射频磁控溅射制备掺Al的纳米Si-SiO_2复合薄膜及其光致发光特性

采用射频磁控技术和退火处理制备掺Al的纳米Si-SiO_2复合薄膜。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FT- IR)表征了薄膜的结构,组分和成键情况。掺Al在SiO_2中造成氧空位,使薄膜光致发光强度增强,并出现新的发光峰。退火温度对掺Al薄膜的光致发光的峰位和峰强有较大影响。

泡沫镍负载TiO_2和TiO_2/3Al_2O_3·2SiO_2薄膜的光催化性能

以泡沫镍为载体,3Al2O3.2SiO2作为过渡中间层,用溶胶-凝胶法在泡沫镍上负载锐钛矿相的TiO2薄膜,制成泡沫金属基的TiO2和TiO2/3Al2O3.2SiO2光催化材料,利用TG-DSC、XRD和FE-SEM等测试手段对其进行表征,用乙醛气体的光催化降解测试其光催化活性。研究表明:泡沫镍负载的TiO2和TiO2/3Al2O3.2SiO2薄膜均具有良好的光催化活性,其中,由于负载的3Al2O3.2SiO2过渡中间层增大了载体的比表面积,使负载光催化剂的活性位大大增加,因此,TiO2/3Al2O3.2SiO2薄膜的光催化活性较单一的TiO2薄膜有非常显著的提高。

Ge,Al共掺SiO_2薄膜的发光性能研究

用射频磁控溅射法制备Ge,Al共掺SiO2复合薄膜并以不同温度进行退火,得到具有特定光致发光性质的复合材料。经600℃退火的薄膜样品在260 nm谱线激发下,主要有398和494 nm发光峰。通过对样品的X射线衍射谱和X射线光电子能谱的测试,确定了薄膜的结构特征,同时对观察到的光致发光从理论上做了重点分析,认为双重配位的Si孤对中心和GeO色心中的三重激发态到基态(T1→S0)之间的辐射跃迁分别是产生414和398 nm发光峰的主要原因。实验结果表明,Al的掺入可能在GeO2晶粒中引入了新缺陷能级,从而产生494 nm这一特殊的发光带,同时Al的掺入也提高了398 nm发光峰的发光效率。

微量SiO_2对PI/Al_2O_3复合薄膜性能的影响

通过固定纳米氧化铝(Al2O3)的含量,改变纳米氧化硅(SiO2)的含量,制备一系列纳米SiO2含量不同的聚酰亚胺(PI)/Al2O3/SiO2复合薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)对复合薄膜的微观形貌和分子结构进行表征,结果表明纳米颗粒在PI基体中均匀分散,而且纳米颗粒的加入既不影响PI的分子结构又对聚酰胺酸的热亚胺化无影响。同时测试了薄膜的力学性能、击穿场强和耐电晕时间。结果表明,当纳米SiO2质量分数为0.5%时,复合薄膜的击穿场强和耐电晕时间分别为211.15 kV/mm、378 min,均优于纳米SiO2质量分数分别为0,0.1%,0.3%和0.7%的薄膜,并且其力学性能也较优异。

SiO_2薄膜改善Ti6Al4V合金恒温氧化行为的研究

介绍了用溶胶-凝胶/表面活性剂模板/添加剂的方法制备的SiO2薄膜对Ti6Al4V合金恒温氧化性能的影响.恒温氧化实验结果表明,制备的SiO2薄膜具有良好的抗恒温氧化性能.涂覆薄膜的试样表面形成了较薄的混合氧化膜.机理分析认为,该混合氧化物膜的生长机制由向内扩散的氧元素和向外扩散的金属元素控制.

SiO_2/Si衬底制备ZnO薄膜及表征

本文报道了利用脉冲激光沉积技术在热氧化p型硅衬底上生长ZnO外延薄膜。引入高阻非晶SiO2缓冲层,有效地降低了检测过程中单晶衬底对ZnO薄膜的电学性能影响。利用XRD,SEM,Hall和PL对其进行研究。结果表明,在衬底温度为500℃时,生长的ZnO薄膜具有优良的晶体质量,电学性能和发光性能。

稀土Pr对Al_2O_3-SiO_2(sf)/Al-Si复合材料力学性能的影响

本文研究几种稀土Pr含量的硅酸铝短纤维增强铝硅复合材料在常温及 2 0 0℃下的拉伸性能 ,并对Pr元素的影响机理进行了深入探讨。结果表明 ,添加Pr元素可提高复合材料的强度和塑性 ,而对复合材料高温性能的改善更为明显。但Pr含量有一定的范围 ,对室温性能有利的Pr含量在 0 2 %～ 0 3%左右 ,而在高温下 ,随Pr含量的提高 。

