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铁铝金属间化合物中的原子缺陷

苏州市职业大学学报 2012年第2期23卷 1-5页

作者：周正存严勇健顾苏怡杜洁杨洪苏州市职业大学机电工程系江苏苏州215104

综述了铁铝金属间化合物中的原子缺陷的形成、特征及其存在对合金有序无序性能、空位硬化性能和阻尼性能的影响.

关键词：铁铝金属间化合物原子缺陷影响

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内耗技术在金属晶体原子缺陷方面的应用研究

苏州市职业大学学报 2010年第2期21卷 1-5页

作者：周正存杨洪顾苏怡严勇健杜洁苏州市职业大学机电工程系江苏苏州215104

通过内耗技术在金属晶体原子缺陷方面的应用研究,阐述了因晶体中原子缺陷的存在而导致温度谱上产生内耗峰.Snoek峰和Zener峰是两个典型的由原子缺陷引起的弛豫峰,晶体中原子缺陷含量和结构的不同会引起内耗峰的特征不同,从而可利用内耗... 详细信息

通过内耗技术在金属晶体原子缺陷方面的应用研究,阐述了因晶体中原子缺陷的存在而导致温度谱上产生内耗峰.Snoek峰和Zener峰是两个典型的由原子缺陷引起的弛豫峰,晶体中原子缺陷含量和结构的不同会引起内耗峰的特征不同,从而可利用内耗峰的特征和参数来探测原子缺陷的结构甚至含量.

关键词：内耗原子缺陷 Snoek峰 Zener峰

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二维材料可在室温下保存量子信息

电子产品可靠性与环境试验 2024年第3期42卷 89-89页

据报道,英国剑桥大学卡文迪许实验室科学家首次发现,层状二维材料六方氮化硼(hBN)中的“单原子缺陷”可以将量子信息在室温下保留几微秒。相关论文发表在《自然·材料》杂志上。这一发现意义重大,因为能够在环境条件(室温)下拥有量子性... 详细信息

据报道,英国剑桥大学卡文迪许实验室科学家首次发现,层状二维材料六方氮化硼(hBN)中的“单原子缺陷”可以将量子信息在室温下保留几微秒。相关论文发表在《自然·材料》杂志上。这一发现意义重大,因为能够在环境条件(室温)下拥有量子性质的材料十分罕见,此次发现还凸显了二维材料在推进量子技术方面的潜力。在hBN中,单一的“原子缺陷”在环境条件下表现出自旋相干,并且这些自旋可以用光来控制。自旋相干性指的是一种电子自旋,能够随时间推移保留量子信息。此次研究结果显示,如果将特定的量子态信息传输到电子自旋上,这些信息就会被存储约1/1000000 s,这使该系统成为一个非常有前途的量子应用平台。

关键词：量子信息电子自旋二维材料量子态信息量子技术量子性质卡文迪许实验室原子缺陷

单层WSe2的缺陷表征与碳基器件用高κ栅介质的ALD机理研究

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单层WSe2的缺陷表征与碳基器件用高κ栅介质的ALD机理研究

作者：丁素娟湘潭大学

学位级别：硕士

本文第一部分工作对单层二硒化钨(tungsten disulfide,WSe)中的缺陷,包括本征缺陷与非本征缺陷,进行了系统表征。选择机械剥离(mechanical exfoliation,ME)、化学气相沉积法(chemical vapor deposition,CVD)和分子束外延(molecular beam epitaxy,MBE)这三种主流方法制备的单层WSe作为样本,采用环形暗场扫描透射电子显微镜(ADF-STEM)对不同样本进行原子分辨表征,结合自动缺陷识别与计数、图像模拟等手段,对样本中的各类点缺陷进行定量和统计分析。实验结果表明:单层WSe中存在7种本征点缺陷,其中主导点缺陷为单硒空位(即V,对应一个硒原子缺失);点缺陷的浓度和多样性取决于制备方法,三种制备方法中CVD-WSe缺陷含量最高(例如,V的缺陷浓度高达1.48%),其次是ME(V浓度～0.85 at%)和MBE(V浓度～0.49 at%),并且CVD-WSe中含有7种点缺陷,而ME-和MBE-WSe仅有4种;CVD的生长条件(Se前驱体含量与生长基底)也会影响点缺陷的分布,例如富W条件下生长的WSe中的V浓度高于富Se条件,蓝宝石基底上生长的WSe中的V浓度高于Si O/Si基底。除点缺陷外,单层WSe还存在本征4|4P晶界,这类晶界通过拓扑缺陷-8元环和5元环的扭转实现平移和倾转。此外,在原位加热与电子束的诱导下,单层CVD-WSe中的点缺陷会演变形成4|4P和55|8等多种构型的孪晶界。这些结果确定了单层WSe中的缺陷结构,对于实现精确控制大尺度样品生长以及建立二维过渡金属硫族化合物材料的结构与性能的关系具有参考价值。本文第二部分工作从原子尺度表征出发,选取石墨烯作为沉积基底,力图揭示碳基器件用高κ栅介质二氧化铪(HfO)的原子层沉积(ALD)机理。首先设计了一种“半原位-无转移”的方法,将单层石墨烯转移至透射电镜微栅上作为HfO的沉积基底,该基底在ALD系统中沉积HfO后直接进行电镜表征,可避免由于后续转移而造成的生长信息的丢失。随后通过ADF-STEM对不同循环数沉积的HfO薄膜进行微观表征与分析,实验结果表明:HfO在形核初期主要表现为平均直径在5 nm左右的原子团簇,随着循环数的增加逐渐变成非晶状;石墨烯表面的残留聚合物、褶皱等,都是HfO优先形核位点;HfO薄膜的生长模式为岛层状生长,该生长模式下形成的薄膜厚度不均匀,并存在大量针孔,岛层状生长的原因可能与石墨烯表面的形核位点分布不均匀有关。本工作提高了对HfO在石墨烯等碳基材料表面的ALD机理的认识,对实现高质量栅介质的制备具有一定指导意义。

