Si(100)衬底对ZnO纳米线阵列生长方向的控制作用

采用热分解ZnO粉末法,以Au为催化剂,在Si(100)衬底上外延生长了ZnO纳米线阵列。用扫描电子显微镜(SEM)分析表明:ZnO纳米线的直径在100nm左右,长度约3μm,与衬底表面的夹角约为70.5°,纳米线具有四个特定的倾斜方向A,B,C,D。X射线衍射(XRD)图谱上只有ZnO(0002)衍射峰,说明ZnO纳米线沿C轴择优生长。结合Si与ZnO的晶格结构特征,理论研究得出ZnO纳米线与Si基片的晶格匹配关系为:[0001]_(ZnO)∥[114]_(Si),[0001]_(ZnO)∥[■■4]_(Si),[0001]_(ZnO)∥[1■4]_(Si),[0001]_(ZnO)∥[■14]_(Si),失配度为1.54%。得出了Si(100)衬底对ZnO纳米线生长方向具有控制作用的结论。     

Si(100)和Si(111)衬底上的同质分子束外延

用超高真空电子束蒸发系统进行了硅的同质分子束外延.发现采用适当的表面化学处理方法,然后在超高真空中加热,可以在较低温度下(800—814℃)获得清洁和平整的有序表面.Si(100)和Si(111)的外延分别在520℃和714℃进行,外延膜的结构和电学特性良好.     

Si(111)和Si(100)衬底上磁控反应溅射制备AlN薄膜

采用射频磁控反应溅射法在Si(111)和Si(100)两种衬底上制备了AlN薄膜,用X射线衍射(XRD)对AlN薄膜进行了表征,研究了衬底Si(111)、Si(100)取向以及N2百分比对AlN(002)薄膜c-轴择优取向的影响。实验结果表明,Si(100)较适合生长c-轴择优取向AlN薄膜,而且N2百分比为40%时,AlN薄膜的c-轴取向最好,具有尖锐的XRD峰,此时对应于AlN(002)晶向。计算了(002)取向AlN和两种Si衬底的失配度,Si(111)面与AlN(002)面可归结为正三角形晶系之间的匹配,失配度为23.5%;而Si(100)面与AlN(002)面可归结为正方形晶系与正三角形晶系之间的匹配,失配度为0.8%,可以认为完全共格。理论分析和实验结果相符。     

AZO种子层朝向对ZnO纳米棒形貌和发光特性的影响

在水平管式炉中,采用热蒸发锌粉的方法,在镀有掺铝氧化锌(AZO)薄膜的石英基片上制备了大量高密度的ZnO纳米棒,AZO膜面分别正对和背对锌源。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪以及荧光光谱仪分析AZO膜面朝向对ZnO纳米棒的形貌、微结构及光学性能的影响。结果表明,不同朝向的AZO膜面上所生长的纳米棒具有相似的形貌和微结构。保温时间10min样品的氧空位的缺陷态发光为绿光,强度较强;保温时间15min样品的纳米棒长度较长、相对垂直衬底,其近带边发光较强,氧间隙的缺陷态发光较弱。正对锌源衬底上且保温时间15min样品的近带边发光最强,且缺陷态发光最弱。     

ZnO纳米棒的图形化生长及其场发射特性

介绍了用氢离子注入技术和阳极腐蚀方法在硼掺杂p-(100)型硅晶片上制备图形化的纳米硅(SiNC)薄膜工艺，并在这种图形化衬底上成功生长了图形化的ZnO纳米棒. 场发射测试表明制备的ZnO纳米棒具有良好的场发射性能，即具有较低的开启电场和阈值电场，较高的发射点密度.     

ZnO纳米棒的图形化生长及其场发射特性

介绍了用氢离子注入技术和阳极腐蚀方法在硼掺杂p-(100)型硅晶片上制备图形化的纳米硅(SiNC)薄膜工艺,并在这种图形化衬底上成功生长了图形化的ZnO纳米棒.场发射测试表明制备的ZnO纳米棒具有良好的场发射性能,即具有较低的开启电场和阈值电场,较高的发射点密度.     

在Si和Ge衬底上用分子束外延生长HgCdTe

在当前大规模红外焦平面器件的研制中,高性能器件的制备需要高质量、大面积、组分均匀的碲镉汞材料。衬底和外延材料的晶格失配导致了大量的位错增殖,严重影响红外焦平面器件的工作性能。本文对各种衬底进行了比较,并对Si基和Ge基上的外延碲镉汞材料的生长工艺及性能进行了调研和评价。     

热氧化法制备ZnO纳米棒及其结构表征

在无催化剂条件下,采用热蒸发Zn源,以N2为载气体,在SiO2衬底上反应沉积制备出单晶氧化锌纳米棒。XRD研究表明纳米棒为结晶完好的纤锌矿结构,并且为非定向生长,非定向生长的氧化锌纳米棒减弱了棒之间的屏蔽效应,表现出较好的场发射效果,为未来场发射电子器件的实际应用提供了可靠依据。     

LSAT(111)衬底上ZnO单晶薄膜的分子束外延生长

利用射频等离子体辅助分子束外延技术,在LSAT(111)衬底上制备高质量ZnO单晶薄膜.研究了衬底表面预处理及生长温度对ZnO外延膜的生长过程、外延取向关系以及表面形貌的影响.发现在较低温度下生长ZnO时,薄膜中容易形成30°旋转畴,而在较高温度下,可完全消除薄膜中的旋转畴,得到具有单一畴的ZnO单晶薄膜,讨论了旋转畴的起源以及生长温度对于消除旋转畴的作用.锐利的3×3 RHEED图像验证了ZnO薄膜具有O极性.     

