Mg2Si半导体薄膜的磁控溅射制备

采用磁控溅射技术和退火工艺制备出Mg2Si半导体薄膜,研究了退火时间对Mg2Si薄膜的形成和结构的影响.首先在Si(111)衬底上溅射沉积380nm Mg膜,然后在退火炉内氩气氛围500℃退火,退火时间分别为3.5h、4.5h、5.0h、5.5h、6.0h.采用X射线衍射和扫描电镜对薄膜的结构和形貌进行了表征.结果表明,采用磁控溅射方法成功地制备了环境友好的半导体Mg2Si薄膜.Mg2Si薄膜具有Mg2Si(220)的择优生长特性,最强衍射峰出现在40.12°位置;随着退火时间的延长,Mg2Si外延薄膜的衍射峰强度先逐渐增强后逐渐减弱,退火5h后,样品的衍射峰最强.Mg2Si晶粒随着退火时间的延长,先逐渐增大,退火5h后逐渐减小.     

退火对Fe（200nm）／Si系统中硅化物的形成和微结构的影响

采用直流磁控溅射方法,在Si（100）衬底上沉积厚约200nm纯金属Fe膜,随后在真空退火炉中不同退火条件下对样品进行热处理,形成Fe—Si化合物薄膜,利用X-射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对Fe—Si化合物进行表征分析,研究了退火条件对厚膜系统中Fe—Si化合物薄膜的形成、晶体结构和表面形貌的影响。     

液态金属大系统急冷过程中微结构转变机制的模拟研究

首次对于由50000个Al原子组成的液态金属系统在由急冷形成非晶态结构的过程中所出现的微观结构组织的变化进行了分子动力学模拟研究。探讨各种有关键型、原子团结构组态的转变机制,得到一幅十分清晰的关于金属原子成团及其演变的图景,同时也对模拟计算结果的微观机理给了相应的讨论。这对于深入理解非晶态结构的形成机制及其微观过程,将有重要的启示作用。     

退火对Fe/Si结构原子间互扩散及显微结构的影响

在Si(100)衬底上,用直流磁控溅射沉积约100nm的纯金属Fe膜,然后在600～1000℃真空退火2h.用能量为3MeV的C离子进行了卢瑟福背散射(RBS)测量,并用SIMNRA 6.0程序分析了测量结果,给出了界面附近Fe原子与Si原子间互扩散的完整图像.扫描电镜(SEM)观察和X射线衍射(XRD)测量表征了不同温度退火2h后Fe/Si系统表面的显微结构和晶体结构.由RBS、XRD测量与SEM观察结果,分析了退火过程对磁控溅射制备的Fe/Si双层膜结构原子间的互扩散行为、硅化物形成及显微结构的影响.     

K掺杂正交相Ca2Si电子结构和光学性质的第一性原理计算

采用第一性原理的平面波赝势方法和广义梯度近似(GGA),对K掺杂正交相Ca2Si前后的电子结构和光学性质进行比较分析。计算表明,掺K后正交相Ca2Si的能带向高能方向发生了偏移,形成直接带隙的p型半导体,禁带宽度为0.4318 eV,光学带隙变宽;掺杂K后价带主要是Si的3p态,Ca的3d、4s态以及K的3p、4s态的贡献。并利用计算的能带结构和态密度分析了K掺杂正交相Ca2Si前后的复介电函数、能量损失函数、反射光谱及吸收光谱,结果显示掺K增强了材料对太阳光谱中红外波段的能量利用。研究结果说明掺杂是改变材料电子结构和光电性能的有效手段,为Ca2Si材料光电性能的开发与应用提供了理论依据。     

开设物理及材料科学类课程情况调查

本文对目前国内高校电子科学与技术专业开设物理及材料科学类课程的情况进行了调查,结果表明:96%的高校开设了物理及材料科学类的课程,作为必修课的高校有64%,使用通用教材的高校有78%,认为开设此类课程有必要性的高校有95%,认为对学生就业和继续深造有作用的高校为100%,从而为电子科学与技术专业教学指导分委员会制定专业规范和发展战略提供了数据依据。     

真空热压烧结制备Fe_3Si基金属间化合物

采用真空热压烧结工艺直接烧结Fe、Si混合粉末,制备了Fe3Si金属间化合物。研究了热压烧结时间对烧结产物微观结构、硬度及致密度的影响。结果表明,经950℃、22MPa热压烧结0.5～4h均可得到高度有序的Fe3Si块体,且随烧结时间的延长,烧结产物中Fe3Si的含量有所增加,但当烧结时间长于2h,Fe3Si的有序度有所降低。同时烧结产物的硬度和密度也有同样的变化规律,其中烧结时间2h时烧结产物具有最佳硬度和密度,分别为90.7HRC和4.62g/m3。     

高能球磨法制备Fe_3Si合金粉末

采用高能球磨法研究了原子配比Fe75Si25的混合粉末在不同的球磨条件下的机械合金化,用X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)表征样品的物相、晶体结构、晶粒尺寸和点阵常数,分析了Fe75Si25粉末的机械合金化机理。研究表明,球磨时间、球料比和球磨机转速对机械合金化(MA)进程有重要影响。MA 55h后可达到完全合金化,Si溶入Fe中形成α-Fe(Si)饱和固溶体,晶粒尺寸减小至7～8nm。     

磁敏导电硅橡胶的特性及机理

研究了磁敏导电硅橡胶的特性,分析了导电粒子含量和磁粉含量对磁敏特性的影响,确定了最佳含量范围,并从理论上分析了磁敏机理。