铒掺杂富硅热氧化SiO_2/Si发光薄膜的显微结构

利用金属蒸气真空弧 (MEVVA)离子源将稀土元素Er离子掺杂到富硅热氧化SiO2 /Si薄膜中。卢瑟福背散射 (RBS)和X 射线电子能谱仪 (XPS)分析表明 ,Er浓度可达原子百分数 (x)～ 10 ,即Er的原子体浓度为～ 10 2 1·cm-3 。XPS研究发现 ,随着Si注量增大 ,退火态样品表面硅含量增多 ,热氧化硅含量减少。反射式高能电子衍射 (RHEED)和原子灵敏度因子法 (AFM)研究表明 ,样品表面没有大量Er析出或铒硅化物形成 ,退火后表层中Si外延再生长、有针状微晶硅颗粒形成。在 77K及室温下 ,研究了Er掺杂富硅热氧化SiO2 /Si薄膜的近红外区 1 5

多层模型计算椭偏法测量的SiO_2/Si超薄膜厚度

采用不同的光学模型对厚度为6 nm,密度为2.2 g/cm3的理想SiO2薄膜理论曲线进行了拟合,得到了薄膜厚度的计算结果随所采取的薄膜密度变化的规律:选用更大的薄膜密度值进行拟合计算会得到更小的厚度结果,其趋势近似线性.参考GIXRR方法测量得到的薄膜物理结构的结果,给出了优化的拟合计算模型(薄膜密度为2.4 g/cm3、表面粗糙度为0.4 nm、界面粗糙度为0.3 nm),对于热氧化法制备的厚度小于10 nm的SiO2超薄膜,使用此模型进行拟合计算,可以得到比常规模型更为准确的厚度结果.采用优化的模型拟合了期望厚度为2,4,6,8,10 nm的SiO2超薄膜的SE实验曲线,得到的厚度结果分别为2.61,4.07,6.02,7.41,9.43 nm,与传统模型计算结果相比,分别降低了13.8%,10.3%,8.1%,7.3%和6.6%.

薄膜结构对Si/SiO_2 I-V特性的影响

用射频磁控溅射法制备了3种结构的Si/SiO2纳米薄膜,测定了薄膜的I-V特性.实验结果分析表明,薄膜结构是影响其I-V特性的主要因素.

热蒸发多孔Si/SiO_2薄膜的光致发光特性研究

本工作采用热蒸发法制备了多孔Si/SiO_2薄膜,利用拉曼、红外、XRD研究了薄膜的结构,SEM研究了表面形貌,使用光致发光(PL)谱对其发光特性进行了研究。结果表明,激发波长为325nm(2.88eV)时,样品的峰位分别在430nm(2.88eV)、441nm(2.81eV)、523nm(2.47eV)、554nm(2.24eV),激发波长为488nm时,峰位在570nm(2.18eV),采用施主态Si悬挂键≡Si 0位于2.81eV,受主态Si悬挂键≡Si-位于3.00eV处,引入SiOx(x小于2)和Si-O-Si缺陷态能级,能级分别为5.05eV和0.63eV,建立了Si/SiO_2薄膜的能隙态(EGS)模型,并讨论了其发光机制。

低温处理对Al_2O_3·SiO_(2f)/Al-10Si复合材料断裂性能的影响

对经 - 196℃× 10min低温处理前后的Al2 O3·SiO2f/Al 10Si复合材料的断裂强度、伸长率、断裂韧度进行了研究。结果表明 ,由于复合材料纤维及基体残余应力的变化 ,处理后 ,复合材料的断裂强度有所降低 ,而伸长率及断裂韧度有大幅度提高。

脉冲激光沉积法在SiO_2/Si衬底上生长c轴取向LiTaO_3薄膜

本文利用脉冲激光沉积法,系统研究了衬底温度和氧压对硅基LiTaO3薄膜质量及c轴取向性的影响,结果表明衬底温度和氧压对LiTaO3薄膜的c轴取向性及结晶质量有很大的影响,在650℃、30Pa时可以生长出高c轴取向LiTaO3薄膜。采用扫描电镜和原子力显微镜对最佳条件下制得薄膜的表面形貌进行了分析,发现薄膜表面光滑,晶粒尺寸均匀致密,薄膜表面粗糙度约为3.6nm。

nc-Si∶(Al_2O_3＋SiO_2)复合膜的制备及其热电特性

采用真空热蒸发技术在石英玻璃衬底上蒸镀约400 nm的铝膜,并在空气中580℃的条件下退火1 h。在退火过程中Al与石英中的SiO2反应形成纳米硅nc-Si∶（Al2O3＋SiO2）复合膜。利用X射线衍射（XRD）、拉曼散射（Raman）及扫描电镜（SEM）等方法研究了薄膜的结构特性。测得膜厚约为760 nm,估算出薄膜中纳米硅（nc-Si）的平均尺寸约为25 nm。实验发现该nc-Si∶（Al2O3＋SiO2）复合膜有热电特性,研究了其电阻率及Seebeck系数随温度（293-413 K）的变化关系,在293 K和413 K该薄膜的Seebeck系数分别约为-624μV/K和-225μV/K。

