后处理前后分别为34.8 ppm和9.0 ppm,而基频(1 064 nm)激光损伤阈值分别为10.0 J/cm2和21.4 J/cm2.