基于稳定固溶体团簇模型的无扩散阻挡Cu合金薄膜的成分设计

随着超大规模集成电路的发展,器件特征尺寸不断缩小,必然会出现Cu互连扩散阻挡层厚度无法进一步减小等瓶颈问题。因此,开发新型无扩散阻挡层Cu合金薄膜(Cu种籽层)势在必行。该新型互连结构在长时间的中高温(400~500℃)后续工艺实施过程中,需同时具备高的稳定性(不发生互扩散反应)和低的电阻率。基于此,首先综述了目前无扩散阻挡层结构的研究现状及问题,然后对基于稳定固溶体团簇模型设计制备的无扩散阻挡Cu-Ni-M薄膜的研究工作进行了梳理,通过多系列薄膜微观结构、电阻率及稳定性的对比,深入探讨了第三组元M的选择原则及其对薄膜热稳定性的影响。为进一步验证稳定固溶体团簇模型的有效性,对第二组元的变化进行了相关讨论。结果证实,选取原子半径略大于Cu、难扩散且难溶的元素作为第三组元M,薄膜表现出良好的扩散阻挡能力;当M/Ni=1/12,即合金元素完全以团簇形式固溶于Cu基体时,薄膜综合性能达到最优,能够满足微电子行业的要求。所有研究表明,稳定固溶体团簇模型在无扩散阻挡层Cu合金薄膜的成分设计方面十分有效,该模型也有望在耐高温Cu合金及抗辐照材料成分设计方面推广使用。     

Cu_x[Ni_3Fe_1](x=4～12)合金的组织演变北大核心CSCD

研究了Cu-Ni-Fe系列合金中组织结构演变及其对性能的影响。本文固定Ni∶Fe原子比为3∶1,连续改变Cu含量,设计制备了Cu_x[Ni_3Fe_1](x=4,7,9,12)系列合金,并利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、维氏硬度计、万能试验机、变温电阻仪对合金的表面形貌、物相结构、硬度、拉伸性能及电阻率进行了分析。结果表明:Cu_x[Ni_3Fe_1]合金中主要的强化方式是调幅分解;随着Cu含量的增加,调幅分解形成的富Ni-Fe逐渐减少,合金的抗拉强度、屈服强度以及硬度都呈减小的趋势;编织板条状的组织因排列密度高,表现出良好的耐蚀性;x为4、7和9的合金时效后有少量的γ'-Ni_3Fe析出相,对合金的硬度和拉伸性能影响不大,但γ'-Ni3Fe相在500℃左右会发生分解,导致电阻率略有下降;而x为12的合金时效后晶界上有大量α-Fe相析出。     

半导体Fe-Si非晶薄膜的成分解析及设计

β-FeSi2作为直接带隙半导体,具有较大的光吸收系数和较高的理论光(热)电转换效率,是一种理想的光(热)电材料。首先综述了目前β-FeSi2材料的研究及应用现状,为了回避单相β-FeSi2制备困难及失配等瓶颈问题,提出了制备具有相似性能的Fe-Si非晶薄膜是有效的解决方法。局域(近程序)结构是决定非晶性能的主要因素,针对非晶薄膜成分、局域结构及性能的对应性研究至关重要。基于此,概述了在"团簇+连接原子"模型指导下,依据实验性能分区和团簇理论解析建立的Fe-Si非晶薄膜成分、局域结构及性能关联;概述了现有晶态和非晶态材料研究中添加元素的原子占位情况,并以此为基础讨论了多组元化对薄膜非晶形成能力及半导体性能的影响。结果证实"团簇+连接原子"模型对Fe-Si非晶薄膜局域结构解析及多组元化成分设计是十分有效的。通过精确成分设计可在较大成分范围内实现薄膜半导体性能可调,为廉价近红外探测和全太阳光谱覆盖提供良好候选材料。最后,展望了Fe-Si非晶薄膜的研究及应用前景。     

Cu_x[Ni_3Fe_1](x=4～12)合金的组织演变

研究了Cu-Ni-Fe系列合金中组织结构演变及其对性能的影响。本文固定Ni∶Fe原子比为3∶1,连续改变Cu含量,设计制备了Cu_x[Ni_3Fe_1](x=4,7,9,12)系列合金,并利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、维氏硬度计、万能试验机、变温电阻仪对合金的表面形貌、物相结构、硬度、拉伸性能及电阻率进行了分析。结果表明:Cu_x[Ni_3Fe_1]合金中主要的强化方式是调幅分解;随着Cu含量的增加,调幅分解形成的富Ni-Fe逐渐减少,合金的抗拉强度、屈服强度以及硬度都呈减小的趋势;编织板条状的组织因排列密度高,表现出良好的耐蚀性;x为4、7和9的合金时效后有少量的γ'-Ni_3Fe析出相,对合金的硬度和拉伸性能影响不大,但γ'-Ni3Fe相在500℃左右会发生分解,导致电阻率略有下降;而x为12的合金时效后晶界上有大量α-Fe相析出。     

