离子束轰击诱导硅表面纳米结构和铁纳米条纹

研究了氩离子束轰击诱导硅表面自组装纳米结构和铁纳米条纹的形成规律.在单晶Si(100)表面水平放置直径为2mm的铁棒,采用3 keV氩离子束垂直轰击硅样品表面.扫描电镜观察表明:在金属铁棒周围由近及远,硅表面形成纳米条纹和纳米点阵,纳米条纹向纳米点阵的过渡形貌为链状纳米椭圆结构;并在铁棒区域自组装出金属铁纳米条纹.通过阻尼Kuramoto-Sivashinsky方程对离子束作用下固体表面纳米结构的形成机理进行了合理的诠释与讨论.     

低能离子束表面改性对聚碳酸酯（PC）润湿性能的影响

本文利用氩氧混合低能离子束对双酚A型聚碳酸酯（PC）透明材料进行表面改性,主要研究了改性前后表面润湿性的变化。结果表明,改性后的PC表面润湿性能得到了明显的改善,经XPS分析发现,改性后的PC表面生成了大量的含氧极性基团,使得表面含氧量有了很大的提高。原子力显微镜（AFM）的测试结果表明,改性后的PC表面粗糙度先减小后增大。     

低能离子束轰击对非晶Ni-P薄膜组织与性能的影响

用X－射线衍射仪（XRD），俄歇电子能谱分析仪（AES），电子探针（EPMA），差示扫描量热仪（DSC）和超微显微硬度计研究了低能氮离子束对非晶Ni-P合金镀层进行轰击的晶化规律，分析了在低能氮离子束作用下的非晶薄膜的组织结构和显微硬度，结果表明，用能量为3．0－4．0keV，束流为80－200mA的低能氮离子束对非晶Ni-P镀层进行轰击，镀层中可以晶化析出Ni和Ni3P相，并在Ni(111）晶面上出现择优取向。随低能氮离子束的轰击能量和束流的增大，Ni-P非晶镀层中Ni和Ni3P的晶化温度下降，束流对晶化温度的影响比加速电压的影响大。载能粒子对非晶薄膜的作用，产生氮离子注入效应，使表层的含氮量增加。随束流的增加，显微硬度增加减缓，而随氮离子束加速电压增加，显微硬度增加明显，在4000V加速电压的氮离子束轰击下，显微硬度达到HV2131，比一般退火晶化方法所得到的显微硬度显著提高。     

纳米结构及离子束改性对储氢材料性能的影响

氢能作为一种高能量密度、清洁的绿色新能源,已受到人们的极大重视.传统的储氢材料存在吸放氢动力学差和释氢温度高的缺点,不利于使用.综述了纳米结构和离子束技术对储氢合金性能的影响,指出纳米化以及离子束改性是改善储氢合金动力学特性和释氢温度的有效途径.     

离子束溅射生长Ge纳米薄膜的表面形貌观察

采用离子束溅射技术并按正交试验方案生长了不同厚度以及在不同条件下退火的Ge纳米薄膜,用AFM图谱对薄膜的表面形貌进行了表征.结果表明厚度为2.8nm的Ge膜在600℃下退火10min,出现了高4nm、直径50nm左右的Ge岛,而10nm厚的Ge膜在720℃下退火120min,岛的数量较多且分布比较均匀.通过离子束溅射机理和沉积原子之间的扩散运动,对这些现象进行了较为合理的解释.     

低能离子束表面改性对聚碳酸酯(PC)粘接性能的影响

利用氩氧混合低能离子束对双酚A型聚碳酸酯(PC)透明材料进行表面改性,并用自制丙烯酸酯胶黏剂表征了改性前后的粘接性能.结果表明:改性后的PC与丙烯酸酯胶黏剂的压剪强度得到了明显的改善.经分析,粘接性能的改善是由于低能离子束表面改性后的PC表面润湿性能的改善、表面活性的提高、表面弱电层的剥蚀和表面微交联层的生成引起的.     

