原子层/分子层沉积技术及其在半导体先进工艺中的应用

原子层沉积是一种气相沉积薄膜的技术,基于表面化学饱和吸附的连续自限反应的机理,薄膜沉积过程可以在各式各样的基底上实现原子级的保形性生长。凭借这一优势,原子层沉积成为半导体先进工艺制程中的重要技术,为实现原子级尺寸和精度的器件工艺提供了重要技术支撑。与传统的化学气相沉积和物理气相沉积不同,原子层沉积在低生长温度下制备的薄膜具有良好的台阶覆盖率、原子尺度上厚度的精准可控性和成分均匀性。分子层沉积是一种类似于原子层沉积的气相沉积技术,它可以精确控制所制备聚合物薄膜的厚度和组成,且同样具有优异的保形性,是一种制备聚合物薄膜的新兴技术。本文首先介绍了原子层沉积的技术原理和特征,然后结合原子层沉积的特征优势列举了原子层沉积在半导体先进工艺制程中应用的例子,包括用于制备高k介质层材料、籽晶层材料、扩散阻挡层材料、间隔层材料、水汽阻隔层材料。后续介绍了分子层沉积技术原理和原子层/分子层沉积组合技术制备的无机-有机杂化薄膜在介电材料和水汽阻隔材料中的应用,最后进行了总结并指出原子层沉积和分子层沉积技术将在芯片器件高端工艺中扮演越来越重要的角色。

红细胞形态的步进演化:维持细胞稳态的关键在于膜骨架与磷脂双分子层的平衡

目的针对细胞不同行为,建立相应理论模型一直以来是细胞力学的一个重要研究领域。方法以红细胞变形为例,建立细胞形态演化的步进理论模型,进而揭示红细胞形态转化的机理。结果和结论目前,描述细胞变形的模型主要包括两个框架,一个是连续型框架,另一个是离散型框架。本研究基于离散型框架,分别对细胞膜骨架和磷脂双分子层进行建模。将细胞膜骨架关联到细胞的局部变形,包括膜骨架拉伸变形、膜骨架弯曲变形,以及膜骨架局部面积变化;将磷脂双分子层关联到细胞的整体变形,包括双分子层表面积变化、双分子层所围体积变化,以及双分子层间面积差的变化。然后,再将膜骨架与双分子层关联,发展一个完整的细胞变形模型,再采用步进方式,实现细胞形态在不同环境下的演化,完成膜骨架与磷脂双分子层的平衡。最后,采用所建立的步进演化模型,数值重现红细胞的口形-圆盘形-棘形间的形态转换。本研究所介绍的模型为理解细胞的力学行提供新视角,为相关疾病机理的研究提供理论基础,也为数值模拟细胞行为提供理论支持。

双分子层液膜法制备纤维素水基泡沫及其稳定性的研究

目的解决纤维素基泡沫制备过程烦琐、湿泡沫的稳定性差的问题。方法通过单因素试验,考察了十四醇(TDA)、阿拉伯胶(GAC)质量浓度对双膜气泡的稳定性的影响,在此基础上,采用泡沫成形法制备纤维素水基湿泡沫,通过探究合适的十二烷基硫酸钠(SDS)质量浓度、蔗渣原纤浆质量浓度和搅拌速率进一步提高纤维素水基湿泡沫的稳定性。结果TDA和GAC质量浓度分别为0.015 g/mL和0.010 g/mL时是制备双膜气泡的最佳条件。当SDS质量浓度为0.015 g/mL、蔗渣原纤浆(BF)质量分数为1.8%、搅拌速率为2000 r/min时,纤维素水基湿泡沫稳定性达到最佳。结论构建了稳定的纤维素水基泡沫,为纤维素基泡沫提供了一种简单、可行的方法。

用平板双分子层脂膜模拟研究锌离子跨细胞膜的传递过程

制备了氧化胆固醇-卵磷脂(脑磷脂)平板双分子层脂膜,研究了膜配方对双分子层脂膜的稳定性和离子传递性能的影响,得到了最佳制膜工艺,并建立了锌离子跨卵(脑)磷脂膜的吸附-扩散模型,其计算值与实验值基本吻合.

