六种木材的微波处理实验研究*

微波处理可以破坏木材的微观结构,有效提高木材的流体渗透性。为探究微波处理木材流体渗透性改善机理,同时为人工林木材的功能化改性研究提供理论依据,文章对杉木、落叶松、樟子松、毛白杨、泡桐及尾巨桉六种木材进行微波处理实验。从扫描电镜图片中可以看出,微波处理后,微波处理材会产生射线薄壁细胞之间或与轴向组织的胞间层处产生破坏、闭塞纹孔的打开、纹孔膜破坏、细胞壁破坏及内含物重新分布等变化。微观结构的破坏导致处理材力学性能下降。其中,微波处理后樟子松、杉木、落叶松、尾巨桉、毛白杨及泡桐的抗弯弹性模量(MOE)较处理前分别下降了31.1%、35.4%、45.6%、5.5%、24.4%和23.2%;抗弯强度(MOR)分别下降了38.4%、29.4%、67.2%、9.1%、34.0%和29.1%。同时,不同树种木材中不同的微观结构破坏形式造成处理材不同的吸水性测试结果。而根据微波处理材的吸水性及力学性能测试结果,可以选择适合用于微波处理后进行功能化改性处理的树种。     

热退火γ-Al2O3/Si异质结构薄膜质量改进

采用高真空MOCVD外延技术,利用TMA(Al(CH3)3)和O2作为反应源,在Si(100)衬底上外延生长γ-Al2O3绝缘膜形成γ-Al2O3/Si异质结构材料.同时,引入外延后退火工艺以便改善γ-Al2O3薄膜的晶体质量及电学性能.测试结果表明,通过在O2常压下的退火工艺可以有效地消除γ-Al2O3外延层的残余热应力及孪晶缺陷,改善外延层的晶体质量,同时可以提高MOS电容的抗击穿能力,降低漏电电流.     

太空生长掺Te-GaAs单晶的结构缺陷观测

本文用X射线、电子显微镜和电子束阴极荧光方法,对在太空中生长的掺Te-GaAs单晶材料的结构完整性进行了实验研究.在地面生长的掺Te-GaAs有明显的杂质条纹,而在太空生长的晶体杂质条纹消失;在太空和地面生长的交界处于空间材料一侧的中心部位,存在一个大约5μm宽的高完整区.远离中心部位,空间材料的完整性降低,出现了大量位错并伴有微缺陷.实验结果表明:在微重力条件下生长化合物半导体GaAs对在其中的杂质均匀分布有利.在太生长时出现的大量位错和微缺陷,并不是在生长时由于失重所致,而是在太空生长时温度失控所引起的.     

用离子自注入改善SOS单晶膜质量的研究

用炉退火和快速红外退火对经过Si离子注入的厚度为0.3—0.54微米的蓝宝石上硅膜(SOS)进行固相外延,并用离子背散射沟道技术和剖面电子显微技术研究其晶体质量的改善.用俄歇能谱结合Ar~+溅射剥层测量硅-蓝宝石界面宽度以估计界面处Al扩散的影响.炉退火和快速红外退火均可使外延膜特别是靠近界面处的晶体质量得到改善,其缺陷密度大大低于原生长膜中的缺陷密度.红外退火后界面宽度略有增加,但炉退火使界面宽度有显著增加.     

Al_xGa_(1-x)As_ySb_(1-y)/GaSb的LPE生长与性质研究

在GaSb衬底上用LPE法生长了晶格匹配的AlGaAsSb外延层。用室温光致发光和X射线双晶衍射分别测量了材料的禁带宽度和晶格常数,并与用内插法计算的结果进行了比较。用C-V和van der Pauw法测量了样品的电学参数。用激光喇曼散射和低温光致发光研究了材料的光学性质,观察到了类GaSb的LO模和类AlSb的LO模以及LO声子与等离子激元的耦合模L_-;对x=0.2,y=0.025的样品,由低温到室温的变温光致发光测量确定的禁带宽度的温度系数为-3.2×10~(-4)eV/K。此外对于晶格失配,P型的原因以及PL谱峰的展宽等问题进行了讨论。     

