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横向外延GaN结晶质量的同步辐射研究

核技术 2002年第10期25卷 770-774页

作者：冯淦郑新和王玉田杨辉梁骏吾郑文莉贾全杰中国科学院半导体研究所集成光电子学国家联合重点实验室北京100083 中国科学院高能物理研究所同步辐射室北京100039

采用同步辐射X光衍射技术研究了α -Al2 O3(0 0 0 1)衬底上横向外延GaN的结构特征。发现横向生长区的GaN(0 0 0 1)晶面与窗口区的GaN(0 0 0 1)晶面在垂直掩模方向上存在取向差。ω/2θ联动扫描发现横向生长区的GaN的衍射峰半高宽约为窗... 详细信息

采用同步辐射X光衍射技术研究了α -Al2 O3(0 0 0 1)衬底上横向外延GaN的结构特征。发现横向生长区的GaN(0 0 0 1)晶面与窗口区的GaN(0 0 0 1)晶面在垂直掩模方向上存在取向差。ω/2θ联动扫描发现横向生长区的GaN的衍射峰半高宽约为窗口区GaN的一半 ,这表明横向外延生长技术在降低GaN穿透位错密度的同时。

关键词：结晶质量 GaN 横向外延生长晶面倾斜晶粒度同步辐射 X光衍射结构特征半导体材料

碳化温度对异质外延3C-SiC薄膜结晶质量及表面形貌的影响

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人工晶体学报 2013年第5期42卷 856-859,868页

作者：石彪刘学超周仁伟杨建华郑燕青施尔畏中国科学院上海硅酸盐研究所上海201899 中国科学院大学北京100049

本文以Si(100)为衬底,利用水平式常压冷壁化学气相沉积(APCVD)系统在不同温度(1100～1250℃)下制备的"缓冲层"上生长了3C-SiC薄膜。结果表明,薄膜为外延生长的单一3C-SiC多型,薄膜表面呈现"镶嵌"结构特征,Si/3C-SiC界面平整无孔洞。碳... 详细信息

本文以Si(100)为衬底,利用水平式常压冷壁化学气相沉积(APCVD)系统在不同温度(1100～1250℃)下制备的"缓冲层"上生长了3C-SiC薄膜。结果表明,薄膜为外延生长的单一3C-SiC多型,薄膜表面呈现"镶嵌"结构特征,Si/3C-SiC界面平整无孔洞。碳化温度对薄膜的结晶质量和表面粗糙度有显著的影响,当碳化温度低于或高于1200℃时,薄膜的结晶质量有所降低,且随着碳化温度的升高,薄膜表面粗糙度呈现增大的趋势。当在1200℃下制备的"缓冲层"上生长薄膜时,可以获得最优质量的3C-SiC外延膜,其(200)晶面摇摆曲线半峰宽约为0.34°,表面粗糙度约为5.2 nm。

关键词： 3C-SiC 碳化结晶质量缓冲层

微喇曼和红外光谱法研究化学气相沉积金刚石多晶膜结晶质量特性

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光子学报 2011年第10期40卷 1509-1513页

作者：顾利萍唐春玖常熟理工学院江苏省新型功能材料重点建设实验室；物理与电子工程学院江苏常熟215500

研究了化学气相沉积多晶膜的宏观性能(颜色和透光性)与微观性能(结晶质量、相纯度和氢杂质含量)之间的关系,喇曼谱与金刚石膜中氢杂质含量(红外光谱测得)的关联性.给出了根据颜色和透明度来区分样本膜质量的实验依据,颜色较深的膜的结... 详细信息

研究了化学气相沉积多晶膜的宏观性能(颜色和透光性)与微观性能(结晶质量、相纯度和氢杂质含量)之间的关系,喇曼谱与金刚石膜中氢杂质含量(红外光谱测得)的关联性.给出了根据颜色和透明度来区分样本膜质量的实验依据,颜色较深的膜的结晶质量差、相纯度低、氢杂质含量高,1 332cm-1金刚石特征喇曼峰强度低,半峰宽大.由于多晶膜生长不均匀性、多晶以及粗糙度的影响,生长面的微喇曼光谱随采样点变化会产生较大的偏差,而光滑生长界面的喇曼光谱随采样点的变化偏差较小,因此生长界面的喇曼光谱更能反映化学气相沉积法制备金刚石膜的整体质量.

