三维尖晶石Li_4Ti_5O_(12)纳米丝网状电极的构置与电化学性能

首次采用电纺丝技术结合高温退火成功地构置了含尖晶石Li4Ti5O12的纳米纤维丝三维(3D)网状结构,并测量了三维电池的充放电性能。X射线衍射谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电池循环性能测试等方法表征纤维丝3D结构和电化学性能。研究结果表明了Li4Ti5O12纳米丝的零应变特性、构建的3D阵列的结构稳定性和在大电流密度下较好的充放电性能。显示了Li4Ti5O12可作为3D电池的电极材料。

聚焦离子束溅射刻蚀与增强刻蚀的性能研究

利用聚集离子束(F IB)对小线度下(≤3μm)的溅射刻蚀与增强刻蚀的性能进行了实验和分析。通过对硅和铝的刻蚀实验,研究在溅射刻蚀与增强刻蚀方法下刻蚀速率、蚀坑形貌与离子束流大小的关系。实验发现,铝和硅的刻蚀速率与刻蚀束流近似成线性关系;束流增大到一定程度后由于束斑变大及瞬时重淀积的作用,刻蚀速率曲线偏离线性。使用卤化物气体的增强刻蚀,硅和铝的刻蚀速率得到不同程度地提高。根据蚀坑形貌与束流大小的关系分析,发现瞬时重淀积是影响小线度刻蚀质量的主要因素。增强刻蚀大大减小了蚀坑的坑璧倾角,而坑底倾斜问题需综合考虑。

聚焦离子束辐照对MOS晶体管性能的影响

聚焦离子束(Focusedionbeam)系统现在被广泛应用于大规模集成电路的修补中,FIB辐照对器件性能的影响受到广泛的关注。研究了两种栅尺寸的NMOS晶体管(20μm×20μm和20μm×0.8μm)在不同辐射剂量作用下的阈值电压变化情况,发现在辐射后的阈值电压都发生了明显的漂移,辐照后的晶体管阈值电压在室温环境下静置数日后有约30%的恢复,而在退火条件下阈值电压几乎完全恢复。文中从理论上对电离辐射引起阈值电压的漂移予以解释,使实际的电路修补工作最优化,从而确保器件在修补后的可靠性。

静电纺丝法制备氧化锰纳米丝电极及其电化学性能

利用静电纺丝技术成功制备了60~80nm的氧化锰纳米纤维丝,并构建了三维纳米丝网状结构电极,应用于锂离子二次电池.使用扫描电子显微镜、X射线衍射、循环伏安和电池充放电等研究手段,表征了纳米纤维丝的结构和电化学性能.研究结果发现：氧化锰构建的纳米丝在嵌锂和脱锂的过程中没有出现纳米纤维丝的结构塌陷问题,在高能量密度下表现出较大的可逆循环容量,放电容量达到160mAh/g.经过50次循环后,容量可达132.5mAh/g,平均每次循环的容量衰减在1%以下.这些结果表明了氧化锰纳米纤维丝可作为三维锂离子电池中的阴极材料.

聚焦离子束无掩膜注入单晶硅离子浓度深度分布的研究

随着聚焦离子束(focusedion beam,FIB)无掩膜微细加工能力的迅速发展,结合精确定位能力,FIB已成为新型且出色的纳米制造工具.对FIB无掩膜注入单晶硅衬底的注入效果与离子束流、注入剂量的关系进行研究发现,以固定能量注入的离子,当注入剂量恒定,离子浓度随深度的分布与离子束流大小无关;当离子束流恒定,注入离子的表面浓度随注入剂量的增加而增加,但是由于FIB注入的同时会刻蚀材料表面,注入剂量达到饱和值后,会造成材料一定程度的减薄.

聚焦离子束在精细加工中引起损伤的分析

微分析技术已经成为微电子产业发展的重要技术支撑,FIB(focusedion beam)结合了精细加工技术和微分析技术,具有在亚微米线度上的微细加工和高分辨率成像的能力,成为强有力的TEM(transmission electron microscope)制样工具以及电路修补的有力工具.同时,FIB辐照对样品结构的损伤以及器件性能的影响受到广泛的关注.为使实际FIB的工作更优化,更有针对性,从而确保不同器件在FIB加工后的可靠性,从研究FIB辐射对材料结构的损伤入手,针对两种不同类型的晶体管(常规工艺NMOS晶体管和埋沟工艺PMOS晶体管),进行了FIB辐照下的电学性能对比.较常规工艺的NMOS晶体管,埋沟工艺的PMOS晶体管在跨导和迁移率等参数的变化情况与前者相似,但是在阈值电压变化,辐照损伤修复方面,后者显示出独特的性能.