硅基多孔氧化铝薄膜中的裂纹

我们利用硫酸阳极氧化硅基铝膜成功地制备了多孔型硅基氧化铝模板。通过HRTEM观察 ,我们发现氧化铝薄膜中主要存在 3种类型的裂纹 :界面裂纹、孔底裂纹和孔壁裂纹。其中界面裂纹呈波浪型 ,其走向平行于硅铝界面 ;而孔底裂纹则基本垂直于硅基表面。由于铝膜中缺陷 (如晶界、位错、空位等 )的影响 ,铝膜腐蚀氧化中体积膨胀具有不均匀性 ,所以局部应力集中并释放是造成这两种裂纹的根本原因。另外 ,裂纹产生使得局域腐蚀面积增大 ,从而造成局域溶液浓度迅速下降 ,这使得局域孔的生长速率变慢。这一效应和应力的共同作用将影响孔的形状并使得有些孔停止生长。我们认为这是孔自组织排列的一个可能机制。值得注意的是孔底裂纹作为原子扩散的通道 ,使得孔底物质和下金属电极层可以穿过氧化铝绝缘层经由扩散而形成的这一金属原子富集区而导通 ,这一结构特征为利用硅基多孔氧化铝模板原位合成高有序度低维纳米量子器件提供了重要保证。

铝的多孔阳极氧化自组织过程结晶度依赖特性

电子束蒸发在硅衬底上的多晶铝膜多孔型阳极氧化得到的多孔列阵排布与体材料单晶 铝氧化结果比较，有序度存在很大差异，导致这种差异的原因，除了氧化时间、应用电压、电解液等 电化学参数外，新引入的结晶度将作为一重要因数影响自组织过程．结晶度的影响主要反映在晶粒 间界区域相比于晶粒内部存在的铝原子浓度和阳极氧化反应速度涨落，这种涨落将通过干扰孔底 电场的分布，对自组织过程产生微扰，由于微扰具有实时和随机性质，将使铝膜阳极氧化不再象体 材铝那样，可以通过单一延长时间来最终改善孔排布的有序度．

硅基底电子束蒸发铝膜阳极氧化特性

研究了硅衬底上电子束蒸发铝膜 ,在 H2 SO4 水溶液中阳极氧化形成硅衬底多孔氧化铝复合结构的过程 .硅衬底电子束蒸发铝膜的阳极氧化过程主要由多孔氧化铝的生长、氧化铝生长向氧化硅生长的过渡和氧化硅生长三个阶段构成 .硅衬底多孔氧化铝复合结构的透射电子显微镜观察表明 ,在硅衬底上形成了垂直于硅表面的氧化铝纳米孔 ,而孔底可形成 Si O2 层 .有序结构多孔氧化铝的形成不依赖于铝膜的结晶状态 ,而是由阳极氧化过程的自组织作用所决定的 .实验表明将多孔氧化铝制备工艺移植到硅基衬底上直接形成硅基衬底多孔氧化铝复合结构是可行的 。

InN薄膜的退火特性

对InN薄膜在氨气氛下的高温退火行为进行了研究.利用XRD,SEM和XPS对样品进行了分析.结果表明,InN薄膜的结晶质量和表面形貌并不随退火温度单调变化.由于高温退火时N原子的挥发,剩下的In原子在样品表面聚集形成In颗粒.当退火温度高于425℃时,In原子的脱吸附作用增加,从而导致样品表面的In颗粒在退火温度高于425℃时逐渐减少.XRD和SEM结果表明In颗粒密度最高的样品具有最差的结晶质量.这种现象可能是由于In颗粒隔离了其下面的InN与退火气氛的接触,同时,金属In和InN结构上的差异也可能在InN中导致了高密度的结构缺陷,从而降低了InN薄膜的结晶质量.

