二元化合物总原子溅射率和刻蚀速率的经验公式

本文给出低能离子法向轰击二元化合物时,总原子溅射率Y和刻蚀速率R_o陆离子能量E变化的经验公式. 计算结果表明:若低能氩离子法向轰击二元化合物,则由经验公式算出的总原子溅射率和刻蚀速率与实验值的最大相对误差小于20％。     

NdFeB永磁靶材溅射模拟

运用SRIM2006软件对Nd2Fe14B靶溅射过程进行了模拟,并就入射离子的入射能量和角度进行了分析,得到溅射产额与入射离子能量、入射角度以及溅射靶材的一般规律:1)溅射产额随着入射离子能量的增加而增加,在低能量区域增加很快,到了高能量区域增加变缓;2)溅射产额随着入射离子入射角度的增大逐渐增大,且在70°~80°出现极大值,如当入射离子的入射角度为75°,入射离子能量为7 keV时,溅射产额可达4.398(原子.离子–1);3)溅射原子的摩尔比与靶材原子摩尔比存在一定偏差,导致薄膜成分与靶材成分不一致。     

溅射原子的初始位置分布和表面出口位置分布

用物理溅射的Monte Carlo模拟程序TCISIS,研究了在O~+离子与Ar~+离子轰击下Al靶与Si靶的溅射原子的初始位置分布和表面出口位置分布.讨论了离子束溅射横向可达分辨率的物理限制.所计算的溅射原子的初始位置分布和表面出口位置分布的宽度,对于离子束溅射刻蚀的微细加工和SLMS设计是有参考价值的.计算的溅射原子的逃逸深度分布表明,溅射原子的大多数来自于表面前2个原子层.     

电磁场在压缩态中的平均值及涨落

(1)电磁场在压缩态中的平均值与在相干态中一致,具有经典电磁波的类比形式。 (2)导出了电场E在压缩态中的均方涨落与场的两个正交分量E_1、E_2的均方涨落的关系,结果表明E的均方涨落与压缩因子r有关,并随时间作周期性变化,同时与相干态比较E_1的涨落被压缩了e~(-r)     

用低能离子辅助淀积合成TiN膜的电传导、光特性和结构

TiN 薄膜,在淀积温度 T_D=100、300、500和700C 时,用低能离子辅助法生长合成膜。淀积设备由不稳定的 dc 磁控管溅射源组成,当在离子与集聚原子达到5的速度比时,用 Ar~ 和 N_2~ 离子混合束同时轰击生长膜的情况下,由钛靶提供高速淀积。对于每     

国外高频溅射技术的发展

一、溅射物理基础: 溅射作为原子(离子)碰撞物理过程的研究在国外近年来颇为重视。当一固体表面受到原子,离子或分子的轰击时,可以有很多现象发生,主要依赖于轰击粒子的能量。在很低的动能下(<5电子伏),相互作用主要发生在靶材料与最外表面层。这种作用可引起金属表面吸附杂质的脱附,化学键的破坏、化学反应等等。惰性气体原子可引起反射或与表面热平衡,引起蒸发动量传输等物理过程。     

冷原子成像谱仪中靶表征及光电离研究

将冷原子、超快和强激光技术结合,本课题组最近成功研发了一种新型磁光阱反冲离子动量谱仪(MOTRIMS)装置。介绍了MOTRIMS工作原理,使用吸收成像法和光电离法对靶的密度、温度和速度进行分析标定,得到三维MOT靶的温度为(130±30)μK,速度为(0.1±0.1) m/s,密度约为10~9 atom/cm~3,二维MOT和molasses靶的密度分别约为10~7 atom/cm~3和10~8 atom/cm~3。对比热蒸气靶,在离子飞行方向上冷原子靶的动量分辨率提高了约14倍,飞行时间谱的质量分辨率高达3000。利用800 nm飞秒激光探测Rb~+的三维动量分布,在低激光强度10~(11) W/cm~2下观测到明显的阈上电离现象,表明铷原子有很大的阈上电离截面。MOTRIMS具有高分辨离子动量分布全空间成像能力,是研究金属原子强场量子微观动力学的新工具。     

射频阱中基态Sc3+与Ti3+多电荷离子的产生及存储特性

结合离子阱选择囚禁技术和垂直交叉的离子束碰撞冷却方法 ,在射频阱中用激光溅射纯金属靶产生并选择囚禁了难熔元素钪与钛的低能多电荷离子Scn +(n =1～ 3)和Tin +(n =1～ 4)。在本底气压为 5 6× 10 - 7Pa下 ,测得Sc3 +与Ti3 +离子的衰减速率分别为 1 98s- 1 与 0 5 8s- 1 。     

