EA-HFCVD 沉积纳米金刚石膜的光致发光分析

采用电子辅助-热丝化学气相沉积法(EA-HFCVD)在硅片上沉积出晶粒尺寸为30nm的均匀金刚石膜。生长过程中,预先加6A偏流生长1h,然后在0.8kPa条件下,无偏流生长3h。光致发光谱中存在4个发光中心分别位于1.682eV,1,564eV,1,518eV和1.512eV的发光峰。1.682eV处发光峰源于衬底硅原子掺杂于膜中引起的缺陷;其他发光峰源于金刚石晶格振动声子。光致发光强度越大对应的缺陷密度越大,从而降低了场发射域值电场强度,其关键可能源于金刚石膜电导型晶界。     

射频等离子体沉积类金刚石膜微结构的表征

利用傅里叶变换红外光谱仪和X射线激发的CKLL俄歇谱的一次微分表征了类金刚石(DLC)膜的微结构。指出在高离子能量轰击和低CH_4压强下所形成的DLC膜内以sp~3C-C键为主,并且sp~3碳成分随V/Pa~(1/2) 增加而增加,与退火温度从200℃ 到800℃无关,DLC膜具有好的热稳定性。DLC膜密度研究指出:膜密度与沉积参量和基底材料有关。     

InP(100)与(111)面的特征能量损失谱

用能量为300eV的入射电子测量了InP(100)与(111)面的电子能量损失谱,识别了能量损失为15.2eV的峰对应于InP的体等离子体损失,11.7eV和8.7eV 的两个峰分别由In的体和表面等离子体损失所引起.用费米能级以上1.8 eV和 4.0eV处存在两个空态.解释了19.3eV、20.2eV、22.7eV,3.8eV和 6.0eV 几个损失峰分别对应于从In 4d芯能级和价带到上述空态的跃迁.In的体和表面等离子体损失峰的存在说明表面形成了In岛.根据同纯In样品损失谱强度的比较,估计了表面In岛所占的面积.表面In岛是氩离子刻蚀所造成,经过退火,In岛所占面积缩小,但厚度增大.InP(100)表面形成的In岛比(111)表面更不易消除.     

Mo和Ta的有效电子能量损失函数

在用Monte Carlo方法模拟电子与物质相互作用过程时，常用Mott截面描述电子与原子的弹性碰撞，而用介电函数理论描述电子的非弹性散射。Penn利用光学能量损失函数Im{-1／ε（q=0，ω）}外推法获得了描述动量转移不为零的能量损失函数Im{-1／ε（q，ω）}。该介电函数主要描述由于体激发而引起的能量损失，但当入射电子能量降低，或电子掠入、出射时，电子在表面区域会引起较强的表面电子激发模式，在电子能量损失谱中对应特征的能量损失，如表面等离子体激元峰，故常用的光学能量损失函数不适于描述电子的表面激发行为。     

电子能量损失谱在类金刚石碳膜结构表征中的应用

本文先介绍了类金刚石碳膜的结构特点及电子能量损失谱的原理和分类;然后着重评述了近年来电子能量损失谱在类金刚石碳膜(及有些金刚石膜)结构表征中的应用;同时也讨论了类金刚石碳膜经某些后处理后其能量损失谱的变化特征。     

辐射与物质作用本质的新观点——Ⅱ.辐射时间的本质

本文将物质—辐射作用时间称为辐射时间。本文首次给出了辐射时间的数学定义: 单光子过程:t=2/v(σ/π)~(1/2) (1a) 同时多光子过程:t_1=2/v(σl_(1/1)/π)~(1/2) (1b)式中v为跃迁初态电子的均方根速率,σ(σ_1)为跃迁截面,当发生共振时,跃迁截面取峰值σ_r(σ_(lr)),即共振截面,相应的辐射时间为共振时间t_r(t_(lr))。在引入了自发辐射截面后,本文讨论了不同跃迁的辐射时间之间的关系。下面只讨论单光子过程。     

Pb/Si(001)系统界面反应的ELS研究

用可调探测深度电子能量损失谱(TRLS)及俄歇电子谱(AES)研究 Pb/Si(001)系统界面反应.结果表明:在室温下,Pb与Si发生相互作用、强烈互混,形成界面相,其厚度约(15±3)A,同时此相有确定的Pb/Si原子比,其根据是这个相有能量确定的、峰宽很窄的体等离激元峰,此峰能量为10.7eV,峰宽与Si的体等离激元峰相似.互混发生在氧污染很小的条件下,仅0.6ML 的氧就足以阻止互混的发生,形成陡变的无相互作用的 Pb/Si 界面.     

