a-SiNx∶H薄膜的导电机制

研究了a-SiN     

a-SiN_x∶H薄膜的导电机制

研究了a-SiNx∶H薄膜的电导激活能与氮含量的关系。结果表明,随氮含量增加,样品表现出两种并行的电导机制：欧姆机制与Poole-Frenkel机制。采用两种电导机制拟合电流随温度变化曲线后得到了不同氮含量样品的电导激活能。由于氮在非晶硅中为施主类杂质,且具有特殊的结构组态,因而提出了一种调制掺杂模型解释了实验现象。     

碳化硅晶须/氮化硼原位反应及导热绝缘硅橡胶复合材料

利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)分别处理碳化硅晶须(SiCw)和氮化硼(BN),得到表面带氨基的碳化硅晶须(NH2-SiCw)和表面带环氧基的氮化硼(Epoxy-BN).随着NH2-SiCw与Epoxy-BN在硅橡胶基体中原位反应时间的延长、反应温度的升高...     

HWP-CVD氮化硅薄膜的结构和光学特性

采用傅立叶红外吸收谱和紫外-可见透射谱研究了螺旋波等离子体增强化学气相沉积法制备的氢化非晶氮化硅薄膜的原子间键合结构和光学特性。结果表明,在不同硅、氮活性气体配比R下,薄膜表现出不同的Si/N比和H原子键合方式,富氮样品中H原子主要和N原子结合,而富硅样品中主要和Si原子结合。随着R的增加,薄膜的光学带隙E_g和E₀₄逐渐减小,此结果关联于薄膜结构无序性程度的增加,而薄膜的(E₀₄-E_g)和Tauc斜率B值之间存在着相互制约关系。     

非晶壳层SixN/SiyC包覆硅量子点的微结构表征

通过磁控溅射技术和1100℃的高温后退火处理,在富硅碳化硅薄膜中形成高密度小尺寸的硅量子点,硅量子点的结构由X射线光电子能谱和高分辨透射电镜进行表征,结果表明,在高温退火过程中,碳化硅薄膜发生了相分离,硅和碳的化学结合态在热力学的驱动下形成稳定的Si-Si键和Si-C键,同时,氮原子钝化了分解过程中形成的Si悬挂键,在硅量子点的表面形成SixN/SiyC非晶壳层。这种非晶壳层包覆量子点的结构配置非常有利于形成稳定的超小硅量子点 （1-3 nm）,此结构的量子效应所产生的光吸收了从绿光到紫外光的光谱范围,大幅度提高光伏太阳能电池的光电转换效率。     

Highly Porous Silicon Membranes Fabricated from Silicon Nitride/Silicon Stacks

Nanopore formation in silicon films has previously been demonstrated using rapid thermal crystallization of ultrathin (15 nm) amorphous Si films sandwiched between nm‐thick SiO₂ layers. In this work, the silicon dioxide barrier layers are replaced with silicon nitride, resulting in nanoporous silicon films with unprecedented pore density and novel morphology. Four different thin film stack systems including silicon nitride/silicon/silicon nitride (NSN), silicon dioxide/silicon/silicon nitride (OSN), silicon nitride/silicon/silicon dioxide (NSO), and silicon dioxide/silicon/silicon dioxide (OSO) are tested under different annealing temperatures. Generally the pore size, pore density, and porosity positively correlate with the annealing temperature for all four systems. The NSN system yields substantially higher porosity and pore density than the OSO system, with the OSN and NSO stack characteristics fallings between these extremes. The higher porosity of the Si membrane in the NSN stack is primarily due to the pore formation enhancement in the Si film. It is hypothesized that this could result from the interfacial energy difference between the silicon/silicon nitride and silicon/silicon dioxide, which influences the Si crystallization process.     