离子束溅射原位淀积高温超导薄膜的机理与实验研究

理论计算了氩离子束溅射Y－Ba－CU－O靶的组分原子溅射率，得出了溅射过程中存在Cu原子溅射率偏低的“择优溅射”效应。通过分析原位形成高温超导薄膜的实现条件，表示出了离子束溅射原位成膜的基本过程。实验上采用分子氧辅助淀积技术，用离子束溅射法原位外延出YBa2Cu3O(7-δ)超导薄膜。讨论了实验条件对薄膜特性的影响。所得到的实验结果与理论分析相一致。     

光学双稳系统的耗散

本文详细讨论了吸收型光学双稳系统(AOBS)的耗散问题。根据二能级原子的速率方程导出了场一原子耦合开系能量耗散的一般公式并证明AOBS在定态下通过活化原子发生的能量耗散严格服从这一规律,进而导出能说明高、低透支原子耗散特征的公式。这对公式说明了在低透支上的能量耗散能     

n型LPE GaAs层中几种电子辐照缺陷的研究

用DLTS法结合C-V法,研究了不同能量的电子辐照(0.5MeV,1MeV,5MeV)在n型LPE GaAs层中产生的E_3、E_4、E_5和P_1、P_2、P_3等缺陷的引入率及其在400—550K范围内的等时退火行为.由引入率与电照能量的关系推断,P_2、P_3两缺陷是与两个以上原子位移有关的缺陷,而不是象E_3、E_4、E_5那样的单原子位移缺陷.5MeV电照下,E_3与E_5的引入率分别是0.5-MeV电照的13倍和9倍,而在这两个能量下,E_4的引入率之比却是55倍.这说明E_4不仅可以由电照直接引入,也可以由较大能量电照产生的某种多位移缺陷的分解而引入.     

软X射线区粒子数反转的记录

10~(11)瓦(100微微秒)7焦耳大功率激光轰击带Cu箔(8微米厚)冷阱的Mg靶,所产生的X光线谱被狭缝缝宽为35微米的T1AP三合一晶体谱仪(针孔、积分及空间分辨线谱)所记录。 观察所摄的X光积分线谱,可知Mg的1S4P-1S~2与1S3P-1S~2线谱强度相近,计及窗口校正有I_3/I_4=1.24,由于I_(nm)=1.6×10~(-19)A_(nm)N_n⊿E_(nm)及A_(nm)=4.3×10~7g_n/g_m(⊿E_(nm))~2,由此导出Mg类He离子n=4、3能级上集居数为N_4/N_3=1.49,即在1S4P-1S3P之间建立了能级粒子数反转(发射波长为155.5(?))。     

10.6微米光辐射对铌酸锶钡材料和热电探测器的损伤

本文研究了受10.6微米CO_2激光辐射的铌酸锯钡晶体和红外热电探测器的热损伤。观察到开裂或烧焦永久损伤随辐射条件而定。测定了招致典型尺寸探测器铌酸锶钡晶体开裂和烧焦的能量密度阈和辐射时间的关系。铌酸锶钡损伤阈比先前测量的硫酸三甘肽高约一个数量级。在短时间内,开裂的能量密度阈与辐射时间τ无关,在长时间内,随τ提高。在所研究的特殊实验条件下,开裂阈与时间的关系由经验方程E=[3 2400τ/tg~(-1)(82τ)~(1/2)]焦耳/厘米~2表述。烧焦阈用经验方程E_0=(8 470τ~(1/2)焦耳/厘米~2给定。提供的热损伤的理论模拟完全符合实验数据。测量了商品铌酸锶钡热电探测器的损伤阈,发现它等于铌酸锶钡晶体的损伤阈。     

原子和分子结构对电子阻止本领Se(E)的Z振荡的影响

本文在Firsov理论基础上,引入Slater波函数等概念,解释了原子结构对Se(E)的Z振荡的影响。它不仅能解释常规能量范围内(101000keV)的轻元素靶和重元素靶的Z振荡行为,而且能解释更高的能量范围内(10100MeV)Z振荡行为。本文引用了分子轨道法理论来处理分子靶问题,导出了分子结构对Se(E)的Z振荡影响的方程式,使能处理相当宽的能量范围内的分子靶的Se(E)的Z振荡问题。应用本文方法所得结果与Z1C和Li+Z2靶的Z1(或Z2)振荡的实验结果进行了比较,同时还与在较高能量范围的S+Na和F+Ag系统的实验结果作了比较,都得到了满意的结果,说明本文提出的方法是令人满意的。     

低能Ar^＋轰击对GaAs,AlxGa1—xAs表面成分的影响

低能离子溅射半导体表面会引起表面结构和成分的变化,导致器件电学性能变差。本文用俄歇电子谱研究了轰击离子能量和束流密度对GaAs、Al_xGa_(1-x)As表面成分的影响。实验分析表明,离子轰击导致GaAs表面As元素严重贫乏和Al_xGa_(1-x)As表面Al元素强烈偏析和Ga元素的轻微减小。我他对离子轰击后GaAs Al_xGa_(1-x)As的表面成分分析结果与文献值不同。实验结果同时说明,GaAs与Al_xGa_(1-x)As中离子溅射行为有较大的差别,我们对此进行了初步讨论,并将实验结果与理论模型进行了比较,发现实验与理论之间不能很好一致。     