用Y_2O_3Al_2O_3SiO_2Si_3N_4钎料连接氮化硅复相陶瓷

研究了用Ｙ２Ｏ３Ａｌ２Ｏ３ＳｉＯ２Ｓｉ３Ｎ４ 钎料对氮化硅复相陶瓷的连接． 对连接界面进行ＳＥＭ、ＥＰＭＡ和ＸＲＤ分析．接头强度随着保温时间、连接温度的增加而逐渐增加． 在达到峰值后，连接强度逐渐降低．在ＹＡＳ钎料中添加氮化硅， 可以降低接头界面的热应力，改善接头强度． 微观分析表明：接头强度的变化主要与界面反应和界面孔洞损伤有关．

SiO_2/Si衬底上聚苯乙稀薄膜的退湿润过程观测

采用光学显微镜和原子力显微镜观测了光滑SiO2衬底上聚苯乙稀薄膜的退湿润过程.观测到成核退湿润过程为:初态时,在聚苯乙稀薄膜中出现随机分布的小孔,并且小孔随着时间的增加而逐渐变大,孔的尺寸的变化与时间成正比;终态时观测到聚苯乙稀小球在SiO2衬底上的蜂窝状分布,聚苯乙稀小球的分布与薄膜表面的缺陷密切相关.

Al/Si比对SiO_2-Al_2O_3-MgO系玻璃结构和性能的影响

SiO_2-Al_2O_3-MgO系玻璃因具备强度大、弹性模量高等优异性能而用作高模量玻璃纤维的制备。采用熔融冷却法制备了不同Al/Si比的SiO_2-Al_2O_3-MgO系基础玻璃,并研究了玻璃的结构和性能。红外光谱分析表明,玻璃网络结构由铝氧四面体[AlO_4]和硅氧四面体[SiO_4]相互连接而成。随着Al/Si比的增加,[AlO_4]含量保持不变,[AlO_6]含量逐渐增加。DSC分析表明,本系统玻璃的玻璃转变点T_g、成核温度T_x均随Al/Si比的增大而提高,玻璃的析晶倾向变强烈。热膨胀分析表明玻璃的热膨胀系数随Al/Si比的增大呈现先增大后减小的趋势。物理及机械性能测试结果如下:随Al/Si比的增大,密度、弹性模量均随之不断增大;而弯曲强度和维氏硬度则是持续降低。

Al掺杂半导体Mg_2Si薄膜的制备及电学性质

采用磁控溅射方法和热处理工艺在Si衬底上制备了不同Al质量分数的Mg_2Si薄膜,研究了不同Al质量分数对Mg_2Si薄膜结构及其电学性质的影响。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和四探针测试仪对Al掺杂Mg_2Si薄膜的晶体结构、表面形貌和电学性质进行表征和分析。结果表明:采用磁控溅射技术在Si衬底上成功制备了不同Al质量分数的Mg_2Si薄膜,样品表面表现出良好的连续性,在Mg_2Si(220)面具有择优生长性。随着质量分数的增加,结晶度先增加后降低,晶粒尺寸减小,且在Al质量分数为1.58%时结晶度最好。此外,样品电阻率也随着Al质量分数的增加逐渐降低,表明Al掺杂后的Mg_2Si薄膜具有更好的导电性,这对采用Mg_2Si薄膜研制半导体器件有着重要的意义。

薄膜厚度对Si基SiO_2薄膜力学性能的影响

为了研究薄膜厚度对Si基SiO_2薄膜力学性能的影响规律,利用纳米压痕技术及有限元模拟方法对不同厚度的Si基SiO_2薄膜材料进行测试,分析了不同厚度薄膜的硬度及弹性模量等力学性能,讨论了不同压深膜厚比对不同厚度薄膜弹性恢复率的影响,并在试验的基础上,建立了有限元模型,模拟了不同厚度薄膜在相同压深下的载荷位移关系,分析了薄膜的弹性恢复性能。结果表明:SiO_2薄膜越厚其弹性模量越小,而薄膜的硬度在薄膜较薄时压痕的尺寸效应更明显,并利用模拟进一步分析得出薄膜越薄弹性恢复性能越好。

热退火γ-Al_2O_3/Si异质结构薄膜质量改进

采用高真空 MOCVD外延技术 ,利用 TMA( Al( CH3) 3)和 O2 作为反应源 ,在 Si( 10 0 )衬底上外延生长γ-Al2 O3 绝缘膜形成 γ-Al2 O3/ Si异质结构材料 .同时 ,引入外延后退火工艺以便改善 γ-Al2 O3 薄膜的晶体质量及电学性能 .测试结果表明 ,通过在 O2 常压下的退火工艺可以有效地消除γ-Al2 O3 外延层的残余热应力及孪晶缺陷 ,改善外延层的晶体质量 ,同时可以提高 MOS电容的抗击穿能力 。