无压烧结氮化硅陶瓷的力学性能和显微结构

以MgO-Al₂O₃-SiO₂为烧结助剂,借助XRD、SEM、TEM、EDS、HRTEM等手段,研究了无压烧结氮化硅陶瓷材料的力学性能和显微结构,着重探讨了材料制备工艺、力学性能和显微结构之间的关系,通过调整制备工艺改善材料微观结构以提高材料的力学性能.强化球磨混合的试样经1780℃无压烧结3h后,抗折强度高达1.06GPa,洛氏硬度92,显微硬度14.2GPa,断裂韧性6.6MPa·m^0.5.材料由长柱状β-Si₃N₄晶粒组成,晶粒具有较大的长径比,长柱晶的近圆晶粒尺寸0.3-0.8μm,长度3-6μm,长径比约7-10,显微结构均匀.     

籽晶添加对氮化硅陶瓷显微结构与力学性能的影响

以不同配比的Y₂O₃-Al₂O₃为烧结助剂, 通过添加3wt%的单分散β-Si₃N₄籽晶, 采用气压烧结制备了氮化硅陶瓷, 并对所得材料的相组成、密度、室温和高温力学性能及显微结构进行了研究. 结果表明: 不同烧结助剂配比的α-Si₃N₄粉体在1800℃保温2 h即全部转化为β-Si₃N₄, 且各烧结体的相对密度都达到了97%以上. 在6wt%Y₂O₃和4.5wt%Al₂O₃为烧结助剂时, 添加3wt%籽晶的样品其室温强度和1200℃高温强度分别提高了20%和16%, 断裂韧性提高了8%.     

APCVD制备氮化硅薄膜的微观结构

以ＳｉＨ４和ＮＨ３作为反应气体,用常压化学气相沉积（ＡＰＣＶＤ）法在平板玻璃表面制备出了氮化硅薄膜,研究氮化硅薄膜的形貌和微观结构,研究结果表明：在６６０℃温度所获得的氮化硅薄膜为非晶态,氮化硅薄膜与平板玻璃基板之间的界有熔焊现象,结合牢固。     

Microstructure of In-Situ composites

In this paper, the results of several years of research work by the authors on the microstructure of In-Situ composites are reviewed. Alloy systems investigated are the fibrous Al? Ni and cobalt-base superalloy Co? Cr? C, and the lamellar Al? Cu and Co? W. The effect of solidification variables and off-eutectic compositions on the micro-structure of Al? Ni Co? W and Al? Cu systems was studied. The influence of heat flow direction on the microstructure of Al? Ni was examined. Post solidification isothermal annealing was performed for Al? Cu and Co? Cr? C alloy and thermal cycling regimes were imposed on the Co? Cr? C alloy and the microstructure variations were examined. Computer simulation of directional, solidification to study the heat flow pattern in the metal and mould was also performed. It was found that low growth rates, high temperature gradients, eutectic composition and pure materials favor a planar solidification front and an aligned structure. Increasing the growth rate resulted in finer structures. The thermal stability of In-Situ composites was found to be reasonably good due to the strong interfacial bond between matrix and reinforcement in this class of composites.     

氮化硅复合陶瓷的制备及其显微结构分析

以Si3N4、SiC为原料,Y2O3、Al2O3、MgO为助剂,在1500℃氮气气氛下采用无压烧结的方式进行烧结。利用SEM和XRD观察分析了材料的组织结构和物相组成,研究了材料的配方、制备工艺和烧结性能之间的关系。结果表明,当SiC含量为5％时,烧结体的空隙率为22．9％,抗弯强度为395MPa,显微结构均匀、晶粒细小。     

非晶硅叠层太阳能电池的现状与发展方向

对非晶硅叠层太阳能电池的现状及发展动态进行了综述。分析了目前阻碍非晶硅太阳能电池进一步发展和应用的制约因素 ,提出了非晶硅叠层太阳能电池是今后进一步开发非晶硅太阳能电池的重要方向。介绍了美国Solarex公司的 4平方英尺和 8平方英尺叠层非晶硅太阳能电池的生产线及其工艺 ,并就低成本大批量生产具有较高稳定性的叠层太阳能电池的关键技术如选择和制备优质底电池的i层材料、提高生产率等进行了讨论     