LSAT(111)衬底上ZnO单晶薄膜的分子束外延生长

利用射频等离子体辅助分子束外延技术,在LSAT(111)衬底上制备高质量ZnO单晶薄膜.研究了衬底表面预处理及生长温度对ZnO外延膜的生长过程、外延取向关系以及表面形貌的影响.发现在较低温度下生长ZnO时,薄膜中容易形成30°旋转畴,而在较高温度下,可完全消除薄膜中的旋转畴,得到具有单一畴的ZnO单晶薄膜,讨论了旋转畴的起源以及生长温度对于消除旋转畴的作用.锐利的3×3 RHEED图像验证了ZnO薄膜具有O极性.     

Co/a-GeSi/Ti/Si多层薄膜固相反应外延生长CoSi2薄膜

研究了在 Co/Ti/Si结构中加入非晶 Ge Si层对 Co Si2 /Si异质固相外延的影响 ,用离子束溅射方法在Si衬底上制备 Co/Ge Si/Ti/Si结构多层薄膜 ,通过快速热退火使多层薄膜发生固相反应。采用四探针电阻仪、AES、XRD、RBS等方法进行测试。实验表明 ,利用 Co/Ge Si/Ti/Si固相反应形成的 Co Si2 薄膜具有良好的外延特性和电学特性 ,Ti中间层和非晶 Ge Si中间层具有促进和改善 Co Si2 外延质量 ,减少衬底耗硅量的作用。Ge原子的存在能够改善外延 Co Si2 薄膜的晶格失配率     

外延碳化硅纳米线的合成和显微结构研究

本文以硅为衬底,用热蒸发SiO粉末的方法合成了外延碳化硅(SiC)纳米线.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等对SiC纳米线进行了电子显微学分析.实验发现,在SiC纳米线生长前,衬底上首先自发形成了一层SiC多晶膜,纳米线在这层多晶膜的某些晶粒上外延生长.在显微结构分析的基础上,本文探讨了外延生长一...     

外延碳化硅纳米线的合成和显微结构研究

本文以硅为衬底,用热蒸发SiO粉末的方法合成了外延碳化硅(SiC)纳米线。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等对SiC纳米线进行了电子显微学分析。实验发现,在SiC纳米线生长前,衬底上首先自发形成了一层SiC多晶膜,纳米线在这层多晶膜的某些晶粒上外延生长。在显微结构分析的基础上,本文探讨了外延生长一维纳米结构的有利条件是高的生长温度和低的生长速率。     

氨化Si基Ga2O3/Co薄膜合成GaN纳米线及其表征

采用磁控溅射技术先在Si衬底上制备Ga2O3/Co薄膜,然后在950"C下流动的氨气中进行氨化反应制备GaN纳米棒.应用X射线衍射、扫描电镜、傅里叶红外吸收光谱、选区电子衍射和高分辨透射电子显微镜对样品进行表征.结果表明,采用此方法得到了六方纤锌矿结构的GaN单晶纳米棒.观察发现纳米棒表面光滑.并讨论了GaN纳米棒的生长机制.     

氨化Si基Ga2O3/Co薄膜合成GaN纳米线及其表征

采用磁控溅射技术先在Si衬底上制备Ga2O3/Co薄膜,然后在950"C下流动的氨气中进行氨化反应制备GaN纳米棒.应用X射线衍射、扫描电镜、傅里叶红外吸收光谱、选区电子衍射和高分辨透射电子显微镜对样品进行表征.结果表明,采用此方法得到了六方纤锌矿结构的GaN单晶纳米棒.观察发现纳米棒表面光滑.并讨论了GaN纳米棒的生长机制.     

ZnO纳米棒的低温制备及表征

以硝酸锌、氨水为原料,采用低温水浴法在不同的温度下大规模制备了团簇状ZnO纳米棒,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDX)、X射线衍射(XRD)、室温光致发光(PL)等手段对ZnO纳米棒进行了表征.SEM结果表明,环境温度对ZnO的形貌和性质有很大的影响,随着温度增加,ZnO长径比越来越大,当温度为90℃时ZnO的平均直径100 nm,长度约为5 μm;EDX和XRD图谱表明,ZnO纳米棒是高纯的六角纤锌矿结构;对90℃条件下制备的ZnO进行光致发光性能测试,观察到波长位于423 nm附近有较强的蓝光发射.     

Initial nanoheteroepitaxial growth of GaAs on Si(100) by OMVPE

Initial growth studies of GaAs on an array of Si islands nanostructured on (100) oriented silicon-on-insulator substrates show that growth occurs through a mixture of selective-area and 3D growth modes. An optimum initiation growth temperature must tune the growth conditions to the geometry of the seed array so that selective-area control is maintained while defect density is minimized. The optimum temperature for a square array of Si islands, 500 nm in pitch, and 100 nm to 280 nm in diameter, is ∼600 C. This temperature yields single-crystal nucleation on each Si island while maintaining selective-area growth mode control. Transmission electron microscope (TEM) analysis of optimized and non-optimized grown GaAs/Si heterostructures show that they accommodate 0.4–0.7% strain. Further reduction in stacking-fault defects attributed to side wall growth may be possible through masking of side wall or annealing.