关键词：结晶质量多晶金刚石膜傅里叶变换红外光谱微喇曼微波等离子体化学气相沉积法

籽晶层对喷雾热分解法生长ZnO薄膜结晶质量和光电性能的影响

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发光学报 2006年第6期27卷 933-938页

作者：赵俊亮李效民古彦飞于伟东杨长中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室

通过脉冲激光沉积(PLD)方法在Si(100)衬底上沉积一层高质量的ZnO籽晶层,在籽晶层上进一步采用超声喷雾热分解(USP)法生长ZnO薄膜,研究了籽晶层对ZnO薄膜结晶质量和ZnO/Si异质结光电特性的影响。研究结果表明,在籽晶层的诱导作用下,USP... 详细信息

通过脉冲激光沉积(PLD)方法在Si(100)衬底上沉积一层高质量的ZnO籽晶层,在籽晶层上进一步采用超声喷雾热分解(USP)法生长ZnO薄膜,研究了籽晶层对ZnO薄膜结晶质量和ZnO/Si异质结光电特性的影响。研究结果表明,在籽晶层的诱导作用下,USP法生长ZnO薄膜由多取向结构变为(002)单一取向,结晶性能得到了显著改善;籽晶层上生长的薄膜呈现出垂直于衬底生长的柱状晶结构,微观结构更加致密。通过研究紫外光照前后ZnO/Si异质结的整流特性,发现引入籽晶层后,反向偏压下异质结的光电响应显著增加,并且在开路状态下出现明显的光伏效应。

关键词： ZnO薄膜籽晶层喷雾热分解法结晶质量光电性能

磁控溅射法制备ZnO:Ga薄膜的结晶质量及其应力研究

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中南民族大学学报（自然科学版） 2015年第1期34卷 66-72页

作者：钟志有兰椿龙路陆轴中南民族大学电子信息工程学院武汉430074 中南民族大学智能无线通信湖北省重点实验室武汉430074

以氧化锌(Zn O)掺杂氧化镓(Ga2O3)的陶瓷靶作为溅射靶材,采用射频磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了透明导电的掺镓氧化锌(Zn O:Ga)薄膜.通过X射线衍射仪测试研究了衬底温度对薄膜结晶性能及其残余应力的影响.研究结果表明:所有Zn O:Ga薄... 详细信息

以氧化锌(Zn O)掺杂氧化镓(Ga2O3)的陶瓷靶作为溅射靶材,采用射频磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了透明导电的掺镓氧化锌(Zn O:Ga)薄膜.通过X射线衍射仪测试研究了衬底温度对薄膜结晶性能及其残余应力的影响.研究结果表明:所有Zn O:Ga薄膜均为六角纤锌矿型的多晶结构并具有(002)方向的择优取向特性,其结晶性能和残余应力与衬底温度密切相关.随着衬底温度的升高,薄膜的(002)择优取向程度和晶粒尺寸呈现出先增大后减小的变化趋势,而薄膜的残余压应力则单调减小.当衬底温度为400℃时,Zn O:Ga薄膜具有最大的晶粒尺寸(75.1 nm)、最大的织构系数TC(002)(2.995)、较小的压应力(-0.185 GPa)和最好的结晶性能.

关键词：磁控溅射氧化锌薄膜掺杂结晶质量

HTHP和MPCVD单晶金刚石结晶质量和刻蚀对比研究

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HTHP和MPCVD单晶金刚石结晶质量和刻蚀对比研究

作者：韩晓桐山东大学

学位级别：硕士

金刚石作为目前自然界中硬度最高的材料,不仅在珠宝市场上具有极高的商业价值,在传统工业领域中也有广泛应用,如在机械加工中可作为高硬切割刀具、磨削砂轮、研磨颗粒;在钻探与开采中可作为钻头使用;在各种精密仪器中作为光学窗口等。... 详细信息