关键词：环形暗场扫描透射电子显微镜单层二硒化钨原子缺陷高κ栅介质原子层沉积

铁电In2Se3及超导铁电异质结Pb/In2Se3的扫描隧道显微镜研究

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铁电In2Se3及超导铁电异质结Pb/In2Se3的扫描隧道显微镜研究

作者：刘姿中国科学技术大学

学位级别：硕士

In2Se3是一种二维铁电材料,具有相互关联的面内与面外铁电极化,在外电场的作用下其极化方向可以发生翻转,在场效应晶体管、非易失存储器、相变随机存储器以及光电探测器等领域都有重要的应用前景。在材料生长制备过程中,缺陷的产生是不... 详细信息

In2Se3是一种二维铁电材料,具有相互关联的面内与面外铁电极化,在外电场的作用下其极化方向可以发生翻转,在场效应晶体管、非易失存储器、相变随机存储器以及光电探测器等领域都有重要的应用前景。在材料生长制备过程中,缺陷的产生是不可避免的,原子空位或缺陷的出现会影响铁电材料的电子结构和电荷分布,进而对其铁电极化产生复杂的影响,因此进一步理解缺陷对其电子结构的调控作用已成为铁电功能材料技术应用的关键前提。同时层状二维铁电材料可以与不同类型的材料堆叠组成范德瓦尔斯异质结,其外加电场翻转极化方向的特性为调节材料物性提供了新的手段。在本论文中,以扫描隧道显微镜(STM)作为主要研究手段,对二维铁电材料In2Se3的原子结构以及缺陷对其电子结构的影响进行研究;并进一步利用分子束外延(MBE)技术在In2Se3表面生长Pb超导薄膜材料构筑超导/铁电异质结Pb/In2Se3,探究In2Se3铁电性对Pb电子结构以及超导特性的影响。在第一章中,首先介绍铁电材料的特性、铁电极化产生的内在机理以及二维铁电材料的研究进展,其次对In2Se3的结构、物性以及在异质结中产生的效应进行总结。在第二章中,介绍研究中所使用的实验方法及实验设备,包括超高真空设备、MBE生长技术、拉曼光谱以及STM的工作原理和主要构造。在第三章中,展示In2Se3样品的表面形貌、原子结构、电子结构及缺陷。利用STM首次在实空间观察到α-In2Se3和β’-In2Se3两相共存的现象,高分辨率原子STM形貌图显示α-In2Se3表面存在不平整的缺陷,但具有完整的最上层Se原子六方晶格,这说明α-In2Se3存在非长程有序的下层原子缺陷。通过对α-In2Se3不同位置取微分电导谱(STS),揭示下层原子缺陷产生了空穴掺杂效应,并且可以调整样品局部位置的电子结构。其次对于β’-In2Se3,STM表征揭示其具有无缺陷的周期性纳米条纹结构。在第四章中,介绍α-In2Se3对Pb量子阱态(QWS)和超导转变温度(Tc)的影响。高分辨率STM图像显示Pb薄膜具有1 × 1的晶格结构,并显示出周期为2.5 nm的摩尔超晶格结构,这是由Pb和α-In2Se3的晶格含有11.3°的转角所致。相应的STS谱表明α-In2Se3衬底上的Pb薄膜不存在QWS,并且在4.5 K的温度下并未观察到Pb薄膜的超导态,Pb薄膜电子结构和超导性发生改变的机理有待进一步研究。在第五章中,对本论文的主要研究内容和结果进行总结,并对未来的研究方向进行展望。

关键词：扫描隧道显微镜原子缺陷电子结构超导/铁电异质结量子阱态