纳米复合膜的研究进展

纳米复合膜是当前表面工程领域的发展前沿，综述了纳米复合膜的研究现状及进展，分析了纳米复合膜的特点、制备工艺及用途，对纳米复合膜的发展趋势提出了一些看法。     

多孔氮化硅/碳化硅复合材料制备的反应机理分析

为了探索碳热还原法制备多孔氮化硅/碳化硅(Si₃N₄/SiC)复合陶瓷材料在高温阶段的反应机理,采用固化的酚醛树脂为碳源,通过热解产生具有反应性的碳,使之在1300-1780℃等不同温度下与表面包裹的氮化硅粉反应,氩气为保护气氛.通过对试样的XRD、TEM分析和显微结构观察,结合反应的热力学和动力学结果计算推测,树脂裂解碳与Si₃N₄反应生成SiC的机理主要为Si₃N₄分解生成Si(l)与C进一步发生的液-固反应,和Si(l)与反应过程中的中间产物CO(g)之间发生的液-气反应.其他还包括C与Si₃N₄间直接进行的固-固反应;C与Si₃N₄表面的SiO₂间的气-固反应以及由SiO(g)、Si(g)参与的气-固反应.树脂裂解碳与Si₃N₄从1400℃左右开始发生反应形成SiC,温度升高对SiC层的生长有促进,保温时间的延长对SiC层的生长厚度影响较大.     

硼掺杂对非晶硅薄膜微结构和光电性能的影响

以硅烷 (SiH4 )和硼烷 (B2 H6)为气相反应先驱体 ,采用等离子体增强化学气相沉积法 (PECVD)制备出轻掺硼非晶氢硅薄膜。X射线衍射、原子力显微镜和光、暗电导测试表明 ,一定程度的硼掺杂提高了非晶氢硅薄膜的电导率 ,降低了非晶氢硅薄膜的光、暗电导比 ,并促进了非晶氢硅薄膜中硅微晶粒的生长。红外吸收谱研究预示了大量的硼原子与硅、氢原子之间能形成某些形式的复合体 ,仅有少量硼元素对P型掺杂有贡献。     

氮气压力对多孔氮化硅陶瓷显微组织和力学性能的影响

以α-Si₃N₄为原料, Y₂O₃为烧结助剂, 在三种不同的氮气压力(0.12、0.32和0.52 MPa)下烧结制备了多孔氮化硅陶瓷。研究了氮气压力对氮化硅的烧结行为、显微组织和力学性能的影响, 分别通过SEM观察显微组织并统计晶粒的长径比, 通过XRD对物相进行分析, 并对烧结试样进行三点弯曲强度测试。随着氮气压力的提高, 多孔陶瓷的线收缩率降低、气孔率提高, 这是由于低熔点的液相中N含量随氮气压力的提升而增加, 导致了液相粘度提高, 抑制陶瓷致密化。随着氮气压力的提高, 组织中的棒状β-Si₃N₄生长良好, 晶粒长径比增大, 其原因是高的液相粘度抑制了β-Si₃N₄形核, 有利于β-Si₃N₄生长。由于β-Si₃N₄棒状晶的作用, 陶瓷弯曲强度随氮气压力的升高得到改善, 但是气孔率的升高降低陶瓷的强度。在0.52 MPa的氮气压力下烧结的多孔陶瓷气孔率达58%, 弯曲强度为140 MPa。     

Corrosion Characteristics of Silicon Carbide and Silicon Nitride

The present work is a review of the substantial effort that has been made to measure and understand the effects of corrosion with respect to the properties, performance, and durability of various forms of silicon carbide and silicon nitride. The review encompasses corrosion in diverse environments, usually at temperatures of 1000 °C or higher. The environments include dry and moist oxygen, mixtures of hot gaseous vapors, molten salts, molten metals, and complex environments pertaining to coal ashes and slags.