离子注入制备GaAs:Mn薄膜的性质研究

采用高能离子注入的方式,在半绝缘性的GaAs衬底中掺杂引入Mn离子制备了磁性半导体.借助于X-射线衍射仪(XRD)进行了结构分析,没有发现新的衍射峰,并运用高分辨率X射线衍射仪(HR-XRD)分析了Mn离子注入后衬底(004)峰的微小变化.根据原子力显微镜的结果发现,注入后的样品表面没有发生明显的变化.通过使用超导量子干涉仪SQUID进行变温分析,在所分析范围内M-T曲线存在拐点,但其所对应的铁磁性转变温度低于室温.     

经钨离子束处理的H13钢的表面结构和成分研究

采用由金属蒸汽真空弧离子源(MEVVA)引出的强束流脉冲钨离子对H13钢进行了离子注入表面改性研究.注入剂量为3×1017cm-2,引出电压为48kV,平均束流为15μA*cm-2.利用卢瑟福背散射谱(RBS)测量了注入表面的成分,借助X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)考察了注入表面的氧化情况及微观结构.研究发现,钨离子注入H13钢能减轻其表面铁元素的氧化;钨元素在其表面的原子百分比可达28%左右,并根据能带论确定了注入样品中钨和铁元素的电子结构.     

注入剂量对300℃下Mn+注入p型GaN薄膜的结构和磁性影响

在(0001)面的蓝宝石衬底上用低压MOCVD法生长p型GaN外延层.对p型GaN薄膜用180keV的Mn 离子注入进行磁性粒子掺杂,注入时GaN薄膜处于300℃,注入剂量分别为5.0×1015、1.0×1016和5.0×1016cm-2.对注入的样品在N2气流中进行快速热退火处理,温度为850℃,时间为30s.用超导量子干涉仪(SQUID)对样品的磁性进行了分析,在5.0×1015cm-2的注入样品中发现了较强的铁磁性;而1.0×1016和5.0×1016cm-2的Mn 离子注入样品中铁磁响应有所减弱.结合用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对在不同剂量下Mn 注入GaN薄膜的结构、形貌和成分的分析,揭示了不同剂量磁性离子注入给GaN薄膜带来的结构、形貌和相应的铁磁性变化规律,发现只有适当的注入剂量(5.0×1015cm-2)才有利于在300℃下用180keV的Mn 注入对p型GaN薄膜进行磁性离子掺杂.     

Mn注入 n型 Ge单晶的特性研究

采用离子能量为 100keV,剂量为 3× 1016cm- 2的离子注入技术,室温下往 n型 Ge( 111)单晶 衬底注入 Mn+离子,注入后的样品进行 400℃热处理.利用 X-射线衍射法 (XRD)和原子力显微 镜( AFM)对注入后的样品进行了结构和形貌分析, 俄歇电子能谱法 (AES)进行了组分分析,交变 梯度样品磁强计( AGM)进行了室温磁性测量.结果表明原位注入样品的结构是非晶的,热处理后 发生晶化现象.没有在样品中观察到新相形成. Mn离子较深的注入进 Ge衬底,在 120 nm处 Mn原子百分比浓度达到最高为 8%.热处理后的样品表现出了室温铁磁特性.     

纯铜表面纳米化对Ti离子注入的影响

为了改善金属材料表面的综合性能,将表面改性技术和纳米技术相结合逐渐得到了人们的重视.用金属蒸气孤(MEVVA)源离子注入机,将能量为40keV,剂量为2×1017iONS/cm2的Ti离子注入纳米纯铜中.利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、俄歇电子能谱(AES)对表层组织及注入浓度分布等进行了分析.研究结果表明,纯铜表面经过SMAT纳米化处理后,注入元素的浓度呈现高斯分布,与未处理的样品相比,峰值浓度提高了30%,注入深度达到160nm.     

电子束蒸发a-Si:Co薄膜的离子注入改性研究

用电子束蒸发技术制备非晶硅薄膜,不同剂量Co离子注入后真空退火改性.X射线衍射法分析了样品的物相变化特征,发现Co离子注入可诱导非晶硅结晶,有一优化注入剂量5×1016ions/cm-2,使晶化Si(111)峰最强.还测量了非晶硅薄膜电阻率,揭示薄膜电阻温度系数随Co离子掺杂浓度和退火温度改变的规律;在退火温度500℃,离子注入量5×1015ions/cm-2条件下,获得TCR系数高达-2.5%的薄膜材料.     

Mn注入n型Ge单晶的磁性研究

利用离子注入方法,以离子能量为100keV,剂量为3×1016cm-2,室温下往n型Ge(111)单晶衬底注入Mn+离子,注入后的样品分别在400和600℃氮气氛下进行热处理.利用交变梯度样品磁强计室温下对样品进行了磁性测量,利用X射线衍射法分析了样品的结构特性,俄歇电子能谱法分析了热处理样品的组分特性.磁性测试结果表明热处理后的样品表现出室温下的铁磁性.结合样品的组分、结构特征进行磁性分析后认为样品在热处理后形成铁磁性半导体MnxGe1-x结构可能是样品表现室温铁磁性的主要原因.     

离子束外延制备GaAs:Gd薄膜

室温条件下,用低能离子束外延制备了GaAs：Gd薄膜,X射线衍射(XRD)结果表明除了GaAs衬底峰没有发现其它新相的衍射峰,并借助于高分辨X射线衍射(HR-XRD)进一步分析了晶格常数的变化特点。俄歇电子能谱(AES)分析了样品表面的成分,及元素随深度的分布规律,在60nm深处元素的相对含量发生明显改变,运用原子力显微镜(AFM)揭示了样品表面的形貌特点。     

氮离子注入纯铁在人工模拟体液中的腐蚀性能研究

采用40kV的氮等离子体离子注入工业纯铁,注入剂量为7×1017ions/cm2,X射线光电子能谱(XPS)研究表面注入层元素的成分和价态,X射线衍射(XRD)分析注入层的物相转变,采用恒电位极化腐蚀试验研究了离子注入后材料在人工模拟体液中腐蚀行为.试验结果表明,氮离子注入能有效的改善纯铁在模拟体液中的耐蚀性,XRD和XPS分析发现,在试样表层形成较多的γ'-Fe4N化合物,有效的提高了材料表面的耐蚀性.     

电子束蒸发a-Si∶Co薄膜的离子注入改性研究

用电子束蒸发技术制备非晶硅薄膜,不同剂量Co离子注入后真空退火改性。X射线衍射法分析了样品的物相变化特征,发现Co离子注入可诱导非晶硅结晶,有一优化注入剂量5×1016ions/cm-2,使晶化Si(111)峰最强。还测量了非晶硅薄膜电阻率,揭示薄膜电阻温度系数随Co离子掺杂浓度和退火温度改变的规律;在退火温度500℃,离子注入量5×1015ions/cm-2条件下,获得TCR系数高达-2.5%的薄膜材料。