低能甲烷和氢气混合离子束诱导产生石墨纳米晶包覆多壁碳纳米管的复合结构

采用能量为80eV的甲烷和氢气混合(1:5)离子束在700℃下辐照多壁碳纳米管得到了石墨纳米晶包覆多肇碳纳米管的复合物.扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察表明离子束处理后的多壁碳纳米管被一层粗糙的碳质层包覆.高分辨透射电子显微镜观察显示,该碳层由许多(002)面与碳纳米管管轴角度为45°～90°的石墨纳米晶构成,层内的多壁碳纳米管空腔结构基本不变.甲烷的高温和沉积可认为是石墨纳米晶结构形成的主因,而氢离子束对偏离其方向的石墨晶面的选择性刻蚀是导致最终沉积的石墨纳米晶晶面与纳米管管轴构成大角度分布的原因.     

软膜紫外光固化纳米压印中Amonil光刻胶的刻蚀参数优化(英文)

报道了反应离子刻蚀转移图形过程中对Amonil光刻胶的刻蚀参数优化的结果.利用软膜紫外光固化纳米压印技术,首先制备了线宽/间距均为200 nm的纳米光栅结构.然后采用反应离子刻蚀的方法去除残留的Amonil光刻胶.研究了不同的气体组成、射频功率、压强和气体流量对刻蚀形貌、表面粗糙度以及刻蚀速度的影响.在优化的工艺条件下,获得了理想的具有垂直侧壁形貌和较小表面粗糙度的纳米光栅阵列.结果表明,选择优化的刻蚀工艺参数,既能有效地改善图形转移的性能,同时也能提高所制备结构的光学应用特性.     

靶功率对溅射沉积CIGS薄膜的结构与光学性能的影响

采用单靶磁控溅射方法分别在玻璃和镀有Mo背电极的Soda-lime玻璃衬底上沉积Cu(In0.7Ga0.3)Se2(CIGS)薄膜。研究了靶功率变化对CIGS薄膜的晶体结构、表面形貌和光学性能的影响。采用XRD表征薄膜的组织结构,SEM和EDS观察和分析薄膜的表面形貌和成分,紫外-可见光分光光度计测试薄膜的透过率光谱。结果表明,在不同功率下制备的CIGS薄膜均具有(112)面择优取向。当溅射功率为300W时,CIGS薄膜的表面形貌最平整,结晶最均匀,n(Cu):n(In):n(Ga):n(Se)=30.00:15.01:3.97:51.03组分符合高效吸收层的要求。溅射沉积的CIGS薄膜对可见光的平均透过率低于2%,光学带隙约为1.4eV。     

用SPM纳米刻蚀方法在Ti表面制备纳米结构的研究

本文用导电原子力显微镜（AFM）针尘诱导局域氧化反应的方法，在Ti膜表面制备了TiO2纳米结构。实验结果表明，Ti膜的氧化阈值为-7伏，制备的TiO2纳米线的最小线宽达到10nm，TiO2纳米线的高度和宽度随针尘偏压的增大而增大。在优化的氧化刻蚀条件下，通过控制针尘偏压和扫描方式制备出了图形化的TiO2结构，本研究表明基于导电AFM的纳米刻蚀技术将成为构筑纳米电子器件的重要工具。     

低能离子束原位研究系统的建立及其应用

介绍一套具有质量分辨能力的低能离子束原位研究系统及其性能。在该系统中 ,低能离子束能量可调范围为 5～ 2 0 0eV ,束流为 1～ 6 μA ;在 10 0eV的能量下 ,束流密度可达 10 0 μA/cm2 ;离子束能量降至 10eV时 ,束流密度为 10～ 2 0 μA/cm2 。能量分散为± 0 5eV。离子的质量和能量分别由四极质谱仪和筒镜能量分析器表征 ,离子束束流和束流密度分布用两个法拉第杯进行测量。WienFilter的质量分辨率为 4 0。系统上装有XPS ,UPS ,LEED等分析仪器 ,确保在UHV条件下实现原位表面研究     

宽束冷阴极离子源离子能量及能量分布的研究

介绍了一种用于离子束辅助沉积光学薄膜的新型宽束冷阴极离子源,详细叙述了该源的结构和工作过程.采用五栅网离子能量测试装置研究了离子源的离子能量及能量分布.结果表明,探针接收的离子最低能量随着引出电压和真空度的升高而升高.离子能量分布概率密度函数为单峰函数,其峰值位置随着真空度的降低向低能量方向移动,随着引出电压的升高向高能量方向移动.当引出电压为200～1200V时,离子平均能量为600～1600eV,呈线性规律变化.这种离子源的离子平均初始动能约为430～480eV.了解和掌握离子源的这些特性和参数,可以有效的对镀膜过程的微观环境(离子密度、离子能量等)进行控制,促进薄膜制备工艺更好地进行.     