微波ECR-MP-CVD制备α-Si:H膜的光学性能

介绍了用 ECR-MP-CVD 方法在室温条件下,淀积α-Si:H 膜的光学性能,其光能隙 Eg 随工艺条件改变而不同,Eg 值在1.72～1.92eV 之间。给出了微波功率对膜层光电导率(σ_(ph))和暗电导(σ_d)的影响,低功率下制备的样品具有高阻特性,高功率下制备的样品具有低阻特性,光敏性能都较好,σ_(ph)/σ_d 比值达4～6个数量级。     

In_(1-x)Al_xSb外延层的E_1和E_1+Δ_1的光调制反射光谱研究

首次用光调制反射光谱的实验测量方法,在～10K下对In_(1-x)Al_xSb(0≤x≤0.55)外延层的光跃迁E_1和E_1+△_1及其谱线展宽ω,进行实验测定。由测定结果,得到对E_1和E_1+△_1的弯曲参数分别为0.752eV和0.723eV。     

砷化镓和磷化金铟在0.5～6.2eV之间的光学性质

我们在0.5～6.2eV的光谱范围内测量了室温下砷化镓和磷化铟的垂直入射的反射光谱。由反射光谱中反射峰的位置可以确定砷化镓和磷化铟中的光跃迁,与光吸收实验得到的结果符合很好,砷化镓中2.95eV和3.18eV的反射峰是L_3~1→L_1跃迁,出现两个峰是由于自旋轨道耦合引起L_3~1能级的分裂。在5.17eV的反射峰是X_4→X_1跃迁。磷化铟中3.07eV的反射峰是Γ′_(25)→Γ_(15)跃迁,在5.12eV的反射峰是X_4→X_1跃迁。在浓掺杂N~     

黑色组织对直流电弧等离子体喷射金刚石自支撑膜光学、热学性能的影响

利用直流电弧等离子体喷射化学气相沉积法进行不同质量的金刚石厚膜的制备。金刚石膜用倒置荧光显微镜(OM)、高分辨电镜(HRTEM)、电子能量损失谱(EELS)、拉曼谱(Raman)进行表征,同时测量了不同质量金刚石膜的红外透过率和热导率。研究结果表明,黑色组织主要是金刚石膜中的夹杂物,成分主要是非晶碳和杂质氮。对于光学级透明金刚石膜,具有很高的红外透过率和热导率,黑色组织的存在明显降低了金刚石膜的质量,对金刚石膜的红外透过率和热导率的影响非常显著。     

SiO_2基质中包埋纳米晶Si光电性质的模拟计算

采用第一性原理方法,研究了SiO2基质中包埋纳米晶Si的电子结构及光学性质。结果表明:位于约1.7eV的吸收峰是–0.59eV能级上的电子向由价键畸变产生的1.2eV能级跃迁的结果。纳米Si粒中含不饱和键的Si原子的p轨道对可见光区光的吸收有主要的贡献。同时由于这些缺陷引入的能级使价带、导带在Fermi面发生交叠而表现出导电性。     

香蕉型液晶的电子结构计算和电激发特性

用舒克紧束缚法计算了一种新型香蕉型液晶1,3-phenylene bis [4-(4′-nonyloxy) phenyliminomethyl] benzoate 的电子结构,结果表明: LUMO和HOMO的能量差别主要是受到香蕉型液晶的中心核、桥键(-COO-)的影响,而烷基尾对香蕉型液晶电子结构的影响不大;在6种可能跃迁中,只有能量最低的两种(π→π*, n→π*)在200~800 nm可见光范围内是经常发生的.对于这种香蕉型液晶,电子激发主要发生在4.0 eV (310 nm)和 1.7 eV (730 nm)处.     

一种双光子量子光学模型的混沌行为

本文提出了一种新的双光子量子光学模型,其哈密顿量为: H=1/2hω_0S_z+hω(a~+a+1/2) +hλS_x(a~2+a~(+2))研究了该模型的混沌行为。结果表明,该模型在不加扰动或调制项时,就存在着混沌演化行为,以正的李亚普诺夫指数和功率谱的宽峰及强噪声背景为     

