单晶硅球密度的绝对测量

单晶硅球密度的绝对测量是阿伏加德罗常数测量的关键技术。综述了单晶硅球密度测量的最新进展,包括硅球密度测量的技术原理、测量领域、影响因素、测量装置及最佳测量能力等等,分析了硅球密度测量的主要难点和关键技术,预测了相关研究的技术前景及发展趋势。     

Thermal Diffusivity Measurement of Isotopically Enriched 28-Si Single Crystal by Dynamic Grating Radiometry

In the past decade it has been suggested that the isotopic enrichment of 28-silicon enhances its thermal properties. Thus, 28-silicon is suitable as a heat sink in large-scale integrated circuits. Although some studies have focused on the measurement of isotopically enriched silicon's thermal properties, accurate experimental data are not sufficient because of this material's high conductivity and large heat capacity which make measurement difficult. However, the dynamic grating radiometry (DGR) method has been successfully developed to measure the thermal diffusivity of 28-silicon. In the DGR method, the sample is heated by interference of two pulsed laser beams, and the temperature decay is monitored by an infrared detector. By analyzing the temperature changes of the peaks and valleys of the thermal grating, the thermal diffusivities parallel and perpendicular to the sample surface are obtained simultaneously. In this paper, the optimum conditions of the experimental setup for measuring isotopically enriched silicon are discussed. The comparison of thermal diffusivities between 28-silicon and natural silicon (with a thickness of about 100m) is presented, and the applicability of DGR to isotope engineering is reported.     

基于分子动力学的单晶硅纳米振动切削过程

为了研究脆性材料单晶硅原子级的纳米振动切削加工去除机制,应用分子动力学,通过改变刀具椭圆振动切削的模式,进行单晶硅纳米振动切削仿真．仿真结果表明,主切削力和法向力的变化趋势总体上呈现正弦曲线变化,并且已加工表面不同深度的亚表层存在残余应力;同时在不同切削模式下,由于刀具法向的振幅增加,使得法向力和残余应力增大;当刀具通过已加工表面时,残余应力随着亚表层深度降低而减弱;刀具法向振幅高于主切削力方向振幅时,法向力峰值高于主切削力峰值,已加工表面亚表层没有明显驰豫现象．     

Peculiarities of the Condensation of Silicon on the Surface of a Tungsten Single Crystal

Technical Physics Letters - Using the methods of the field emission microscopy, the condensation of Si on the W surface at various temperatures T of the substrate and numbers n of monatomic layers...     

超长单晶硅纳米丝的化学气相沉积法制备

采用化学气相沉积法在镀金硅片上制备出了大量直径均匀、长度大于100肿的单晶纳米硅丝。采用场发射扫描电镜（FESEM）、能谱分析（EDX）、透射电镜（TEM）和拉曼光谱（Rarnan）对样品进行了表征和分析，并对超长纳米硅丝的生长机理进行了讨论。     

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。     

微纳米尺度单晶硅各向异性表面的切削特性

利用纳米压痕仪和原子力显微镜,分别对单晶硅Si(100)、Si(110)、Si(111)三种晶面取向的表面进行微纳米尺度下的切削性能进行了实验研究。实验结果表明:在定载荷下,刻划速度的大小对单晶硅Si(100)、Si(110)晶面取向的切削力、摩擦系数的大小影响较小,但对单晶硅Si(111)晶体取向影响较大;在较低载荷下,单晶硅各晶面取向表面划痕细小,深度较浅且不明显,切削力大小无明显变化规律。随着载荷的逐渐增大,划痕宽度及深度也逐渐增大,切削力也相应增大,但并非呈线性增长。当载荷增大到一定值后,单晶硅各表面发生严重的塑性变形,变形积累一定程度后,沟槽两侧及探针前端形成明显的切屑堆积。     

标准硅球直径测量中的光路对准

针对标准单晶硅球直径精密测量的需要,本文在介绍标准硅球直径测量系统原理并分析其光路特点的基础上,根据建立的数学模型,对激光束斜入射标准板时产生的椭圆干涉图像进行了分析,并对不同入射角度时干涉环中心点带来的直径测量误差进行了研究.分析结果显示,在给定的实验条件下,当入射角为10~(-3) rad时,误差已达6.6nm.提出了一种精确调整光束垂直入射平板的方法,实验结果表明,此方法能够使光束入射角的调整优于10~(-5)rad,满足系统测量的要求.     

超精密切削单晶硅的刀具磨损机理

为了研究超精密切削单晶硅过程中金刚石刀具后刀面发生急剧磨损的机理,对单晶硅（111）晶面进行了超精密切削实验,并采用X射线光电子能谱分析仪对单晶硅已切削表面进行化学成分分析.实验结果表明：切削区域的高温高压导致金刚石刀具发生碳原子扩散磨损;切削过程中有碳化硅和类金刚石两种超硬微颗粒形成,而随着切削路程长度的逐渐增加,超硬微颗粒并不随之消失;碳化硅和类金刚石超硬微颗粒在金刚石刀具后刀面刻画和耕犁,从而产生沟槽磨损,直接导致金刚石刀具产生急剧磨损.     

