离子注入的氙和铯在硅和铝中的表面富集现象

近几年来,人们研究了离子注入层中注入杂质在退火过程中的再分布。结果表明,广泛的离子品种,例如Pb~ 、As~ 、Sb~ 、Cs~ 、Pt~ 、Bi~ 、Xe~ 、Ni~ 、Br~ 和Cr~ 等高剂量(≥10~(15)atoms/cm~2)注入Si后,在退火时注入的杂质显著地向表面扩散;高剂量离子注入某些金属,退火时也有向表面扩散的现象。因此,高剂量注入的杂质在退火过程中向表面扩散是一个较普遍的现象。     

注N~+高速钢表面层精细组织结构的电镜分析

本文对N离子注入W18Cr4V高速钢前后的表面层精细组织结构用透射电镜进行了比较分析。N离子注入能量为100keV,注入剂量为1.7×10~(17)/cm~2和2×10~(17)/cm~2。电镜分析发现,经注N~+的高速钢表面层组织形貌发生了显著变化,α-Fe基体中产生了很多辐照损伤区域,孪晶结构消失,α-Fe出现多晶化的倾向,位错密度明显降低,而且残余碳化物破碎呈现龟裂状形貌。文章对上述变化的机理作了初步分析。     

加速器联机装置运行状况

2008年武汉大学加速器联机系统初步建成,200 kV离子注入机至透射电镜束线进行了运行调试,开展了气体离子注入单晶Si、GaAs、Ag纳米晶和超临界反应堆材料(C276和6XN)的原位结构研究。结果表明,样品在注入至一定剂量时发生明显多晶和非晶化,单晶Si出现非晶化的临界剂量在10~(14) cm~(-2)。C276材料经1×10~(15)cm~(-2)的Ar离子辐照后,产生尺寸3-12 nm的位错环,其密度随剂量提高而增大,至5×10~(15)cm~(-2)出现多晶,剂量超过3×10~(16) cm~(-2)出现非晶化。在加速器-电镜联机光路上安装在线RBS靶室对离子束辐照材料进行元素成分和晶格定位测试。靠近电镜端安装50 kV低能离子源,开展核材料中氦泡形成过程的原位观测。对RBS/C装置进行数字化改造,用Labview控制系统运行,目前可进行计算机控制的背散射沟道测试。     

离子注入对电器触头性能的影响

对两种电器触头注入1×10~(17)/cm~2的氮离子,然后做低压电器通断试验,测量了触头的重量损失、温升、接触电阻、触头材料转移等参数,发现离子注入方法处理对电器触头性能有不同程度的改善。     

离子束电子束多功能材料表面处理设备

本设备由以下系统组成:注入系统,有溅射离子源及不对称三电极加速管,能量50keV,流强4mA(N~+);电子束系统,能量45keV,功率密度10~2—10~6W/ cm~2;配备微机程序的束偏摆装置;靶材易换的磁控溅射靶;可作旋转、平移、升降等机械运动的高真空工作室(φ500×1600mm)。可进行离子注入及混合、电子束上釉及合金化、磁控溅射离子镀等工艺。该设备为材料表面改性和薄膜制备提供了新的手段。     

用5—20keV As~+、BF_2~+注入与快速热退火制作超浅结的研究

利用能量为5—20keV、剂量为5×10~(14)—5×10~(15)cm~(-2)的BF~+_2和As~+注入硅中,以快速热退火激活杂质并控制杂质的扩散再分布,可以得到结深～100nm、薄层电阻～60Ω/口的突变p~+-n和n~+-P超浅结。     

中子活化法测定硅中注磷剖面分布

本文对不同注磷能量和不同剂量(5×10~(14)～1×10~(16)/cm~2)的硅片进行了中子活化分析,测定硅中磷的剖面分布、注入剂量及其射程,方法测量下限为4×10~(10)g。 1.实验部分 1).试样辐照和退火 注磷硅片经酒精清洗后包于铝箔中。硅片与磷标准置于中子通量为7×10~~(13)n/cm~2·s的反应堆中辐照50小时,冷却14天。经过堆中子辐照后的注磷硅片置于管形炉中,在700°～900°e     

慢正电子束研究N^＋注入金属镍中生成的缺陷

用慢正电子束配合多普勒湮没能谱测量技术研究N~+离子注入镍样品产生的缺陷。由未注入的样品得到了正电子在镍中的扩散参数E_0=4.6keV。比较两个样品的S参数随入射正电子能量变化的曲线给出了95keV、6.4×10~(17)/cm~2剂量的N~+注入镍样品所产生的缺陷分布;缺陷由表面一直延伸到190nm,浓度最大的区域在27—110nm。这些都与由Trim程序的Monte Carlo模拟计算的结果很好地符合。     

掺氟二氧化锡透明导电膜的核技术分析

运用卢瑟福背散射(RBS)和二次离子质谱(SIMS)技术相结合测量了SnO_2透明导电膜的密度和膜厚,对于常压CVD法制备的SnO_2薄膜密度约为6.20g/cm~3,接近相应块状材料的密度。采用~(19)F(p,αγ)~(16)O共振核反应技术测量了用于非晶硅太阳能电池电极的大面积掺氟SnO_2(FTO)中氟的含量和深度分布以及50—180keV的~(19)F~+离子注入SnO_2膜中氟离子的射程分布参数。结果表明,FTO膜中氟元素的含量和深度分布并不是均匀的,而是在0.6×10~(20)—6.O×10~(20)/cm~3间波动;50—180keV的~(19)F~+离子注入SnO_2膜中氟离子的平均投影射程(R_P)值与理论计算结果符合得很好,而平均投影射程标准偏差(ΔR_P)值则比理论值偏大。     