高温退火非掺杂磷化铟制备半绝缘材料

对液封直拉(LEC)非掺磷化铟(InP)进行930℃ 80h的退火可重复制备直径为50和75mm的半绝缘 (SI)衬底.退火是在密封的石英管内纯磷(PP)或磷化铁(IP)两种气氛下进行的.测试结果表明IP-SI InP衬底具有很好的电学性质和均匀性,而PP-SI的均匀性和电学参数都很差.在IP-SI样品的PL谱中出现与深缺陷有关的荧光峰.光激电流谱的测量结果表明:在IP气氛下退火获得的半绝缘磷化铟中的缺陷明显比PP-SI磷化铟的要少.并对退火后磷化铟中形成缺陷的机理进行了探讨.     

RF-MBE生长AlGaN/GaN极化感应二维电子气材料

用射频等离子体辅助分子束外延技术(RF-MBE)在C面蓝宝石衬底上外延了高质量的GaN膜以及AlGaN/GaN极化感应二维电子气材料.所外延的GaN膜室温背景电子浓度为2×1017cm-a,相应的电子迁移率为177cm2/(V·s);GaN(0002)X射线衍射摇摆曲线半高宽(FWHM)为6′;AlGaN/GaN极化感应二维电子气材料的室温电子迁移率为730cm2/(V·s),相应的电子气面密度为7.6×1012cm-2;用此二维电子气材料制作的异质结场效应晶体管(HFET)室温跨导达50mS/mm(栅长1μm),截止频率达13GHz(栅长0.5μm).     

C离子注入Si中Si-C合金的形成及其特征

利用离子注入和高温退火的方法在Si中生长了C含量为0.6%—1.0%的Si1-xCx合金,研究了注入过程中产生的损伤缺陷、注入C离子的剂量及退火工艺对合金形成的影响,探讨了合金的形成机理及合金产生的应变分布的起因．如果注入的C离子剂量小于引起Si非晶化的剂量,退火过程中注入产生的损伤缺陷容易与C原子结合形成缺陷团簇,难于形成Si1-xCx合金,而预先利用Si离子注入引进损伤有利于Si1-xCx合金的形成;但如果注入的C离子可以引起Si的非晶化,预先注入产生的损伤缺陷不利于Si1-xCx合金的形成．与慢速退火工艺相比,快速热退火工艺有利于Si1-xCx合金的形成．离子注入的C原子在空间分布不均匀,退火过程中将形成应变不同的Si1-x-Cx合金区域．     

GSMBE生长的用于研制HBT的SiGe/Si异质结材料

用GSMBE法生长了Si/SiGe/Si异质结构材料．采用双台面结构制造了SiGe/Si NPN异质结晶体管．在发射结条宽为4μm,面积为4μm×18μm的条件下,其共发射极直流放大倍数为75,截止频率为20GHz．给出了结构设计、材料生长和器件制作工艺．     

单晶硅中氢与辐照缺陷的相互作用

对NTD氢区熔单晶硅进行了不同温度下等时退火,采用Hall电学方法测量了电阻率、迁移率随退火温度的变化规律.利用红外吸收技术测量了单晶硅氢区熔退火前后及NTD氢区熔单晶硅不同退火温度下与氢、辐照缺陷有关的红外振动吸收峰变化,对辐照缺陷的退火行为进行了探讨.实验证实NTD氢区熔单晶硅在150～650℃范围内等时退火具有显著特点:在500℃下退火,出现电阻率极小值,即出现浓度很高的过量浅施主;P型向N型转变温度为400℃,迁移率恢复温度为500℃,载流子恢复温度为600℃,均明显低于NTD氩区熔单晶硅转型温度及迁移率和载流子恢复温度,这与氢积极参与辐照缺陷相互作用直接相关.