聚合物材料分子层次上力学问题的研究

基于原子力显微技术的单分子力谱法和光钳法可用于研究聚合物材料分子层次上存在的力学问题.包括聚合物分子链的强度、弹性性质及外力作用下的构象转变、分子间相互作用、聚合物分子的界面吸附以及聚合物表面的纳米粘弹性和纳米摩擦学等问题。

碳氟链与碳氢链表面活性剂的相互作用与混合单分子层结构研究

应用Ｌａｎｇｍｕｉｒ天平、ＬＢ技术、原子力显微镜（ＡＦＭ）与摩擦力显微镜（ＦＦＭ）研究不同类型的表面活性剂混合不溶膜的性质。提供它们的表面压－面积（π－Ａ）曲线和单分子层图象。结果表明Ｃ１８Ｈ３７ＳＯ３Ｎａ－Ｃ８Ｆ１７ＣＯＯＨ混合凝聚膜发生相分离，Ｃ１８Ｈ３７ＳＯ３Ｎａ形成六方微畴分布在连续的Ｃ８Ｆ１７ＣＯＯＨ相中；Ｃ１２Ｈ２５ＳＯ４Ｎａ－Ｃ１８Ｈ３７Ｎ（ＣＨ３）３Ｂｒ形成了相当均匀完整的混合膜；Ｃ１８Ｈ３７Ｎ（ＣＨ３）３Ｂｒ－Ｃ８Ｆ１７ＣＯＯＨ所成膜呈微不均匀状态。从热力学和分子动力学角度进一步研究了Ｃ１８Ｈ３７ＳＯ３Ｎａ－Ｃ８Ｆ１７ＣＯＯＨ混合凝聚膜体系的分子间相互作用特性。结果表明，碳氢链与碳氟链之间的ＶａｎｄｅｒＷａａｌｓ相互作用弱于两碳氟链之间的或两碳氢链之间的相互作用。这是碳氟链与碳氢链化合物互疏作用的根源。但是由此产生的能量差别不大，故如果两分子的其他基团间存在其他相互作用则这种互疏性将被掩盖而难以察觉。这正是造成在不同的碳氟链表面活性剂与碳氢链表面活性剂混合研究中有时得到混合胶团，又有时得到两种胶团的原因。

戊四氮急性癫痫模型齿状回分子层突触的可塑性变化

目的 :探讨戊四氮 ( pentetrazole,PTZ)急性癫痫模型大鼠齿状回分子层突触的可塑性变化。 方法 :采用PTZ诱发大鼠急性癫痫发作 ,采用透射电镜观察 ,对癫痫大鼠海马齿状回分子层内突触的密度、不同形式突触连接面的数量变化进行了研究。结果 :( 1 )PTZ后 3d ,大鼠海马齿状回分子层内突触密度明显下降 ,PTZ后 7d、1 4d ,突触密度则恢复到与对照组相似的水平。 ( 2 )与对照组及PTZ后 3d相比 ,PTZ后 7d ,笑型突触占突触总数比例明显减少 ,愁型突触所占比例明显增加。结论 :癫痫敏感性长期增强是癫痫长期反复发作的原因之一 ,而癫痫敏感性增强的时间出现于急性癫痫发作后

膜上相互作用对平板双分子层脂膜电性质的影响

以平板双分子层脂膜作为生物膜的简单模型 ,建立用平板双分子层脂膜电性质研究药物 -生物膜相互作用的方法。研究以具有典型特征的物质 -表面活性剂、自由基、金属手性配合物与平板膜的相互作用引起膜电性质的规律性改变 ;重组人B型血红细胞膜与溶液中抗B单克隆抗体发生特异相互作用时 ,膜电阻快速下降 ,下降的速率与加入的抗体量成正相关。在研究发生在平板膜上的典型反应的基础上 ,通过对膜电性质的监测和分析 ,从而确认平板双分子层脂膜能够成为研究药物 -生物膜相互作用和药物跨膜渗透的有力工具。