双波泵浦量子阱子带共振跃迁的非线性光学性质

设计了组分为Al_(0.5)Ga_(0.5)As/GaAs/Al_(0.2)Ga_(0.8)As阶梯形量子阱结构,其导带子带能级可与中红外双波长CO_2激光器的泵浦光光子能量共振.计算了此量子阱对两束泵浦光的二阶非线性差频系数χ_(DFG)~((2))及三阶非线性系数χ_(ω1)~((3))和χ_(ω2)~((3))的表达式;在导带分别为抛物线形和非抛物线形两种条件下,对比研究了三个非线性系数随两束泵浦光波长的变化.χ_(DFG)~((2))、χ_(ω1)~((3))和χ_(ω2)~((3))随两束泵浦光波长λ_(p1)和λ_(p2),都是呈现出先增大后减小的变化趋势,对应不同泵浦波长,存在一个峰值;相比于导带为抛物线形,在非抛物线条件下三个非线性系数随短波长的泵浦光λ_(p1)的变化出现"红移"现象,而随长波长的泵浦光λ_(p2)的变化峰值位置基本相同;由量子限制效应导致的两种导带情况下子带能级变化,即与泵浦光光子共振条件发生变化,是出现"红移"的原因;而峰值数值上的差异,主要由量子阱子带能级间的跃迁矩阵元和两种导带条件下不同的能级差决定.     

合成金刚石膜用的各种淀积技术的比较

合成工艺方式淀积的膜层质量和类型使用的基片/(需要核化 优点 缺点加强处理) 化学气相淀积(CVD):(1)热丝 厚度为1000— Si,Mo(用金 CVD 5000A的很薄的 刚石/SiC刻痕 金刚石膜,表面 以加强成核能 粗糙,不透明 力)(2)电子辅助 不透明,膜的 Si和高熔点 CVD 表面粗糙,表 金属(无) 示是成团的多 晶金刚石 等离子辅助CVD:(1)微波辅助 CVD(2)远控等离子 辅助CVD薄的透明金刚石膜,膜层表面粗糙公开发表的可供评价膜的质量的数据很少(3)采用空心阴 透明膜 极的PACVD 物理气相淀积(PVD):(1)离子束淀积 光滑透明的 i—C膜(2)双溅射束(3)…     

介电函数及其在电子能量损失谱低能区分析的应用

一、前言:电子能量损失谱学(EELS或ELS)是研究电子激发的一次过程。一幅电子能量损失谱大致可分为三个区域:零损失区、低能损失区(5～50eV)和高能损失区(>50eV)。对各谱区进行细致的分析研究、可获得与样品化学成分或电子结构有关的信息。利用电子能量损失谱低能区研究固体的电子结构、引起物理和电子显微学界的关注。因为它不仅能提供固体的电子结构信息、还能在同一台仪器上研究固体的微区晶体结构、成分和形貌。但在电子能量损失谱5～50eV的低能区很难直接确定有关电子结构方面的信息。这是由于在该区等离子激发占主导地位、而外     

基于反射电子能量损失谱的Zn光学性质研究

本文首先通过分析低能电子的反射电子能量损失谱(REELS)获取了Zn的有效能量损失函数Imi-1/ωeff(ω)},进而借助Kramers-Krongig分析得到了Zn的介电函数和光学常数.该光学常数不是通常的体光学常数,包含了表面和体的两部分贡献.根据反射电子在材料内的穿透深度可知,用本方法计算出的Zn的光学常数适用于膜厚在10nm内的材料.     

SIMOX材料顶层硅膜中残余氧的行为

利用光致发光谱(PL)和二次离子质谱(SIMS)检测了不同退火条件下处理的SIMOX材料的顶层硅膜．实验结果显示,SIMOX顶层硅膜的PL谱有三个峰：它们是能量为1.10eV的a峰、能量为0.77eV的b峰和能量为0.75eV的c峰．与RBS谱相比,发现a峰峰高及b/a峰值比是衡量顶层硅膜单晶完整性的标度．谱峰b起源于SIMOX材料顶层硅膜中残余氧,起施主作用．SIMS测试结果显示,谱峰c来源于SIMOX材料顶层硅膜中的碳和氮．     

生长温度对类金刚石膜结构和发光性质的影响

使用脉冲激光沉积技术制备了系列无氢类金刚石薄膜,测量了样品的Raman光谱、光吸收光谱和光致发光光谱,研究了薄膜结构和光致发光性质与制备条件的依赖关系。结果表明,这种薄膜是由少量sp2键和大量sp3键组成的非晶碳膜。薄膜的光学带隙在1.68~2.46eV,发光在可见光区呈宽带结构。生长温度能够对类金刚石薄膜的结构和发光性质产生较大影响。当生长温度从室温升高至400℃时,sp2团簇的变大使C原子的有序度增强,从而导致薄膜的光学带隙变窄,发光峰红移且半高宽变小。