Mn／6H-SIC(0001)界面的同步辐射光电子能谱研究

本文利用同步辐射光电子能谱(SRPES)和X射线光电子能谱(XPS)对金属Mn在6H-SiC(0001)表面的生长模式和Mn/6H-SiC(0001)界面进行了研究。实验结果表明,常温下金属Mn在6H-SiC(0001)表面上表现为二维层状生长模式。随着金属Mn沉积膜厚的增加,样品表面金属性明显增强。沉积过程中,金属Mn并未与SiC衬底发生反应,界面间由于能带弯曲导致费米能级向下移动,并计算出肖特基势垒高度(SBH)大约为1.79eV。当沉积膜厚达到2nm后,样品于250℃退火导致金属Mn向衬底扩散,但未与衬底发生反应。样品于500℃退火后界面间形成Mn的硅化物。

MnO+SiC高温熔融直接还原冶炼微C-Mn-Fe的理论分析

本文对MnO+SiC+(CaO)高温熔融直接还原法冶炼微C-Mn-Fe的理论和技术进行了全面分析,进而确认MnO+SiC+(CaO)高温熔融直接还原的各项参数。经分析证实了用SiC做还原剂与MnO在高温下直接还原而制得优质的微C-Mn-Fe理论的正确性,工艺技术的可靠性。

高温下Mn对SiC/Cu界面反应和无压熔渗的影响

研究了SiC/Mn二元体系反应和SiC/Cu/Mn三元体系反应。评价了利用无压熔渗工艺构建SiC/Cu复合材料的可能性及其利弊。通过XRD和SEM分析,研究了反应过程中的生成物相及其微观形貌。结果表明:Mn和SiC在N2中发生反应,在SiC表面生成了MnSiN_2。SiC的分解随温度的升高而加剧。在1250℃生成的Si_3N_4和石墨C的量很少,而随温度升至1350℃而大幅增加。SiC/Cu/Mn三元体系在1250℃N_2气氛中反应相组成除SiC和Cu外,主要为MnSiN_2和少量Si_3N_4、Cu_3Si以及石墨C。当温度升高至1350℃时,SiC分解严重,Si_3N_4和石墨C大幅增加。纯Cu粉在Mn助渗剂作用下在1350℃实现对SiC骨架的无压熔渗。

Mn掺杂SiC基稀磁半导体薄膜的结构和磁性研究

目的从原子水平探究Mn掺杂SiC薄膜的磁性起源。方法采用射频磁控溅射技术制备不同掺杂浓度的Mn掺杂SiC薄膜,并采用X射线衍射技术、X光电子能谱、同步辐射X射线近边吸收精细结构技术、物理性质测试系统对薄膜的结构、组分和磁性能进行研究。结果晶体结构和成分分析表明,1200℃退火后的薄膜形成了3C-SiC晶体结构,且随着Mn掺杂浓度的增加,3C-SiC晶体的特征峰向低角度移动。在Mn掺杂浓度(以原子数分数计)为3%,5%,7%的薄膜中,掺杂的Mn原子以Mn2+的形式存在;而在9%Mn掺杂的SiC薄膜中,则有第二相化合物Mn4Si7形成。局域结构分析表明,薄膜中均不存在Mn金属团簇和氧化物,在3%,5%和7%Mn掺杂的薄膜中,掺杂的Mn原子主要以代替C位的形式进入3C-SiC晶格中,而在9%Mn掺杂的薄膜中,掺杂的Mn原子以C替位形式和Mn4Si7共存。磁性测试表明,制备的Mn掺杂SiC薄膜具有室温铁磁性,且饱和磁化强度随着Mn掺杂浓度的提高而增加。结论薄膜的室温铁磁性是本征的,磁性来源与掺杂的Mn原子以Mn2+取代SiC晶格中C位后导致的缺陷有关,符合缺陷导致的束缚磁极子机制。

过渡金属Mn对SiC薄膜的结构和光学性能的影响

采用射频磁控溅射的方法在Si衬底上制备了掺Mn的SiC薄膜,用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、扫描电镜及荧光光谱等方法,对薄膜的结构、表面形貌、化学键状态和光学性能进行了研究。结果表明:掺Mn使SiC晶格发生畸变,X射线衍射峰强度下降,Si-C键振动减弱;同时,由于掺Mn后提供了更多的Si空位复合发光中心,SiC薄膜在近带边414 nm处的室温光荧光峰增强为1.3倍。