金刚石作为目前自然界中硬度最高的材料,不仅在珠宝市场上具有极高的商业价值,在传统工业领域中也有广泛应用,如在机械加工中可作为高硬切割刀具、磨削砂轮、研磨颗粒;在钻探与开采中可作为钻头使用;在各种精密仪器中作为光学窗口等。这些利用了金刚石的超硬性质、极低摩擦系数、极低热膨胀系数、高化学稳定性、光学等特性。近年来,随着金刚石制备技术的发展,其优异的半导体特性,如宽带隙、高热导率、高击穿电压、高载流子迁移率等,在半导体材料领域受到了广泛的关注。由于天然金刚石储备量少、价格高,制备高质量、大面积的单晶金刚石一直是材料科学领域重要的研究方向。目前常见的金刚石合成技术有高温高压法(HTHP)、微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD)、热丝化学气相沉积法(HFCVD)等。其中选用HTHP籽晶为衬底,MPCVD同质外延生长金刚石材料是一条重要的制备技术路线。然而由于金刚石物性特点,高质量、大面积的单晶金刚石制备仍存在诸多科学与技术问题。首要问题就是金刚石的加工。由于金刚石超硬的特性,其超精密加工难度极高。而无论是对于外延生长还是电子器件的制造,均要求单晶金刚石的表面粗糙度达到纳米级别。因此本文中针对超硬金刚石单晶片加工进行研究,建立包括晶面定向—切割—研磨—抛光四道工序的加工过程。劳厄法对HTHP金刚石进行表面定向后,采用激光切割体块单晶金刚石形成片状晶片。片状金刚石表面会存在大量的石墨层、切割痕等,导致表面不平整。研磨阶段的目的是去除激光切割的切割痕、石墨层等,实现表面平整化的一个过程。由于单晶金刚石晶面晶向的各相异性,针对Ⅰb型HTHP金刚石(HTHPⅠb),对其(100)晶面、(110)晶面,分别进行沿晶向、晶向的研磨实验,通过原子力显微镜(AFM)、激光聚焦显微镜(LEXT)等表征手段对比了磨削速度和研磨效果。机械研磨后仍存在表面/亚表面损伤,采用化学机械抛光进行超精密加工。通过激光拉曼光谱(Raman)、高分辨X射线衍射(HRXRD)、AFM等表征手段和等离子体刻蚀实验,对比了研磨和抛光后Raman sp3金刚石相的半峰宽和峰位移动、HRXRD摇摆曲线的半峰宽、表面粗糙度、刻蚀坑密度,发现化学抛光后的表面损伤更少,表面粗糙度较小。单晶金刚石材料应用于半导体领域需满足更高的质量要求。除了上述衬底加工后的表面状态,单晶金刚石的类型、同质外延生长的时间、生长工艺的各种参数、衬底(100)晶面的偏离角等均会对晶体质量有影响。针对这一问题,本论文通过Raman、HRXRD表征手段和等离子体刻蚀实验,比较了 HTHP Ⅰb、Ⅱa型HPHT金刚石(HTHPⅡa)、MPCVD型金刚石(MPCVD)三种单晶金刚石(100)面结晶质量的差异,并对比MPCVD同质外延生长8h和16h结晶质量。对比结果显示HTHP Ⅱa型和MPCVD短时间生长金刚石结晶质量相对较好。进一步对HTHP Ⅱa、HTHP Ⅰb和MPCVD(100)面进行H2和H2/O2等离子体刻蚀,计算了从900℃至1300℃下的刻蚀速率(Etching Rate,简称ER),根据阿伦尼乌斯方程计算了活化能(activation energy,简称Ea)。对比得到,在H2/O2刻蚀气氛下,Ea(HTHP Ⅰb)>Ea(MPCVD)>Ea(HTHP Ⅱa),在 H2 和 H2/O2 刻蚀气氛下,Ea(O2/H2)>Ea(H2)。通过X射线光电子能谱(XPS)测试刻蚀前后样品的表面,分析C1s光谱中含碳基团刻蚀前后的变化,H2刻蚀HTHPⅠb样品(100)面后,CHx基团、sp2 C-N基团含量百分比增加,O2/H2刻蚀后,CHx基团、sp2 C-N基团、C-O基团、C=O基团、-COOH基团含量百分比增加,说明等离子体中O组分的加入加强了刻蚀作用。O2/H2刻蚀HTHPⅡa样品(100)表面,CHx基团、C-O基团、C=O基团、-COOH基团含量百分比增加,相比于有氮元素的HTHPⅠb型,无氮元素的HTHPⅡa没有检测到碳氮基团,说明N元素的存在使刻蚀作用加强。分别用H2、O2/H2=1.50%、O2/H2=2%、O2/H2=3%、O2/H2=4%、O2/H2=5%等离子体刻蚀HTHPⅠb(100)面,通过LEXT观察刻蚀坑形貌,并记录刻蚀坑随刻蚀时间尺寸和形貌的变化,发现刻蚀坑尺寸随O2/H2比例的上升而增大,刻蚀坑形貌不再是规则的倒金字塔形状。等离子体刻蚀表面损伤处如划痕,会出现平底坑,在本论文中研究了平底坑和尖底坑随刻蚀时间形状的变化,发现平底刻会随刻蚀时间变大变平,直至消失。

关键词：单晶金刚石 HTHP 机械研磨化学机械抛光微波等离子体刻蚀刻蚀坑结晶质量

引入g-C3N4钝化钙钛矿结晶质量以提高碳基钙钛矿电池性能

同方学位论文库评论

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引入g-C3N4钝化钙钛矿结晶质量以提高碳基钙钛矿电池性能

