离子注入法增强YIG单晶薄膜的磁光效应

利用离子注入技术，将Ｃｅ￣（＋３）离子注入到ＹＩＧ单晶薄膜中，剂量为１０￣（１４）～１０￣（１６）ｉｏｎｓ／ｃｍ￣２，能量为５００ｋｅＶ。对注入前后的样品进行光吸收谱测量，发现注入后的样品光吸收有明显的增加，且样品颜色变深，对样品进行高温退火，可有效地降低光损耗。离子注入样品磁光特性测量表明Ｃｅ￣（＋３）薄膜有很大的磁光增强作用，且法拉第旋转角随注入剂量增加而增大。     

不同剂量和退火条件下Mn^＋注入p-GaN薄膜的电、磁特性研究

对在蓝宝石衬底上MOCVD生长的P型GaN薄膜，用能量为90keV的Mn^＋离子进行室温下的磁性离子注入掺杂，注入剂量为1×10^15～5×10^16cm^-2．对注入的样品在N2气流中经800℃下0～90s时间不等的快速热退火处理．对样品的电、磁特性分析发现在注入剂量较低时（≤1×10^16cm^-2），样品中的强铁磁性对应着高电阻率，弱铁磁性对应着低电阻率；而在5×10Mcm^-2的高注入剂量下则没有这样的规律。通过对退火条件的研究，发现在800℃下退火45s的样品具有较强的铁磁性和较低的电阻率，而退火90s的样品中铁磁性减弱，电阻率升高，揭示出注入剂量和退火条件是在对P型GaN薄膜进行磁性离子注入掺杂过程中的两个重要控制参量．     

离子注入对聚对苯乙炔衍生物三阶非线性光学极化率的影响

利用能量为25keV，剂量为3．8×10^15-9．6×10^16ions／cm^2的氮正离子（N^＋）对聚（2，5-二己氧基）对苯乙炔（PDHOPV）薄膜进行注入改性研究。紫外-可见吸收光谱显示，注入离子在PDHOPV薄膜内部引入杂质能级，破坏分子的共轭结构，随着注入剂量增加，吸收边逐渐向长波方向移动，且分子激发态和基态间的光学禁带宽度由2．07eV减小至1．65eV。采用简并四波混频（DFWM）技术研究了离子注入对PDHOPV薄膜三阶非线性光学极化率的性能。结果表明，未注入薄膜的三阶非线性光学极化率（X^（3））为9．61×10^-10esu，随着注入剂量增加，X^（3）逐渐增大，当注入剂量达到3．8×10^16ions／cm^2。时，X^（3）值增加到最大值为8.44×10^-9esu。     

N~ 、Xe~ 离子注入银薄膜的实验分析

实验研究了离子注入对多晶银薄膜晶体结构及表面成份的影响。在室温环境下,将能量为24keV的N~ 离子和350keV的Xe~ 离子以不同的注入剂量注入到多晶银薄膜中。对离子注入前后的银薄膜样品进行了透射电子显微镜(TEM)观察和X射线光电子能谱(XPS)及俄歇电子能谱(AES)分析。经分析发现,离子注入后在银薄膜中出现了再结晶和晶粒长大现象,而且晶粒尺寸随注入离子的剂量增加而增加。当注入的N~ 离子剂量≥1.3×10~(17)Ions/cm~2及注入的Xe~ 离子剂量达到3×10~(16)Ions/cm~2时,多晶银膜转变成单晶银薄膜。本文对实验结果进行了讨论。     

低能离子注入聚醚砜薄膜光学、电学性质的研究

介绍了利用低能离子注入聚醚砜薄膜进行了光学、电学性能改性的研究。实验结果表明,注入后ＰＥＳ薄膜的光吸收性和表面电导率都发生变化,苯环大π键上的激发态与基态之间的能隙随注入剂量的增加而降低;薄膜表面电导率提高了４个数量级。通过样品的红外光谱分析,讨论了聚醚砜薄膜在离子注入前后的结构变化。     