三维连续结构Li_4Ti_5O_(12)/石墨烯纳米复合材料:制备和其锂离子电池超长循环性能(英文)

利用具有三维连续纳米孔结构的热剥离石墨烯为骨架制备Li4Ti5O12/石墨烯纳米复合材料。通过乙醇挥发法在热剥离石墨烯的纳米孔道内引入前驱物,进一步高温热处理,在热剥离石墨烯的孔道内原位形成Li4Ti5O12纳米粒子。利用复合材料作为锂离子电池电极材料。电化学反应过程中,热剥离石墨烯的三维连续结构确保了Li4Ti5O12纳米粒子与石墨烯在长循环过程中的有效接触。因此,复合材料表现出优异的循环稳定性。在5C下,5 000次循环后,其容量保持率高达94%。

p沟道锗/硅异质纳米结构MOSFET存储器及其逻辑阵列

采用巴丁 (Bardeen)传输哈密顿方法 ,数值计算了 p沟道锗 /硅异质纳米结构存储器的时间特性 .由于台阶状隧穿势垒和较高价带带边的作用 ,这种新型的存储器单元可以同时实现器件的快速编程和长久存储 ,具有优异的存储特性 .以 2× 2逻辑阵列为例说明了这类存储器单元组成逻辑电路的设计原理 .研究结果表明 :这种器件可以作为在室温下工作的性能优异的非易失性存储器单元 ,有望在将来的超大规模集成电路中获得应用 .

汽车覆盖件逆向工程中的若干关键技术探讨

介绍了汽车覆盖件逆向工程中的若干关键技术 ,诸如 ,三座标测量技术、曲面拟合技术、曲面重构技术、曲面光顺。

低温冷风技术在铲齿磨削中的应用

传统铲齿磨削通常是干式磨削,其在铲磨过程中经常由于磨削区温度过高而导致刀具烧伤,使得刀具表面质量下降,进而影响刀具的使用性能。本文通过采用低温冷风技术,对成型铣刀进行了铲磨加工。试验结果表明,在铲磨过程中加入低温冷风能有效降低磨削烧伤,提升刀具的耐用度。

锗量子点超晶格的光学特性

对自组装生长的Ge量子点超晶格样品进行了光荧光谱 (PL谱 )和拉曼散射谱 (Raman谱 )实验测量研究 .对Si的TO发光峰和Ge的发光峰特征进行了深入讨论 ,通过对变温PL谱的拟合及分析提出了对Ge量子点尺寸和其电子有效质量一种新的测评方法 ;首次在非共振Raman模式下观测到低频声子模 ,研究了样品的结构组份、应变及声子限制效应间的关联性 .

复合量子点MOSFET结构存储器的电路模拟

本文采用准经典近似的MonteCarlo方法对复合量子点MOSFET结构存储器的等效单电子电路进行了模拟 .研究结果表明 ,由于台阶状的复合隧穿势垒的作用 ,存储器的存储时间特性可得到极大提高 .我们进一步研究了N沟道锗 /硅复合量子点MOSFET结构存储器的时间特性 ,得到其存储时间可长达数年 ,同时写擦时间可分别为 μs和ns量级 。

在MOCVD系统中用预淀积In纳米点低温下合成生长InN

利用低压金属有机化学气相淀积(LP-MOCVD)系统,在(0001)蓝宝石衬底上采用预淀积In纳米点技术低温合成制备了立方相的InN薄膜。首先以TM In作源在蓝宝石衬底表面预淀积了一层金属In纳米点,然后在一定条件下合成生长InN薄膜。X射线衍射谱(XRD)和X射线光电子发射谱(XPS)显示适当的预淀积In不仅能够促进InN的生长,同时还能够抑制金属In在InN薄膜中的聚集。原子力显微镜(AFM)观察表明,金属In纳米点不仅增强了成核密度,而且促进了InN岛的兼并。自由能计算表明预淀积的In优先和NH3分解得到的NH与N基反应生成InN。我们认为这种优先生成的InN为接下来InN的生长提供了成核位,从而促进了InN的生长。

低温冷风对铲齿磨削表面残余应力的影响

传统铲齿磨削通常为干式磨削,在其铲磨过程中由于磨削深度的加大,导致刀具表面产生微裂纹,影响刀具的使用性能.通过在铲齿磨削加工中应用低温冷风技术,对成型铣刀进行了铲磨加工,观察研究了其磨削烧伤和表面残余应力的情况.利用X射线衍射法对其磨削表面的残余应力进行了检测,试验结果发现,在铲磨过程中加入低温冷风能有效地减轻刀具表面烧伤,减小刀具的热塑性变形,改善刀具表层的残余应力,提高刀具表面质量.

