用VLS机制制备硅纳米线的生长阶段研究

在镀Ni的Si衬底上用硅烷高温分解的方法由VLS机制制备了硅纳米线，在不同的实验条件下研究了VLS机制生长的三个阶段：结晶阶段、共熔阶段和生长阶段，特殊条件下制备的处于结晶阶段的长度仅几十纳米的硅纳米线显示硅纳米线是从催化剂颗粒中长出来的，观察到的硅纳米线的生长过程说明VLS机制在纳米尺度仍然有效，可用于各种材料纳米线的制备。     

UHV／CVD外延生长锗硅碳三元合金的应变研究

用真高真空化学气相沉积方法,在Si(100)衬底上生长掺C高达2．2％的Si1-x-yGexCy合金薄膜,外延层质量良好。用高分辨透射电子显微镜,X射线衍射,傅立叶红外吸收光谱以及拉曼光谱对外层进行了检测,结果表明：替代位C的加入,9明显缓解了宏观上的应变,但在合金中仍存在着微观应变。     

铝硅共晶合金的生长—固液界面过冷共晶片间距和生长速度间的关系

本文对铝硅共晶生长过程进行了讨论,在此基础上对Jackson—Hunt公式进行了修正。在生长速度于10 m/s/～200m/s内变化时所提出的修正式同实验结果吻台得很好。对修正公式也进行了讨论。     

退火对UHVCVD外延生长锗硅碳三元合金的影响

采用傅立叶红外吸收光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）研究了超高真空化学气相沉积外延生长的Si1-x-yGexCy三元合金的热稳定性，在比较高的退火温度下（950度或以上），Si1-x-yGexCy中的替代位的C逐步形成SiC沉淀，减弱了应变的补偿作用，从而增大了合金中的应变，显示出不同于Si1-x-yGex的驰豫行为。     

用相场方法模拟Fe-C合金枝晶生长

采用相场法模拟了Fe-0.5%C合金等温凝固过程中单个枝晶和多个枝晶的生长,研究了过冷度、各向异性、界面厚度、晶体取向以及扰动对枝晶形貌的影响,获得了具有二次分枝的枝晶形貌,再现了枝晶生长过程及枝晶臂之间的竞争生长.模拟结果表明:凝固过程中存在溶质富集和枝晶偏析,枝晶主干溶质浓度最低,枝晶臂之间的液相浓度最高.随着过冷度的增大,枝晶生长加快且分枝发达;界面厚度直接影响枝晶的生长速度;各向异性影响枝晶的形态;晶体取向与坐标轴方向一致时枝晶优先生长;扰动的加入导致枝晶分枝的形成.     

不同衬底上沉积硅薄膜的固相晶化研究

本文用电化学腐蚀方法制备了多孔硅,并在多孔硅、石英、单晶硅片上用PECVD沉积了本征和P型硅膜,然后将硅膜分别用不同的温度和时间做固相晶化,借助Raman、SEM和XRD等手段对退火前后的硅薄膜微结构进行了分析研究。结果表明：单晶硅和多孔硅衬底上的非晶硅薄膜比石英衬底上的更容易晶化;具有硅晶格的衬底可以明显地起到种晶的作用,在一定条件下可以生长出晶格取向一致的硅膜。     

金属诱导生长多晶锗硅薄膜的电学性能研究

采用超高真空化学气相沉积与金属诱导相结合的方法生长多晶SiGe薄膜。530℃下,金属Ni先与SiGe反应生成Ni硅化物,直至Ni被完全消耗完,接着多晶SiGe薄膜在Ni硅化物上异质生长;首次制作了Al/PolySiGe/Ni Silicide肖特基二极管,对器件的I-V特性测试表明,采用这种结构制备的肖特基结在±1 V时,整流比可达到8 000,而在-2 V时反向漏电流只有10-7A,显示出很好的器件性能。     

相场方法模拟氙枝晶生长研究

基于相场方法对纯物质的凝固过程进行了二维数值模拟.以氙为例,展示了界面形貌的演化过程,研究了相场参数对枝晶界面形貌的影响.结果表明,随着过冷度值的增加,晶核由一圆核逐渐发展为发达的枝晶,相应的枝晶稳态尖端速度明显加快;随着耦合系数的增大,晶核由一圆核发展为细长的枝晶,枝晶的稳态尖端速度呈单调递增趋势,界面的稳定性逐渐变差.     