低能离子注入对聚吡咯甲烯的改性

利用低能氮离子对聚[(3乙酰基吡咯-2,5-二)对二甲氨基苯甲烯](Papdmabeq)薄膜进行了离子注入改性(注入能量为10～35 keV、剂量为1.2×1016～2.2×1017ions/cm2),研究了与材料三阶非线性极化率相关的物理量的变化规律.结果表明,氮离子注入使Papdmabeq薄膜的光电特性都发生了显著变化.适当能量和剂量的氮离子注入Papdmabeq薄膜后,薄膜中导电岛的数量增加,在聚合物分子链间形成了大的导电区域,导致其电导率显著提高.当注入离子的能量为25 keV、剂量为2.2×1017ionS/cm2时,Papdmabeq薄膜的电导率为9.2×10-4S/cm,比本征态Papdmabeq的电导率提高了5个数量级,且离子注入后薄膜电导率的环境稳定性优于经碘掺杂的Papdmabeq.氮离子注入可以使这种聚合物薄膜在可见光范围内的光吸收大幅度提高,使共轭程度得到显著增强.当注入离子的能量为35 keV、剂量为2.2×1017ions/cm2时,Papdmabeq的光学禁带宽度(Eg)由1.626 eV降低到1.340 eV.     

注入剂量对300℃下Mn+注入p型GaN薄膜的结构和磁性影响

在(0001)面的蓝宝石衬底上用低压MOCVD法生长p型GaN外延层.对p型GaN薄膜用180keV的Mn 离子注入进行磁性粒子掺杂,注入时GaN薄膜处于300℃,注入剂量分别为5.0×1015、1.0×1016和5.0×1016cm-2.对注入的样品在N2气流中进行快速热退火处理,温度为850℃,时间为30s.用超导量子干涉仪(SQUID)对样品的磁性进行了分析,在5.0×1015cm-2的注入样品中发现了较强的铁磁性;而1.0×1016和5.0×1016cm-2的Mn 离子注入样品中铁磁响应有所减弱.结合用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对在不同剂量下Mn 注入GaN薄膜的结构、形貌和成分的分析,揭示了不同剂量磁性离子注入给GaN薄膜带来的结构、形貌和相应的铁磁性变化规律,发现只有适当的注入剂量(5.0×1015cm-2)才有利于在300℃下用180keV的Mn 注入对p型GaN薄膜进行磁性离子掺杂.     

离子注入聚(2-甲氧基-5-辛氧基)对苯乙炔薄膜的改性研究

采用能量为 ( 10～ 35 )keV ,剂量为 ( 3 0× 10 15～ 4 8× 10 17)ions/cm2 的氮离子 (N+)对聚 ( 2 甲氧基 5 辛氧基 )对苯乙炔 (PMOCOPV)进行离子注入改性。PMOCOPV薄膜的电导率随注入离子能量和剂量的增加而迅速提高。当注入N+的能量为35keV ,剂量为 4 8× 10 17ions/cm2 时 ,PMOCOPV薄膜的电导率为 0 0 96S/cm ,比本征态的电导率提高了 7个数量级。通过超高阻测试仪研究了PMOCOPV薄膜表面电导率与温度的关系 ,发现N+注入PMOCOPV薄膜的电导活化能为 0 15 6eV。离子注入PMOCOPV薄膜的电导率的环境稳定性优于I2 和FeCl3 掺杂的PMOCOPV。对离子注入PMOCOPV薄膜的导电机理进行了初步探讨。     

自由体积理论在离子注入聚对苯膜导电机理研究中的应用

采用离子注入掺杂技术 ,研究了聚对苯 (PPP)薄膜的离子束效应。当 2 0～ 70 ke V的 Ar+和 N+注入后 ,聚对苯薄膜的电导率随着剂量的增加而迅速增加。当剂量为 1× 10 1 7ions/cm2时 ,电阻率下降 7个数量级。FT- IR光谱图显示了 Ar+注入使聚对苯分子链部分 C- C和 C- H的 σ键断裂 ,从而改善了它的导电性能。通过超高阻测试仪研究了聚对苯薄膜表面电导率与温度的关系 ,从高分子自由体积理论的角度对离子注入聚对苯薄膜离子注入导电机理进行了研究。     