双分子层脂质膜的特性及其应用

双分子层脂质膜 (BLM )具有生物细胞膜的生物兼容性 ,是固定生物活性物质的理想材料 ,因此其在生物医学研究和生物传感器的研制领域具有广泛的应用前景。介绍了BLM的特性及其修饰 ,评述了双分子层脂质膜系统在生物医学应用和生物传感器开发方面的最新进展 ,展望了双分子层脂质膜系统应用的发展趋势。

超晶格分子层中的键能和平均键能的研究

本文基于LMTO-ASA能带计算中的交叠球近似,提出一种计算超晶格中分子层的成键态能量E_b、反成键态能量E_s和平均键能E_h的方法.研究GaP、Si构成(GaP)_1(SiSi)_1(001)前后,其界面附近的E_b、E_s和E_h值的变化情况.得出异质结界面两侧平均键能E_h相互“对齐”的数值结果,讨论了“对齐”的机制等有关问题.

蟾毒灵对脂质体双分子层结构的影响:^(31)PNMR研究

应用31 PNMR方法研究了蟾毒灵 (BF)对脂质体双分子层结构的影响 .研究结果表明对于未经超声波处理的卵磷脂 (PC) ,BF对磷脂双分子层膜具有稳定作用 .另一方面 ,当PC经过超声波处理后 ,首次观测到纯PC的双分子层膜转变为胶束或微胞 ,后者的比例随着超声波处理的时间的增加而增加 ;而BF的存在可加速PC由双分子层结构向胶束相的转变 .

多阴离子的有机金属化学研究Ⅱ——α-Keggin阴离子的三芳基锡超分子层柱配合物的合成、表征及反应机理

用α－Ｋｅｇｇｉｎ杂多阴离子ＸＷ１２Ｏｎ－４０与三芳基氢氧化锡Ａｒ３ＳｎＯＨ反应，合成了四个三芳基锡杂多配合物｛［Ａｒ３Ｓｎ（ＣＨ３ＣＨ２ＯＨ）］＋ｎ［ＸＷ１２Ｏ４０］ｎ－｝·ｘＨ２Ｏ，通过元素分析、红外、核磁共振、Ｘ射线粉末衍射等手段对其进行了表征，提出了该类三维层柱超分子配合物的结构模型，并探讨了反应机理．

用粗粒化分子动力学方法研究蜂毒素与磷脂双分子层的相互作用

为了了解蜂毒素的生物活性机理,采用粗粒化分子动力学模拟方法研究了蜂毒素在水环境中的性质以及与多种磷脂双分子层膜的相互作用.结果表明:无论是在水环境还是在磷脂双分子层中,蜂毒素都能形成聚集体.在每个聚集体中,蜂毒素分子之间的相对位置不断变化,会在蜂毒素分子之间形成无特定形状的空隙,从而在膜内产生暂时的孔洞或者跨膜通道.蜂毒素分子的N端和C端带正电荷的残基与磷脂膜带负电荷的磷脂头之间的静电相互作用是蜂毒素发挥功能的关键因素.

吸附在Au(100)、Au(110)和Au(111)表面的CTAB双分子层的结构和动力学性质的分子模拟(英文)

金纳米棒的各向异性生长常被认为是由于金表面吸附溴化十六烷基三甲基铵(CTAB)双分子层导致的。利用密度泛函理论(DFT)研究溴离子在(100)、(110)和(111)3种金表面上可能的吸附位点,根据它构建金表面CTAB双分子层模型,再利用分子动力学模拟方法研究这种烷基链互相交错排布的双分子层的结构。此外,动力学性质研究表明外层CTAB有着明显的横向扩散现象,而在法向上则出现上下起伏振动。相比较而言,在(111)表面上的双分子层结构的横向扩散和法向涨落更加显著。用外层单个CTA+脱离双分子层所需要的能量表征金表面CTAB双分子层的稳定性。结果表明(111)表面的CTAB双分子层的稳定性弱于其他两种金表面上的CTAB双分子层。认为这是因为(111)表面上的CTAB双分子层的排布密度相对较低,导致它相对于其他两种表面的双分子层有更高的扩散性和较低的稳定性。这可能是金纳米颗粒倾向于沿(111)表面生长的原因。

实际气体的多分子层吸附

本文提出用Lennard—Jones势描述气体分子间的相互作用,应用物理力学理论研究吸附.推导出实际气体的吸附等温方程式,并指出当忽略分子间相互作用时,它就变成BET吸附等温式.同时还给出等温吸附常数C的微观表观式.