基于锗硅异质纳米晶的非易失浮栅存储器的存储特性

利用自组织生长和选择化学刻蚀方法在超薄SiO2隧穿氧化层上制备了渐变锗硅异质纳米晶,并通过电容-电压特性和电容-时间特性研究了该纳米结构浮栅存储器的存储特性.测试结果表明,该异质纳米晶非易失浮栅存储器具有良好的空穴存储特性,这是由于渐变锗硅异质纳米晶中Ge的价带高于Si的价带形成了复合势垒,空穴有效地存储在复合势垒的Ge的一侧.

SiNx薄膜的制备、结构及其光学性能表征

本文使用电子回旋共振等离子体化学气相沉积方法制备了非化学计量比的SiNx薄膜,使用红外光谱、拉曼光谱和紫外可见光谱等对SiNx薄膜的结构和光学性质进行了研究.结果表明,SiNx薄膜中随着Si:N原子比的增加,Si-N的红外伸缩振动从890cm-1波数向820 cm-1波数移动,拉曼光谱中出现了较明显的波数为480 cm-1的非晶硅的TO声子峰;实验发现,使用NH3作为前驱体所制备的膜中较N2具有更低的H含量;SiNx薄膜的光学带隙和折射率可以通过前驱体的流量比进行调制,实验结果表明光学带隙随着Si:N比率的增加而明显降低,从5.0 eV变化到2.5eV,而折射率则从1.9变化到2.2左右.

非挥发浮栅存储器用PtAu纳米颗粒单层膜的制备

将Langmuir-Blodgett(LB)膜等化学方法应用于非挥发浮栅存储器制备工艺中.采用反相微乳液方法合成的分散良好的PtAu纳米颗粒粒径约为5 nm,并应用LB膜方法在存储器隧穿氧化层上制备了PtAu纳米颗粒的单层膜.采用SEM对LB膜的表面形貌进行观测,研究了表面压对成膜质量的影响,结果表明在表面压为15 mN/m时可获得密度为1011cm-2均匀分布的PtAu纳米颗粒单层二维阵列,可应用于非挥发性金属纳米颗粒浮栅存储器,并成功拓展了LB膜等化学方法的应用范围.

微晶硅薄膜的等离子增强化学气相沉积生长特征

本文采用27.12 MHz等离子增强化学气相沉积(PECVD)技术制备了氢化微晶硅薄膜材料,通过Raman散射谱、X射线衍射、扫描电子显微镜、原子力显微镜和傅立叶变换红外谱等表征方法研究了生长条件参数对薄膜结构及生长速率的影响,对薄膜的生长机制进行了讨论,特别分析了孵化层形成和演化、以及对晶化率、柱状晶粒生长的作用特征.实验测量分析表明,在薄膜生长的初期阶段,形成一个嵌入大量小晶粒的非晶孵化层,并随着薄膜厚度的增加其非晶成份减少,晶化率不断提高,晶粒开始长大并结聚成团,形成大的晶粒,沿生长方向上形成横向尺寸为百纳米级的柱状晶粒.红外透射谱的结果证实2 100 cm-1附近吸收来源于位于晶界区或微孔内表面团簇化的SiH键的吸收.同时,适当的等离子能量在薄膜生长过程中有利于抑制氧的影响.目前的研究加深了对薄膜PECVD生长过程和生长机制的理解,有利于加强对太阳电池用的硅薄膜形态和质量的控制.

Fe掺杂对Mn_(50)Ni_(41-x)Fe_xSn_9合金的相变、磁热效应和交换偏置效应的影响

通过电弧熔炼的方法制备了Mn_(50)Ni_(41-x)Fe_xSn_9合金(x=0,2,4)。采用X射线衍射、综合物性测试系统、振动样品磁强计对合金的晶体结构、相变、磁热效应和交换偏置效应进行了研究。结果表明,随着Fe含量的增加,马氏体转变温度逐渐降低,马氏体居里温度逐渐增加。Fe的加入使材料马氏体相变附近的磁化强度的变化增加,从而使其具有较大的磁热效应。另外,Fe的加入使材料的交换偏置场逐渐降低,这可以用Fe掺杂导致的铁磁交换作用的增强来解释。

纳电子器件的少电子输运性质及应用

在介绍纳电子器件基本输运理论基础上,着重分析量子点结构器件模型,讨论了量子点上能级分立和电子填充的各种情况,以及电子自旋的影响,特别强调了纳米限制系统中局域态电子和非局域态电子相互作用特征。综述了目前纳电子器件的研究进展及其应用。