不同激光能量和Zr/Ti比对PLD法制备PZT薄膜结晶质量的影响

第五届新型太阳能电池学术研讨会

作者：杨宗林范伟利张振云齐俊杰北京科技大学

自从2006年Miyasaka等人首次利用钙钛矿材料作为吸光层制备光伏器件以来,钙钛矿的效率在短短几年间从最初的3.8%已经达到了22.7%。相比于传统的太阳能电池,钙钛矿电池具有制备工艺简单,低能耗,低成本,高效率等优点。提高钙钛矿晶体质量... 详细信息

自从2006年Miyasaka等人首次利用钙钛矿材料作为吸光层制备光伏器件以来,钙钛矿的效率在短短几年间从最初的3.8%已经达到了22.7%。相比于传统的太阳能电池,钙钛矿电池具有制备工艺简单,低能耗,低成本,高效率等优点。提高钙钛矿晶体质量对提高钙钛矿太阳能电池的性能至关重要。本工作在碳基钙钛矿电池的制备中加入微量的g-CN,通过对制备的钙钛矿的表面形貌SEM,以及紫外-可见光吸收等表征手段检测,可以观察到加入g-CN之后,钙钛矿的结晶质量有了明显提高,晶粒增大,表面粗糙度降低,对可见光的吸收度增加,从而提高了钙钛矿太阳能电池的电流密度;同时因为降低了表面粗糙度,提高了钙钛矿与碳电极的层间接触,从而使填充因子有了很大提升。因此,通过引入g-C3N4钝化钙钛矿的结晶质量的优化手段,将钙钛矿太阳能电池的性能提高了31%。

关键词：钙钛矿太阳能电池 g-C3N4 结晶质量

来源： cnki会议评论

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昆明冶金高等专科学校学报 2021年第3期37卷 7-12页

作者：李瑛娟滕瑜宋群玲杨志鸿蔡川雄张金梁昆明冶金高等专科学校冶金与矿业学院云南昆明650033

典型的压电材料Pb(Zr0.52Ti0.48)O3因其优异的性能,可用来制备各种类型的压电器件,一直受到许多研究者的关注。采用PLD法在SrTiO3(100)单晶衬底上制备出了不同组分的PZT薄膜,讨论了不同激光能量和Zr/Ti比对Pb(Zr0.52Ti0.48)O3薄膜结晶... 详细信息

典型的压电材料Pb(Zr0.52Ti0.48)O3因其优异的性能,可用来制备各种类型的压电器件,一直受到许多研究者的关注。采用PLD法在SrTiO3(100)单晶衬底上制备出了不同组分的PZT薄膜,讨论了不同激光能量和Zr/Ti比对Pb(Zr0.52Ti0.48)O3薄膜结晶质量的影响,得出最佳生长PZT薄膜的条件,并分析其(002)摇摆曲线,结果显示Pb(Zr0.52Ti0.48)O3薄膜表面比较均匀,均方根粗糙度较小,体现出较好的结晶质量。最后根据谢乐公式可得出其所制备的薄膜晶粒尺寸在2~6 nm范围内,可以用于器件制作。

关键词： PZT薄膜激光能量 Zr/Ti比结晶质量

进入碳化塔的液体参数——对碳酸氢钠结晶质量的影响

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纯碱工业 1983年第3期 55-57页

作者： В.А.Гереминович 范建平

以前对制碱塔提出的科研课题,是在保证结晶质量的前提下,如何保持最佳的碳化塔生产能力和钠利用率。关于碳化塔这一单元设备问题,应予以解决。因为予碳化塔出口的液体参数,决定制碱塔工艺过程的许多重要指标。为此,必须弄清制碱塔工况... 详细信息

以前对制碱塔提出的科研课题,是在保证结晶质量的前提下,如何保持最佳的碳化塔生产能力和钠利用率。关于碳化塔这一单元设备问题,应予以解决。因为予碳化塔出口的液体参数,决定制碱塔工艺过程的许多重要指标。为此,必须弄清制碱塔工况的主要参数与予碳化塔出口液体参数的关系。有些文献介绍了第一洗涤器洗涤尾气的液体参数对碳化塔操作指标(钠利用率和塔的生产能力)的影响。试验结果表明,钠利用率是碳化单元的主要操作指标,钠利用率随着第一洗涤器洗涤尾气后的液体含氨量及碳化度的提高而提高。

关键词：碳酸氢钠含水量小苏打含水率结晶质量碳化塔