聚(2,5-二丁氧基)对苯乙炔的制备及其离子注入改性研究

通过双醚化反应、氯甲基化反应以及在强碱性条件下进行的脱氯化氢反应,制备出新型光电功能材料聚(2,5 二丁氧基)对苯乙炔(PDBOPV)。采用能量为10～35keV,剂量为3.0×1015～4.8×1017ions/cm2的氮离子(N+)对PDBOPV进行离子注入改性。PDBOPV薄膜的电导率随注入离子能量和剂量的增加而提高。当注入N+的能量为35keV,剂量为4.8×1017ions/cm2时,PDBOPV薄膜的电导率为0.136S/cm,比本征态的电导率提高了8个数量级。通过超高阻测试仪研究了PDBOPV薄膜表面电导率与温度的关系,发现N+注入PDBOPV薄膜的电导活化能为0.155eV。离子注入PDBOPV薄膜的电导率的环境稳定性能优于Br2、I2和FeCl3掺杂的PDBOPV。对离子注入PDBOPV薄膜的导电机理进行了初步探讨。     

Zn离子注入GaP

为了研究结型发光材料的性能,进行了Zn离子注入到n型GaP中的试验。由于Zn离子对Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体是P型掺杂物,因此,Zn离子注入到n型GaP晶体中,经真空退火可形成p-n结,在适当条件下即可发光。从而证实了Zn离子已经注入到了GaP晶体中。Zn离子的注入能量为180keV,注入剂量是1×1016cm-2；所用n型GaP是合成溶质扩散法(SSD)制成；注入样品的保护层使用高频溅射SiO2,膜厚9000A。注入后的退火是在真空度为10-5乇的石英管中进行,退火时间为30分钟和40分钟两种,退火温度为1000℃。退火后,用铁氰化钾配方对样品染色。金相显微镜测量结果为5μm,证明Zn离子注入后形成了p-n结。又用探针法使样品发光,光呈红色。对样品进行了光激发光的测量,光激是Ar 离子激发,波长在77k下4880A,测出了PL光谱,峰值波长为6648A和5760A。同样条件下,对纯高阻GaP材料经Zn离子注入后并不发光。对注入后的样品进行了背散射测量,使用1．5MeV的He 4离子入射,样品的面积为1mm2,用200道分析器检测,每道能量为8 keV,测得了样品的组分比,说明P的组分比Ga的组分多一些,所以样品的配比有待进一步改善。本试验指出：Zn注入GaP在上述条件下能形成发光的p-n结。还指出Za离子注入到GaP中,退火温度高于800℃时(如1000℃),只要保护层作得好,真空度足够高(10-5乇以上)对制成发光结是很有利的。     

电子束蒸发a-Si∶Co薄膜的离子注入改性研究

用电子束蒸发技术制备非晶硅薄膜,不同剂量Co离子注入后真空退火改性。X射线衍射法分析了样品的物相变化特征,发现Co离子注入可诱导非晶硅结晶,有一优化注入剂量5×1016ions/cm-2,使晶化Si(111)峰最强。还测量了非晶硅薄膜电阻率,揭示薄膜电阻温度系数随Co离子掺杂浓度和退火温度改变的规律;在退火温度500℃,离子注入量5×1015ions/cm-2条件下,获得TCR系数高达-2.5%的薄膜材料。     

低能离子注入对聚苯胺薄膜的改性研究

利用低能量的N 对电化学合成的聚苯胺薄膜进行了离子注入改性 ,实验结果表明 :聚苯胺薄膜经N 注入后薄膜电导率随注入能量和剂量的增加而提高 ,电导率最大提高了 9个数量级 ,即由本征态的电导率 (>1× 1 0 -12 S/cm)提高到 1 76× 1 0 -3 S/cm(注入剂量 :3× 1 0 17ions/cm2 ,注入能量 :35keV) ;同时离子注入后聚苯胺薄膜在可见光范围的吸收比增强。     

电子束蒸发a-Si:Co薄膜的离子注入改性研究

用电子束蒸发技术制备非晶硅薄膜,不同剂量Co离子注入后真空退火改性.X射线衍射法分析了样品的物相变化特征,发现Co离子注入可诱导非晶硅结晶,有一优化注入剂量5×1016ions/cm-2,使晶化Si(111)峰最强.还测量了非晶硅薄膜电阻率,揭示薄膜电阻温度系数随Co离子掺杂浓度和退火温度改变的规律;在退火温度500℃,离子注入量5×1015ions/cm-2条件下,获得TCR系数高达-2.5%的薄膜材料.     

