离子束溅射生长Ge纳米薄膜的表面形貌观察

采用离子束溅射技术并按正交试验方案生长了不同厚度以及在不同条件下退火的Ge纳米薄膜,用AFM图谱对薄膜的表面形貌进行了表征。结果表明厚度为2.8nm的Ge膜在600℃下退火10min,出现了高4nm、直径50nm左右的Ge岛,而10nm厚的Ge膜在720℃下退火120min,岛的数量较多且分布比较均匀。通过离子束溅射机理和沉积原子之间的扩散运动,对这些现象进行了较为合理的解释。

纳米Ge薄膜的制备及光致发光特性研究

采用直流磁控溅射技术在不同生长温度制备了一系列的Ge薄膜。应用拉曼散射、X射线衍射、光致发光等技术表征薄膜的结构。结果表明:Ge薄膜的结晶温度约为380℃,并且随着生长温度的升高,Ge的结晶性变好,晶粒长大;对不同尺寸Ge薄膜的光致发光研究表明:随着纳米Ge晶粒尺寸的减小,光致发光峰的相对强度逐渐增强,且发光峰位发生蓝移。用有效质量近似模型讨论了量子尺寸效应和介电限域效应对纳米Ge颗粒发光特性的影响。

磁控溅射SiGe异质结的薄膜分析

膜层生长不均匀是制备SiGe异质结的研究热点。采用射频磁控溅射方法,通过不断改变溅射时的实验参数,寻找能使Ge纳米薄膜在Si基片上均匀生长的溅射实验条件。实验中,在不同时间条件下分别制备了三种纳米Ge薄膜,通过原子力显微镜对其微观形貌的分析扫描,可以观察到纳米薄膜生长过程中的四个典型阶段,发现Ge/Si的共度生长取得了较好的结果,为SiGe异质结的进一步制备研究奠定了一定的实验基础。

Ge纳米结构的形貌与铁磁性研究

利用等离子体增强化学气相沉积技术制备了厚度不同的Ge薄膜,随着样品厚度的减小,样品表现出了室温铁磁性.厚度为12nm样品经过300C退火后,由于颗粒细化,颗粒之间的界面增加,界面缺陷增加,样品表现出最大的铁磁性(50emu/cm3).场冷却和零场冷却曲线测试表明居里温度约为350K.进行600C退火后,颗粒团聚,样品的铁磁性最小.当样品厚度进一步减小为6nm时,沉积态样品表现出铁磁性和顺磁性共存.对6nm厚的样品进行300C退火后,样品只具有铁磁性.进行600C退火后,样品却只具有顺磁性.12nm和6nm厚的Ge纳米结构薄膜随退火温度变化表现出不同的磁性规律,我们认为是由于样品的颗粒大小和颗粒分布不同造成的.样品越薄,Si基底与Ge薄膜之间的界面缺陷越明显,界面缺陷以及Ge颗粒之间的界面缺陷为样品提供了未配对电子,未配对电子的铁磁性耦合强度与样品颗粒的分布以及颗粒之间的结合有一定的关系.颗粒之间分散或颗粒之间的融合程度大都将会降低样品的铁磁性.