Ar离子轰击Ag靶的溅射角分布

本文描述了用溅射粒子捕集器和Rutherford背散射分析测定溅射粒子角分布的实验方法。给出了100keV Ar~+在入射角分别为0°、30°、50°和80°时轰击Ag靶的溅射角分布。角分布偏离余弦形状,有前倾趋势。溅射产额随入射角增大而迅速增加。由50keV Ar~+垂直入射Ag的溅射角分布计算出的总溅射产额为16.8±2.4~(atoms)/Ar~+。实验结果与理论值进行了比较,并作了定性分析。     

Recent Developments in Magnetron Sputtering

The principle of magnetron sputtering is introduced andthe balanced and unbalanced magnetrons are compared andthe necessity of unbalanced magnetrons is explained as well. Several recent developments in plasma magnetron sputtering, i.e., unbalanced magnetron sputtering, pulsed magnetron sputtering and ion assisted sputtering, are discussed. The recent developments of unbalanced magnetron systems and their incorporation with ion sources result in an understanding in growingimportance of the magnetron sputtering technology, which makes the technology an applicable deposition process for a variety of important films, such as wear-resistant films and decorative films.     

27keV Ar~+离子溅射Cu和CuAu靶时Cu的同位素分馏研究

本文报道了27keV Ar~+离子分别轰击Cu元素靶和CuAu合金靶时溅射Cu原子的同位素(~(63)Cu和~(65)Cu)分馏测量结果,发现:(1)对Cu元素靶,同位素分馏δ_f(~(63)Cu,~(65)Cu)=(62±27)‰,而对Cu-Au合金靶,δ_f=(5.9±1.6)‰;(2)δ_f(~(63)Cu,~(65)Cu)随发射角θ的变化对两者靶而言趋势是相似的,但在CuAu合金靶情况下,当θ≤40°时,δ_f((63)Cu,~(65)Cu)为负值。     

元素溅射率与离子束入射角的关系

Yamamura指出:若能量为E的离子束倾斜轰击多晶元素靶,则原子相对溅射率y(θ)=Y(θ)/Y(0°)随离子束入射角θ变化的曲线可表示为含二个参数的经验公式:y(θ)=t~f·exp{g-(t-1)},t=secθ。其中,f和g是待定参数,其值由实验决定。g=f·cosθ_0,θ_0是元素溅射率Y(θ_0)达到最大值时的离子束最佳入射角。 我们导出了离子束的最佳入射角拟合公式(8),并讨论了它的物理意义。因而,含二个参数的Yamamura经验公式(1)变成只含一个参数的原子相对溅射率公式(4)。其中,待定参数f的值由解析公式(21)给出。     

溅射功率对磁控溅射制备Bi薄膜结构和性能的影响

采用直流磁控溅射方法在不同功率下制备了铋(Bi)薄膜,对薄膜的沉积速率、表面形貌、生长模式、晶体结构进行了研究,并对其晶粒尺寸和应力的变化规律进行了分析。扫描电镜(SEM)图像显示：薄膜均为柱状生长,平均晶粒尺寸随溅射功率先增大后减小,薄膜的致密度随着功率的增加而降低,在60W时又变得较致密。X射线衍射(XRD)结果表明：Bi薄膜均为多晶斜六方结构,薄膜内应力随功率的增加由张应力变为压应力。     

一个修正的快中子约化溅射产额公式

材料的快中子溅射性能直接关系到裂变和聚变反应材料的选择。在测量得到的（ｎ,２ｎ）,（ｎ,α）,（ｎ,ｐ）和（ｎ,ｎｐ）核反应的快中子溅射产额的实验数据基础上,结合理论计算结果,得到了１个适合于计算上述４种核反应的约化溅射产额的修正的理论计算公式。     

Total sputtering yields of solids under MeV-energy Si ion bombardment

Total sputtering yields have been measured for SiO₂ and Cu targets bombarded with Si ions at an incident energy between 500 keV and 5.0 MeV using a quartz crystal microbalance technique. In order to measure total yields accurately, we have developed a beam modulation technique to avoid the effect of thermal drift. In the MeV energy range, an ion penetrates through thin SiO₂ and Cu targets and is implanted into a quartz crystal. Therefore, the thickness of these layers deposited on quartz crystals was carefully controlled to avoid damage of quartz crystal by incident ions. As a result, total sputtering yields of SiO₂ increased with incident Si ion energy, while those of the Cu target decreased. The total yields of the SiO₂ target were represented well by a power low of the electronic stopping power.     

低能离子溅射引起表面损伤的研究

本文应用背散射沟道技术研究了低能离子轰击不同晶向表面所引起的晶格损伤与离子能量、剂量的关系,讨论了损伤形成的动力学过程。     

Phase changes of the ZrO2-12wt%Y2O3 film with Ar+ irradiation

The zirconia containing 12wt%Y₂O₃ thin films deposited by r.f. magnetron sputtering at 25℃ or 400℃, and then bombarded with Ar⁺ beam at room temperature were characterized with XRD before and after Ar⁺ bombardment. It is found that a series of phases formation and transformation happened, among them the mostimportant event is that T' phase appeared after Ar⁺ irradiation andthe content of the T' phase increased with the increase of Ar⁺ iondoses from 5×10¹⁵ to 6×10¹⁶ ions cm^-2.     

背散射法测定低能氩离子对金的溅射率

本文用背散射方法测定了300—1200eV不同能量的氩离子对金的溅射率。实验测得的背散射能谱用两种不同的方法(能量损失和面积法)处理,结果表明,用背散射法测得金的溅射率与G.K.Wehner用称重法测定的数据很接近,其与入射离子能量的关系为Y∝E~(0.4)。