Fe~+注入制备可见光响应纳米二氧化钛薄膜研究

为提高TiO_2的可见光利用率,采用金属离子注入技术在TiO_2薄膜中注入Fe~+。通过XRD、FESEM、XPS和UV-vis光谱等对注入的样品进行了表征。结果表明,Fe~+注入后,TiO_2薄膜光谱发生了红移,红移的幅度随注入剂量的增加而增加。光催化降解甲基橙实验表明,Fe~+注入对TiO_2薄膜在可见光作用下催化降解能力有明显的提高。     

注入温度对Mn^＋注入p-GaN薄膜的结构和磁性影响

在（0001）面的蓝宝石衬底上用低压MOCVD法生长P型GaN外延层．对P型GaN薄膜用180keV的Mn^＋离子注入进行磁性粒子掺杂，注入剂量保持为5．0×1015cm^-2，但注入时P型GaN分别处于室温、300℃和500℃．对注入的样品在N2气流中进行快速热退火处理，温度为850℃、时间为30s．用超导量子干涉仪（SQUID）对样品的磁性进行了分析，室温下注入样品的磁响应较弱，未发现铁磁性；在300℃下注入的样品中发现有较强的铁磁性，更高的500℃的注入温度并不能进一步增强铁磁性．结合用X射线衍射（XRD）对不同注入温度样品的结构研究，揭示只有适当的注入温度（300℃）才有利于GaN晶格的恢复和铁磁性的产生。     

掺杂浓度对中频反应磁控溅射制备Al2O3:Ce3+薄膜发光性能的影响

应用中频反应磁控溅射设备在载玻片上制备掺铈的Al2O3薄膜,在固定的电源功率下,氩气流量为23sccm,氧流量为5sccm,室温下溅射时间为90min的条件下,通过控制薄膜中的Ce^3＋离子的掺杂量来改变薄膜的发光性能。通过X光能量散射谱（EDS）和光致发光测量,得到发光强度和发光峰位对薄膜中的Ce^3＋浓度有强烈的依赖关系,并且分析了产生这种关系的原因;对发光激发谱分析表明,薄膜发光是源于薄膜中形成的氯化铈集合体中的Ce^3＋。Al2O3：Ce^3＋发光膜可应用于需要蓝光发射的平板显示领域．     

离子束辅助沉积对Si3N4力学性能的影响

将氮化硅陶瓷的样品经过抛光、清洗、退火等处理后，用离子束辅助沉积（ＩＢＡＤ），离子注入对其进行表面处理，所选用元素为Ｔｉ。辅助轰击的离子为Ａｒ＋和Ｔｉ＋，能量为１００ＫｅＶ；注入离子能量为８０ＫｅＶ和１００ＫｅＶ，注入剂量范围为１０１６至１０１７Ｔｉ／ｃｍ２。用Ｘ射线衍射法和ＡＥＳ对样品的结构和Ｔｉ的深度分布进行了测试，发现注入样品的晶格结构遭到了一定程度的破坏，并且有ＴｉＮ等新相析出。ＩＢＡＤ样品的抗弯强度增加较大，比未处理样品提高９％。注入样品的抗弯强度值随剂量增加而逐步增加。注入样品的显微硬度和断裂韧性随剂量的增加而下降     

叠加能量C^＋注入SiO2薄膜的光致发光特性

首次采用叠加能量离子注入技术制备Ｃ＾＋注入ＳｉＯ２薄膜样品，室温下观测到很强的蓝光发射。通过测量样品的光致发光谱对退火条件的依赖关系，研究了样品的发光特性。对发光机制进行了初步探讨。     

用于半导体加工的电子帘技术

本文描述了一种对离子注入半导体进行均匀大面积退火用的矩形截面电子束——电子帘。用此电子帘对注入能量为100keV,注入剂量为10~(15)cm~(-2)的注P~+硅样品,以及能量为40keV的注B~+硅样品进行连续电子束退火。经椭圆偏振参数测量、范得堡霍耳测量以及微分薄层电阻测量,表明退火过程中无杂质再分布,注入杂质的激活率比热退火样品的高,但霍耳迁移率略低些。