空气中热氧化电沉积Zn纳米晶制备一维ZnO纳米针及其生长机制与场发射效应的研究

在金属基板表面电沉积一层金属Zn纳米晶，将该纳米晶置于高温炉中，通过热氧化法成功制备了一维ZnO纳米针。研究了不同的热氧化温度因素对一维ZnO纳米针的制备及其形貌的影响。在本方法中，一维ZnO纳米针材料对应于初始电沉积层的Zn纳米晶颗粒，这与其他方法中ZnO的生长机制不同，可以认为本方法的ZnO的生长遵从自催化扩散机制。同时，研究了一维ZnO纳米针薄膜的场发射效应。     

反应自生复合(RSC)材料生长的EVLS机制提出与研究

本文提出反应自生复合(RSC)材料生长的Extended Vapor-Liquid Solid(EVLS)机制。以Al-2.96Mg-7.60Si为母材制备RSC材料,并运用光学显微分析、SEM及EPMA等技术手段,对EVLS模型进行了实验分析研究和验证。     

硅衬底上有序氮化铝纳米线阵列的生长

在450℃反应温度下,利用无水三氯化铝与叠氮化钠在25mL的不锈钢反应釜中直接反应,成功地在硅片衬底上制备了六方单晶氮化铝（h—AlN）纳米线有序阵列。这些纳米线呈长直线状,粗细均匀,直径约为100nm,长度均在几个微米以上。所有纳米线生长方向一致,而且与硅片衬底垂直。经过分析,纳米线由气液固机制生长而成.     

针尖状SiC纳米线的合成与机理分析

采用热蒸发硅的方法,于1650℃反应不同的时间,在聚丙烯腈(PAN)碳纤维上原位生长碳化硅纳米线。通过X射线衍射,场发射扫描电镜及透射电子显微镜分析和观察,发现制得的产物为β-SiC单晶纳米线,具有明显的针尖状头部,且呈放射状生长在碳纤维上,形成试管刷状阵列。基于在反应不同阶段所得到产物的不同形貌,结合对制备条件和制备原料的分析,提出不同于传统VLS机理的VL’S机理。     

热蒸发铜粉法制备硅纳米线的研究

研究发现,热蒸发铜粉即可在硅衬底上直接生长出硅纳米线.场发射电子扫描电镜和透射电镜分析表明,纳米线的形貌、结构及生长机制,随沉积区域的不同而变化.在高温沉积区,硅纳米线高度弯曲且相互缠绕,按气-液-固机制生长;在低温沉积区,高度定向生长的直硅纳米线,规整地排列在硅衬底表面,其生长机制是氧化辅助生长机制.     

硅酸铋（Bi12SiO20）晶体生长的研究进展

本文介绍了光折变晶体ＢＳＯ生长研究的国内外进展。对ＢＳＯ晶体生长方法、组分和结构缺陷表征、材料性能的改进等几个方面进行了综合评述。讨论了各种生长方法的优缺点以及阻碍ＢＳＯ晶体批量生产的几种因素。指出坩埚下降法在实现大尺寸优质ＢＳＯ晶体的批量生产方面已显示出优越性，它应该成为今后ＢＳＯ晶体生长研究的一个重要发展方向。     

光学干涉技术在晶体生长研究中的应用

利用光学干涉法对晶体生长过程中所引起的溶液折射率微小变化进行监测,分析所采集到的干涉图像,可得出与光程差相关的溶液浓度场及温度场的精确分布、晶体微观形貌变化及溶液对流等信息,对晶体生长机理研究有重要的意义.回顾了干涉技术测量晶体生长参数的基本原理,同时综述了近年来干涉技术在晶体生长研究中的应用及发现,并分析了该技术在晶体生长研究领域中的发展方向.     