原料对碳化硅单晶生长的影响

研究了具有立方结构的碳化硅(β-SiC)粉料在单晶生长过程中的物相变化及对生长晶体均匀性、缺陷等的影响。实验发现,在晶体生长过程中原料的晶型转变和Si、C挥发不一致造成晶体沿生长方向存在一个Si/C摩尔比的最大值。晶体中的针孔等缺陷的形成与原料中的杂质和气相组分偏离Si/C=1摩尔比有关,并通过电子探针得到证实。     

标准硅球直径精密测量系统的设计

基于多光束干涉的基本原理，导出了使用斐索干涉仪测量硅球直径多光束干涉光强分布的精确公式。针对目前的硅球直径测量系统忽略了多次反射对干涉信号造成的影响和系统中固有的条纹清晰度低的问题，研究了多次反射对干涉信号造成的误差，结果表明其最大光强误差可达到8％。通过对光学干涉系统结构设计和元件参数选择，最大限度地优化了干涉条纹的可见度，并设计出零背景光强标准硅球直径精密测量系统。数值模拟结果表明，该系统不仅极大地提高了干涉条纹对比度、消除了背景噪声，而且可通过改变透镜焦距调节干涉条纹的强度以达到CCD的最佳工作范围，从而提高了光强信号的测量准确度。     

基于原位纳米力学测试系统的单晶硅微观机械性能实验

在纳米硬度计上对单晶硅进行了微压痕测试实验,以对单晶硅的微观力学性能有所认识。微压痕测试表明:单晶硅的弹性模量在压入载荷小于2400μN的范围内随载荷变化而波动变化;而在压入载荷大于2400μN后保持相对的稳定值(约为214GPa);单晶硅的表面硬度在压入载荷小于1000μN的范围内随载荷变化而线性增大,而后突然降低并保持相对的稳定值(13.5GPa~15GPa);单晶硅在纳米压入过程中,材料的破坏形式为脆性破裂,并且随压入载荷的增大而在压痕边沿产生堆积,堆积程度亦逐渐增大。     

超精密车削单晶硅刀具振动频谱分析

为了在线监测单晶硅超精密车削的脆塑转变现象及分析单晶硅车削过程中材料的微纳去除方式,采用圆弧刃金刚石刀具对单晶硅（100）晶面进行了超精密车削,研究了单晶硅超精密车削时刀具振动频谱分布与切削参数的关系,并对刀具振动频谱的变化规律及其演变机理进行了分析.结果表明,刀具振动频谱分布与刀具和单晶硅接触方式、单晶硅微纳去除模式密切相关.当单晶硅的去除模式从脆性域过渡到塑性域时,材料由崩碎状脆性去除方式转变为以剪切滑移变形为主的塑性去除方式,刀具振动频谱高频段信号增多,且振动总能量增大;塑性域车削时,切削速度越小、切削深度越大、进给量越大,材料微观剪切变形区内位错滑移数量越多,刀具振动频谱高频段信号越多,刀具振动主总能量越大.切削速度、进给量、切削深度对刀具振动频谱分布的影响依次减小,采用合理的切削参数,可以降低切削系统的总体振动.     

Thermal Conductivity of Isotopically Modified Silicon: Current Status of Research1

The available experimental data on the effect of isotope disorder on the thermal conductivity of solids are summarized. Particular attention is paid to analysis of recent data on the thermal conductivity of monoisotopic silicon, which are compared with earlier results and theoretical estimates of the isotope effect in silicon.     

基于自组装单分子层技术的单晶硅表面化学镀镍工艺优化

传统的化学镀镍前处理会对单晶硅造成严重影响,进而影响两者的结合。以单因素条件设计并结合4因素3水平正交试验,对单晶硅表面进行改性活化处理,优选出化学镀镍的处理条件为:羟基化处理15h,偶联处理48h,再在化学镀液中于90℃下施镀1h,在此条件下对单晶硅化学镀镍可以获得的沉积速度高达6.137mg/(cm2.h),且镀层与硅片结合牢固,颗粒品质优良。     

决定晶体硅太阳电池工作状态的独立参量的确定

从晶体硅太阳电池功率全微分方程出发,结合开路电压和功率随温度、日照变化的实验事实,研究 影响晶体硅太阳电池工作状态的各参量的独立性。从数学上确定出其独立变量为日照强度、电池温度和负载, 并得出了串联内阻是温度的函数的结论。串联内阻的实验数据验证了理论分析结果的正确性。     

单晶取向及其分布两种测定方法的对比

单晶取向的判断是单晶生长和加工过程中的重要环节，比较研究了摇摆曲线法和旋转定向法两种测定方法在判断单晶取向性问题中的优缺点。结果表明：对于生长较好的单晶材料，摇摆曲线法定义材料结晶质量的准确性较高；而旋转定向法能很好地解决取向性材料晶面间距相同的重叠峰的分离问题。     

Ni基单晶高温合金取向测定方法的研究

论述了在普通的多晶衍射仪上,利用固定2θ角,进行Omega扫描的非对称X射线衍射方法来测定Ni基单晶高温合金[001]取向的原理,对三个具有不同取向角度的Ni基单晶高温合金进行了取向测定,讨论了该方法可测试的单晶体偏差角的范围和进一步扩大测试范围的可能解决方法,以及测试中应注意的问题.利用带有偏差角的非对称扫描方法得到了单晶的(002)晶面的衍射线,讨论了得到该衍射线的意义.