SERS技术在金属固体表面上人工双分子层膜(BLM)基的生物和化学传感器研究中的应用

ＳＥＲＳ技术在金属固体表面上人工双分子层膜（ＢＬＭ）基的生物和化学传感器研究中的应用方炎胡凤霞林书煌（首都师范大学综合技术研究所北京１０００３７）ＴｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＳｕｒｆａｃｅ┐ＥｎｈａｎｃｅｄＲａｍａｎＳｃａｔｅｒｉｎｇ（ＳＥＲＳ）...

磷脂酰乙醇胺双分子层膜低能电子散射的Monte Carlo模拟

基于“亲水层-疏水层-亲水层”模型,采用Monte Carlo方法模拟了低能电子束(能量E0≤900 eV)作用下,磷脂酰乙醇胺(PE)双分子层膜的电子散射,研究了PE膜散射电子(SEs)、背散射电子(BSEs)的深度与表面分布,BSEs、透射电子(TEs)的能量分布,以及SEs的能量沉积.研究表明,入射电子束能量E0越小,PE膜的TEs就越少,BSEs就越多,被PE膜吸收的电子就越多,BSEs图像的分辨率就越高;入射电子束能量E0越小,PE膜能量接近E0的BSEs就越多,能量接近E0的TEs就越少;PE膜亲水层的背散射能力明显高于疏水层;随着E0的增大,SEs在PE膜中的能量沉积密度增大,但沉积范围先增大,后减小.

肺表面活性物质分子层理论的研究进展

肺表面活性物质 (PS)最重要的功能是降低肺泡气液界面的表面张力。以前一直沿用单分子层理论解释PS如何降低表面张力 ,随着研究深入 ,发现许多现象不能用单分子层理论解释。近几年的研究结果提示 :①PS在气液界面形成的表面活性膜是由多层分子组成的 ;②表面活性膜极有可能呈液晶状态 ,当膜处于扩张状态时 ,主要表现为液态特征 ,而处于压缩状态时则具有晶体某些特征 ,其结构基础是PS大小聚体相互转化 ;③任何影响PS聚体转化因素皆可改变PS的表面活性。

用盐桥支撑双分子层脂膜模拟研究锌离子跨细胞膜输运

采用盐桥支撑技术制备镶嵌胆固醇的双分子层卵磷脂(脑磷脂)膜,用以模拟细胞膜。用正辛烷做溶剂,对不同卵磷脂(脑磷脂)与胆固醇配比进行制膜,膜的稳定性均超过100h。实验发现,纯脂质体不能输运重金属离子,胆固醇能输运重金属离子。胆固醇与重金属离子之间存在吸附作用,无化学反应。采用电化学工作站对双分子层脂膜的稳定性、离子通透性、双层膜中胆固醇对离子通透性的影响等进行了研究,并利用实验制备的双分子层脂膜模拟研究锌离子跨细胞膜的输运过程,建立了锌离子跨细胞膜的吸附-扩散模型,该模型计算值与实验值基本吻合。

用盐桥支撑双分子层脂膜模拟研究锌离子跨细胞膜输运

采用盐桥支撑技术制备镶嵌胆固醇的双分子层卵磷脂(脑磷脂)膜,对膜配方、双分子层脂膜的稳定性、离子通透性、双层膜中胆固醇对离子通透性的影响等进行了研究,得到了最佳制膜工艺,并利用实验制备的双分子层脂膜模拟研究锌离子跨细胞膜的输运过程,建立了锌离子跨细胞膜的吸附扩散模型,其计算值与实验值基本吻合。