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。     

离子束外延生长(Ga,Mn,As)的退火研究

利用俄歇电子能谱(AES)和X射线衍射(XRD)分析了室温条件下离子束外延生长Ga、Mn、As样品,在不同的温度条件下进行退火后组分和元素分布的变化。结果表明退火有助于样品内部元素的均匀分布,温度为400℃会导致MnO2和Ga5.2Mn的结晶。     

光学元件离子束修形去除效率分析

离子束修形(IBF)技术成为光学零件获得超高面形必不可少的加工工艺.修形过程中采用光阑获取小的束径、稳定的去除函数是获得超高面形精度的前提.不同材料和工艺参数等不同条件下获得的去除函数都不相同,每次修形前都要重新测量去除函数.研究了不同入射能下、不同靶距下以及有无光阑时去除函数的变化.发现在离子光学系统几何参数一定的条件下,离子束去除函数的效率变化与入射能量、离子体浓度引起的离子鞘形状、束散角、温度、靶距、净加速电压与总加速电压之比的变化等因素都有关.当增大入射能量时,去除效率随之增加,但当入射能量大于一定值后就会出现随着入射能量增加而去除效率降低的"拐点"现象.有无光阑只改变去除效率的大小而不会改变"拐点"现象.因此不选用入射能量增大而去除效率减小的"拐点"之后的入射能量修形.     

离子束辅助反应电子束蒸发TiO2薄膜的结构和光学性能

TiO2具有较高的折射率和介电常数,在光学和电子学方面有着广泛的应用。本论文采用离子束辅助反应电子束真空蒸镀法,以Ti为膜料,纯度为99．99％的O2为反应气体,通过电子束蒸发,在玻璃衬底上反应生成TiO2薄膜。使用XRD、SEM分别对50℃、150℃、300℃三个不同衬底温度下沉积的薄膜及其经过450℃真空退火1h后的结构进行了分析,对薄膜的折射率、透射率进行了测量。结果表明,与传统的电子束蒸发相比,离子束辅助电子束蒸发可以增加成膜原子的能量,使沉积的薄膜结构致密,所制备的薄膜具有较高的折射率,并且薄膜在可见光范围内具有良好的透过性能。     

双离子束溅射法制备SiOxNy薄膜的结构与发光

本文采用双离子束溅射沉积法制备了SiOxNy复合薄膜,XRD、TEM测试表明薄膜呈非晶态,FTIR及XPS测试表明薄膜成分由Si、O、N组成,在室温下可观察到样品有400 nm（紫光）、470 nm（蓝光）的光致发光.根据测试分析研究了SiOxNy薄膜的可能的发光机理：470 nm处发光峰为来自于硅基薄膜中中性氧空位缺陷（O3≡Si-Si≡O3）,是由于氧原子配位的二价硅的单态-单态之间的跃迁所致,其发光强度随退火温度的升高而变化,800℃时最大,高于800℃时慢慢减弱;400 nm发光峰的发射与薄膜中的Si、O、N所形成的结构有关,它可能来自于Si、O、N结构所形成的发光中心,该峰位的强度随退火温度的升高而增强.     

离子束溅射Si薄膜的低温晶化生长

采用离子束溅射技术,在低生长束流(4～10 mA)范围内,对低温(25～300 ℃)Si薄膜的晶化进行了研究.由Raman和XRD表征分析得出:在300℃采用6mA的生长束流,可在硅衬底上得到结晶性和完整性较好的Si外延薄膜;25℃时,在硅衬底上得到Si薄膜的多晶结构,实现了Si薄膜的低温晶化生长.     

端部霍尔离子源工作特性及等离子体特性研究

研制了一种用于离子束辅助沉积光学薄膜的端部霍尔等离子体离子源 ,论述了该源的工作原理以及伏安特性。着重研究了用五栅网探针测试该源所发射的离子能量的原理和方法 ,并对测量结果进行了分析、比较。对该离子源的离子束流密度和均匀性进行了测试和分析