Pb2MoO5单晶的坩埚下降法生长

本文报道了Pb2MoO5单晶的坩埚下降法生长工艺.按照精确的化学计量比进行配料,应用高温固相反应合成Pb2MoO5多晶料;在晶体生长过程中,控制炉体温度于1050～1070℃,调节固液界面温度梯度为30～40℃/cm,按照0.6～1.0 mm/h的下降速率,通过改进的坩埚下降法生长出透明完整的Pb2MoO5单晶;应用X射线衍射、差热分析、透射光谱等方法进行了单晶基本性质的表征.X射线衍射分析证实该晶体为单斜晶系,DTA/TG曲线表明该晶体在958℃一致熔融,高于此温度熔体组分出现严重挥发,该晶体在可见光波长范围具有良好的光学透过性,其吸收边位于370 nm波长附近.     

二氧化钛/钛酸盐纳米粉体的晶体生长机理研究进展

二氧化钛/钛酸盐纳米材料的晶型、尺寸、形貌和微结构等特征对物理化学性能有着至关重要的影响。晶体生长过程包括晶型转变和形貌演化等行为。本文综述了近年来在二氧化钛/钛酸盐纳米粉体材料晶型与形貌的控制合成工作中, 材料晶型转变和形貌演化行为方面的研究进展。对奥斯特瓦尔德规则、奥斯特瓦尔德熟化机制、柯肯达尔效应和定向附着生长模式等重要的机理进行了阐述, 并将晶体生长机理应用于二氧化钛/钛酸盐纳米粉体材料的合成过程中。不仅利用上述晶体生长机理解释了不同晶型、不同形貌二氧化钛/钛酸盐纳米粉体材料的生成原因, 并且利用晶体生长机理指导二氧化钛/钛酸盐纳米粉体材料晶型与形貌的控制合成工作。     

微细线材微型电阻焊技术研究进展

随着微机电系统、电子元件、医疗器件不断向小型化和高性能方向发展,微细线材的微型电阻焊工艺应用越来越广泛和重要。从微型电阻焊的原理和主要工艺参数出发,综述了近些年来国内外微细线材微型电阻焊技术的研究状况,重点总结了工艺、连接机理和焊接过程数值仿真方面的研究进展,同时介绍了该技术在电子封装和医疗器械领域的应用。最后展望了该领域未来的主要研究方向和发展前景。微型电阻焊设备的开发、焊接工艺机理的研究、异种金属材料的焊接、焊接仿真模型的构建和焊接过程的质量监控仍是当下及未来的研究热点。     

Silicon nanowire growth on glass substrates using hot wire chemical vapor deposition

We report here, the first observation of silicon nanowire growth via the VLS route at 400 °C using the HWCVD technique with gold (Au) as catalyst. The supersaturation of the alloy droplet, due to a large flux of atomic silicon generated due to efficient dissociation of the silane over the hot wire, leads to the precipitation of Si nanowires. The hot wire process plays a dual role in the entire nanowire growth. Firstly, the atomic hydrogen generated from the hot wire leads to the formation of the metal nanoclusters. Secondly, it offers a continuous supply of silicon atoms enabling efficient diffusion of Si into the Si-Au eutectic alloy leading to the growth of dense silicon nanowires as observed in the SEM. The Raman and TEM data show that the Si nanowires are amorphous in nature. Precise tuning of the hot wire CVD process parameters gives rise to a high density of silicon nanowires having diameters as small as 50 nm and lengths of about a few microns.     

MCZ硅单晶反型杂质含量研究

利用范德堡－霍尔测量方法对ＭＣＺ硅单晶的反型杂质含量进行了对比测量，所得结果表明，ＭＣＺ硅单晶的反型杂质含量低于ＣＺ硅单晶约半个数量级之多，文中还提出了一种适合于大指范德堡－霍尔测量的接触电极制备方法－选择扩散法，并给出了确保测量方法带来影响的扩散结深与样品厚度比值上限ｘｊ／ｄ＝０．０１。测量过程中应用了有限尺寸接触电极修正理论。