高分辨率钼/硅纳米多层膜TOF-SIMS和Pulsed-RF-GDOES深度谱的定量分析

飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)和脉冲射频辉光放电发射光谱(Pulsed-RF-GDOES)是两种重要的深度剖析技术,前者广泛应用于半导体工业的质量控制,后者主要应用于工业涂层及表面氧(氮)化层的分析。Mo/Si纳米多层膜由于其出色的反射特性被广泛应用于纳米光刻、极紫外显微镜等领域。本文利用原子混合-粗糙度-信息深度(MRI)模型分辨率函数,通过卷积及反卷积方法分别对Mo(3.5nm)/Si(3.5nm)多层膜的TOF-SIMS和Pulsed-RF-GDOES深度谱数据进行了定量分析,获得了相应的膜层结构、膜层间界面粗糙度及深度分辨率等信息。结果表明:GDOES深度剖析产生了较大的溅射诱导粗糙度,SIMS的深度分辨率优于GDOES。

蓝光过滤多层功能薄膜的遗传算法设计

目的设计出一种在380~455 nm波段具有高反射率,但在500~760 nm波段具有低反射率的多层薄膜结构。方法采用遗传算法,采取截断选择策略,并引入小生境技术,选择灵活性较好的容差型评价函数,通过改变目标反射率,使功能薄膜在可见光波段具有增透与增反两种特性。采用八层不同折射率材料交替结构,计算得出满足光谱特性要求的全局膜系结构参数。结果当材料为硫化锌和氟化镁,厚度为324、142、68、46、51、51、56、145 nm时,380~455 nm波长处的平均反射率高达88.54%,500~760 nm波长处的平均反射率仅为2.00%。由几种常用光学薄膜材料的不同搭配,发现材料的折射率差与两波段的平均反射率差呈现相同趋势。当两种材料的折射率差为0.92时,两波段的平均反射率差为86.54%。结论采用的遗传算法可以简单有效地对多层薄膜结构进行优化,为获得较为理想的蓝光过滤功能薄膜,应尽可能选择折射率差大的两种材料。

光学增透和增反多层膜的设计与计算

本文概括了四种常用的光学增透和增反多层膜结构的设计理念,如高低折射率交替设计、对称等效法、周期性薄膜设计、渐变式薄膜设计等。总结了计算多层膜光学特性的三种方法,包括递推法、菲涅尔系数矩阵法和特征矩阵法。利用MATLAB程序计算了三种方法典型的增透膜与增反膜的反射率,并且利用递推法,分别以薄膜厚度与折射率为自变量,计算了多层增透膜的反射率。

二元Pd-X与三元Pd-X-PdO (X = Ag, Au, Cu, Ni, Pt)合金表面偏析的研究

本文利用修正的Darken模型研究了二元Pd-X和三元Pd-X-PdO (X = Ag, Au, Cu, Ni, Pt)合金平衡及动态的表面偏析,利用Miedema模型计算了合金体系的偏析能和相互作用系数。通过模拟氧化物PdO与合金元素表面偏析的竞争,预测了氧化物PdO对Pd-X合金表面偏析的影响。这些结果为研究由偏析引起Pd基合金表面成分的变化提供了指导。

超薄合金薄膜表面与界面偏析宏观与微观模型的比较

本文通过比较基于宏观热力学参数的修正达肯模型(Modified-Darken model)和基于微观原子间相互作用参数的规则溶液断键模型(Regular solution broken bond-type model),将偏析热力学参数与原子间相互作用参数建立了直接的关联。修正达肯模型中的偏析能可表示为原子在表面/界面与体层之间的键能之差,而规则溶液断键模型中不同原子间的键能可通过修正达肯模型中的相互作用系数获得。修正达肯模型可描述从块体到超薄膜表面与界面动态和平衡态的偏析,而规则溶液断键模型则可描述应力作用下薄膜表面与界面平衡态的偏析。在修正达肯模型中引入应力项,可以更完美地描述合金薄膜材料中的偏析。利用修正达肯模型拟合偏析实验数据,获得的热力学参数可以用于检验规则溶液断键模型中原子间相互作用能的可靠性。本文以Cu-Al超薄合金属薄膜为例,分析了应力、薄膜原子间相互作用系数以及薄膜原子与衬底原子间相互作用对偏析的影响。