飞秒激光作用下的硅表面微结构及发光特性

 采用近红外飞秒激光辐照浸泡在硫酸溶液中的N型单晶硅片,激光波长800 nm,脉宽200 fs,重频1 kHz,平均功率为100 mW,而硫酸溶液的质量分数分别选择为0.1%和1%。辐照后硅表面呈直径为5~8 mm,高度15 mm的柱型结构。分析其荧光特性,并通过比较硅材料表面微结构与激光光源、扫描参数、硅片背景环境的关系,确定最佳辐照条件为激光扫描速度750 mm/s,扫描间距5 mm/s。最终在厚度0.5 mm、直径26 mm的硅片上获得10 mm×10 mm的方形扫描区域,荧光光谱显示激光扫描后的区域在700 nm附近有很强的荧光发射。分析结果表明飞秒激光扫描改变了样品的表面微结构尺寸,增大了吸收面积,扩展了荧光激发波长,有效提高了样品的吸收效率和荧光发光相对强度(超过扫描前发光相对强度的2倍),荧光发射谱的变化是由量子限制效应和表面态模型共同作用的结果。     

十二烷基苯磺酸钠与聚乙烯吡咯烷酮复配表面活性剂对单晶硅制绒的影响

本文采用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的复配溶液作为单晶硅制绒添加剂,取代目前常用碱醇制绒液中的异丙醇,不仅降低了绒面的反射率、缩短了制绒时间,而且具有成本低、制绒过程中不需要定时补充等特点.本文研究了SDBS与PVP复配添加剂的比例、浓度、反应时间、反应温度等对单晶硅制绒效果的影响,实验发现当...     

单脉冲纳秒激光诱导硅表面微结构

利用Nd:YAG纳秒脉冲激光(波长532 nm)在空气中对单晶硅表面进行单脉冲辐照,研究了激光能量密度和光斑面积变化对微结构的影响。通过场发射扫描电子显微镜和原子力显微镜(AFM)对样品表征,并对纳秒激光辐照硅的热力学过程进行分析。结果显示：当脉冲激光的能量密度接近硅的熔融阈值且光斑直径小于8 m时,形成尖峰微结构;随着能量密度或光斑面积增大,尖峰结构消失,形成边缘隆起和弹坑微结构。通过流体动力学模型得到微结构形貌的解析解,模拟得到的微结构形貌与实验测得的AFM数据一致。研究表明微结构的形成主要是由于表面张力引起的熔融硅流动。表面张力与表面温度和表面活性剂的质量浓度有关。温度梯度引起的热毛细流作用和表面活性剂浓度引起的毛细作用共同影响下形成尖峰、边缘隆起和弹坑微结构。     

基于多信息融合回流离子特性的实验研究

简要介绍了回流离子特性参数的检测要求,分析了多种不同检测方法的特点,进行了离子检测综合实验方案的设计。介绍了激光干涉+分幅相机测量、法拉第筒测量、基于单晶硅片的固体径迹测量3种实验方法及实验结果的分析过程,对各自的原始实验数据进行了具体分析,给出了分析结果。对3种实验方法的分析结果,采用信息融合技术,对电子束打靶时所产生的回流离子的种类、运动速度和密度等特性给出了综合性的分析结论,有助于进一步正确认识束靶作用区的物理特性。     

摩尔新定义和准确测定的阿伏伽德罗常数

针对2019年国际SI单位新标准的实施,依据文献对阿伏伽德罗常数和摩尔物质量原理进行了简短的历史回顾。着重于摩尔新定义的概念和准确测定阿伏伽德罗常数的描述,突出了原子量精密测量技术、纳米量级精密测量技术以及材料制备和表征技术的发展。相对而言,摩尔新定义更能体现科学方法和科学思维同化学知识的关系,将会对无机化学、分析化学、物理化学等课程教学引起巨大的冲击波,并且会波及到每个化学专业本科生。本文内容可为提高本科生的科研思维和科研素质提供借鉴。     

飞秒激光作用下的硅表面微结构及发光特性

采用近红外飞秒激光辐照浸泡在硫酸溶液中的N型单晶硅片,激光波长800 nm,脉宽200 fs,重频1 kHz,平均功率为100 mW,而硫酸溶液的质量分数分别选择为0.1%和1%。辐照后硅表面呈直径为5~8 mm,高度15 mm的柱型结构。分析其荧光特性,并通过比较硅材料表面微结构与激光光源、扫描参数、硅片背景环境的关系,确定最佳辐照条件为激光扫描速度750 mm/s,扫描间距5 mm/s。最终在厚度0.5 mm、直径26 mm的硅片上获得10 mm×10 mm的方形扫描区域,荧光光谱显示激光扫描后的区域在700 nm附近有很强的荧光发射。分析结果表明飞秒激光扫描改变了样品的表面微结构尺寸,增大了吸收面积,扩展了荧光激发波长,有效提高了样品的吸收效率和荧光发光相对强度(超过扫描前发光相对强度的2倍),荧光发射谱的变化是由量子限制效应和表面态模型共同作用的结果。     

266 nm飞秒激光烧蚀单晶硅的分子动力学模拟

 基于Stillinger-Weber(SW)势和“x-分区”模型,用分子动力学方法模拟了266 nm飞秒激光烧蚀单晶硅的过程,给出了烧蚀过程的物理图像,烧蚀过程中材料内部缺陷的产生与发展最终导致整层材料被移除。对比研究了烧蚀材料中不同区域粒子的运动轨迹,结果体现了在固、液、气不同状态下粒子的运动特征。模拟了激光诱导应力波的传播,其速度为8.18 km/s。     

单晶硅低裂纹损伤切片加工技术研究进展

单晶硅晶圆衬底的直径增大、厚度减薄和集成电路(IC)制程减小是集成电路领域主流发展趋势.随着集成电路制程减小至5 nm,对单晶硅晶圆衬底质量的要求越来越高.切片加工是晶圆衬底制造的第一道机械加工工序,金刚石线锯切片是大尺寸单晶硅切片加工的主要技术手段.本文介绍了金刚石线锯切片加工的发展趋势和面临的挑战,阐述了以单晶硅刻...     

扫描电子束在绝缘衬底上生长单晶硅薄膜(SOI)的实验研究

在绝缘衬底上生长单晶硅薄膜,即SOI技术,是近年发展起来研制三维集成电路的一项新技术。本文讨论了利用扫描电子束对淀积在SiO2上的多晶硅薄膜进行改性的实验。采用籽晶液相外延形成单晶硅薄膜。本实验的重点在于摸索电子束的功率密度、扫描速度、衬底的温度和样品结构等因素对形成单晶硅薄膜质量的影响。实验取得了较好的结果,获得了20025m2的单晶区。     

金刚石压砧内单晶硅高压折射率的椭偏测量

针对高压对顶砧入射角度受限、样品微小的特殊测量条件，设计原位椭偏测量系统，实现450～700 nm光谱范围的小角度椭偏测量。建立光学模型，获得2～9 GPa下单晶硅的折射率，发现单晶硅的折射率随压力增加而增大。与高压拉曼光谱的对比说明椭偏法原位监测材料光学性质变化的可能性。本文研究可为高压下材料的光学常数及其原位测量提供有益补充。