无飘移电迁移理论(扩散产生复合俘获理论)

电迁移是在高电流密度下金属导体中原子输运,它在导体中产生空位,增加导体的电阻.Huntington于1961年描述电迁移;Black于1969年推导经验电阻公式用以模拟电迁移,给出电阻和失效实验数据对电流密度和温度的依赖关系.Tan于2007年总结Black经验公式在连接晶体管和其他硅集成电路器件的导线方面四十年运用情况.自1957年第一个Landauer理论以来,理论工作者用50年试图论证飘移力,即Black假设的电子动量转移,又称电子风力,作用到金属原子和离子上,可使它们移动.Landauer于1989年断定,即使运用最基本和完备的多体量子输运理论,电子风力也站不住脚.本文回顾用于金属导线的无飘移或无电子风力原子空位模型.萨在八十年中提出这模型,在1996年以课外作业题解的形式描述这模型.该模型解释了用Black经验公式拟合的电阻实验数据的电流和温度依赖关系.得到精确解析方程,描述两种极限情形下金属导线电阻或电流,R(t)/R(0)=J(t)/J(0)=[1-2(t/τα)1/α]-1/2:从低到高电流密度,价键断裂情形α=1～2和原子扩散情形α=2～4.其中τα是电迁移机理的时间特征常数,含有价键断裂率,原子扩散系数和激发能.     

无飘移电迁移理论（扩散产生复合俘获理论）

电迁移是在高电流密度下金属导体中原子输运,它在导体中产生空位,增加导体的电阻.Huntington于1961年描述电迁移;Black于1969年推导经验电阻公式用以模拟电迁移,给出电阻和失效实验数据对电流密度和温度的依赖关系.Tan于2007年总结Black经验公式在连接晶体管和其他硅集成电路器件的导线方面四十年运用情况.自1957年第一个Landauer理论以来,理论工作者用50年试图论证飘移力,即Black假设的电子动量转移,又称电子风力,作用到金属原子和离子上,可使它们移动.Landauer于1989年断定,即使运用最基本和完备的多体量子输运理论,电子风力也站不住脚.本文回顾用于金属导线的无飘移或无电子风力原子空位模型.萨在八十年中提出这模型,在1996年以课外作业题解的形式描述这模型.该模型解释了用Black经验公式拟合的电阻实验数据的电流和温度依赖关系.得到精确解析方程,描述两种极限情形下金属导线电阻或电流,R(t)/R(0)=J(t)/J(0)=[1-2(t/τα)1/α]-1/2:从低到高电流密度,价键断裂情形α=1～2和原子扩散情形α=2～4.其中τα是电迁移机理的时间特征常数,含有价键断裂率,原子扩散系数和激发能.     

连载8 金属加工的新方法——高能密度加工法综述

一般来说,在液体和空气中构成放电现象的基本粒子有电子、离子、中性原子和分子,这里所说的离子加工(I on Machining)是积极利用其中的离子的加工方法。离子轰击金属原子时会引起溅射现象,是格罗夫(W.R.Grove)于1852年发现的。近几年来,从1950年左右开始又再度受人注意,轰击材料而进行蚀刻,以及离子轰击而使飞散     

双靶共溅射制备AZO薄膜的光电性能研究

采用双靶共溅射的方法制备了光电性能较好的掺Al氧化锌(AZO)薄膜,利用X射线衍射仪、霍尔测试仪、SEM等多种技术手段研究了不同的Al溅射功率和快速退火条件对AZO薄膜的影响,发现AZO薄膜在Al溅射功率为15W、退火温度为400℃时性能最佳.当A1溅射功率为15W时,其电阻率最低为6.552×10-4 Ω·cm,可见光波段(400～700 nm)平均透过率超过92％.随着Al溅射功率的增大,可见光波段的透过率逐渐减小,红外波段(2.5～20 μm)的透过率逐渐增大,最大为40％.     

离子注入半导体的溅射效应

本文中给出了离子注入过程中的离子溅射效应。这包括入射离子在注入过程中所引起的表面溅射效应、注入离子浓度的剖面修正、注入离子在靶子中的收集量等参数与注入能量、剂量和元素种类的关系。特别地分析了Sb、As、P、N和O注入Si过程中的溅射问题。并给出了注入过程中注入杂质的溅射量和溅射的深度。对上述那些元素注入时,给出了注入到靶中的实际量(称为收集量)与注入能量和注入剂量的关系。最后,讨论了避免溅射效应所应利用的条件。