Ti稳定N三元Cu合金薄膜

由于铜不能渗氮,所以普通的表面硬化方法不能用于提高铜的表面硬度。本文通过添加能够稳定N的合金元素Ti,研究含氮Cu合金薄膜的稳定性以及硬度,探索提高Cu表面硬度的有效方式。利用磁控溅射的方法将不同Ti、N含量的Cu膜溅射到单晶Si(100)基体上进行微结构、硬度以及电阻率的研究,结果表明加入Ti 确实可以使N以钛氮化合物的形式稳定存在于Cu薄膜中,且合金薄膜的硬度比纯Cu膜（~3.5 GPa）有了很大的提高,特别是Cu80.2Ti9.8N10.0薄膜即使在400℃/1h退火后硬度依然高达5.4 GPa。Ti、N含量高的Cu81.2Ti9.9N8.9薄膜的电阻率（~660 μΩ?cm）比Cu88.5Ti4.3N7.2的电阻率（~123 μΩ?cm）要高得多,但是两薄膜的硬度却相差不大,都约为5.2 GPa,由此可见,薄膜中并不是Ti、N含量越高性能越好,因此应该合理控制薄膜中的Ti、N含量。     

含氢四面体非晶碳膜的制备与结构及力学性能EI北大核心CSCD

采用化学气相沉积法制备具有优异力学性能的含氢四面体非晶碳膜有望满足工业应用的要求。通过自主设计的等离子体增强化学气相沉积实验系统制备含氢四面体非晶碳膜,并对其微观结构与力学性能进行研究。随着偏压从-200 V增加到-500 V,薄膜硬度和弹性模量先增加后减少,最大达到34.0 GPa和282.0 GPa。压应力随着偏压的变化表现出相同的变化趋势。与传统等离子体增强化学气相沉积方法相比,自主设计的等离子体增强化学气相沉积系统制备的碳膜硬度和弹性模量明显提升,碳膜sp3含量(摩尔分数)超过62.3%,制备出的碳膜具有典型的含氢四面体非晶碳膜特征,而非含氢碳膜,主要是由于水冷射频双螺旋电极与平板电极结合增强了粒子的轰击和离化率,提高了薄膜sp3含量。这为在工业中应用制备高硬度和弹性模量的含氢四面体非晶碳膜提供了可能。     

基于稳定固溶体团簇模型的含氮铜合金薄膜

目的制备结构和性能稳定的含氮铜合金薄膜,提高铜合金的硬度。方法基于稳定固溶体团簇模型在Cu-Ni基合金成分设计方面的研究,进一步利用Nb与N相对较大的负混合焓以及Ni的作用,将N带入Cu中,达到稳定N的目的。采用磁控溅射方法在N2/Ar比为1/30的气氛中制备了Si(100)基Cu-Ni-Nb-N四元合金薄膜和参比样品,并通过电子探针、X射线衍射仪和透射电子显微镜分别分析了薄膜的成分、结构和膜-基界面,采用双电测四探针测量仪和超轻微载荷努氏硬度计测量了薄膜的电阻率和硬度。结果与Cu(N)薄膜相比,四元合金薄膜具有更好的结构稳定性和更高的硬度。溅射态时,四元薄膜由铜的纳米柱状晶和少量NbN组成,硬度均在5 GPa左右。550℃/1 h退火后,薄膜致密度好,部分N能以NbN化合物的形式稳定存在于薄膜中,大部分薄膜的硬度在3 GPa以上,并且具有较好的导电性。结论采用稳定固溶体团簇模型选择固氮元素,能够制备出综合性能较好的含氮铜合金薄膜,为其进一步用于铜及其合金的表面改性奠定了基础。     

积极心理学融入大学生日常思想政治教育探析

大学生群体是新时代社会主义社会发展中的活跃因子,其思想认知和心理健康状态将进一步影响教育形态 改革和社会发展。积极心理学的理念和方法可以服务于思想政治教育工作,为高校的思想政治教育带来新的转变。积极心 理学更多地关注人积极的力量,从新的角度发现人的积极潜能和品质,通过培养大学生的积极心理品质、提升个体积极情 绪体验,并与大学生日常思想政治教育相融合,构建积极的教育氛围、营造积极的教育环境、坚持积极的教育理念,从而促 进大学生有效地自我成长,实现自我价值。     

大学生网络心理健康教育的困境与突破路径

网络在给人们的工作学习生活带来便利的同时,也引发了诸多负面影响。大学生因过度和不当使用网络,导 致出现网络成瘾、网络犯罪、消极心理等问题,受到社会广泛关注。当前,大学生网络心理健康教育面临教育合力未形成、 滞后于大学生实际需求、缺乏师生互动形式、教育方式简单化等多重困境。为此,需要从内容、形式、模式和方法等多个方 面完善和创新大学生网络心理健康教育路径,促进大学生形成自尊自信、理性平和、积极向上的健康心态。