国家自然科学基金(10605009)
- 作品数：10 被引量：93H指数：6
- 相关作者：张庆瑜马春雨刘明刘志文谷建峰更多>>
- 相关机构：大连理工大学中国科学院清华大学更多>>
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- 相关领域：理学电子电信一般工业技术更多>>
- 离子注入Zn的Si(001)基片热氧化制备纳米ZnO团簇及其生长行为研究
- 2009年
- 采用离子注入技术将Zn离子注入Si(001)基片,并在大气环境下加热氧化制备了ZnO纳米团簇.利用电子探针、薄膜X射线衍射仪、原子力显微镜和透射电子显微镜,对注入和热氧化后的薄膜成分、表面形貌和微观结构进行表征,探讨了热氧化温度以及注入剂量对纳米ZnO团簇的成核过程及生长行为的影响.结果表明,Zn离子注入到Si基片表面后形成了Zn纳米团簇,热氧化过程中Zn离子向表面扩散,在表面SiO2非晶层和Si基片多晶区的界面处形成纳米团簇.热氧化温度是影响ZnO纳米团簇结晶质量的一个重要参数.随着热氧化温度的升高,金属Zn的衍射峰强度逐渐变弱并消失,而ZnO的(101)衍射峰强度逐渐增强.当热氧化温度高于800℃以后,ZnO与SiO2之间开始发生化学反应形成Zn2SiO4.
- 付伟佳刘志文刘明牟宗信张庆瑜关庆丰陈康敏
- 关键词：离子注入形貌分析
- 反应磁控溅射ZnO/MgO多量子阱的光致荧光光谱分析被引量：19
- 2007年
- 采用反应射频磁控溅射方法,在Si(001)基片上制备了具有高c轴择优取向的ZnO/MgO多量子阱.利用X射线反射、X射线衍射、电子探针,光致荧光光谱等表征技术,研究了ZnO/MgO多量子阱的结构、成份和光致荧光特性.研究结果表明,多量子阱的调制周期在1.85—22.3nm之间,所制备的多量子阱具有量子限域效应,导致了室温光致荧光峰的蓝移,并观测到了量子隧穿效应引起的荧光效率下降.建立了基于多声子辅助激子复合跃迁理论的室温光致荧光光谱优化拟合方法,通过室温光致荧光光谱拟合发现,ZnO/MgO比ZnO/ZnMgO多量子阱具有更大的峰位蓝移,探讨了导致光致荧光光谱展宽的可能因素.
- 辛萍孙成伟秦福文文胜平张庆瑜
- 关键词：多量子阱磁控溅射光致荧光量子限域效应
- 电化学沉积高c轴取向ZnO薄膜及其光学性能分析被引量：10
- 2007年
- 采用阴极还原方法,在透明导电玻璃(ITO)上制备了高c轴择优取向的ZnO薄膜.通过X射线衍射、扫描电子显微镜等表征技术,研究了沉积电流对ZnO薄膜的结构、应力状态及表面形貌的影响;利用光致荧光光谱及透射光谱等分析方法,探讨了沉积电流变化对ZnO薄膜的光学性能的影响.研究结果显示:各沉积电流下均可制得高c轴取向的ZnO薄膜;薄膜表面形貌受电流的影响较大;从透射谱可以看出,薄膜在可见光波段有较高透射率,且薄膜厚度随沉积电流的增大而增大.光致荧光测量表明,电化学沉积的ZnO薄膜具有明显的带隙展宽.而且,随着沉积电流的增加,带隙发光强度逐渐减弱,缺陷发光逐渐增强.
- 谷建峰付伟佳刘明刘志文马春雨张庆瑜
- 关键词：ZNO薄膜电沉积表面形貌光学性能
- Ti缓冲层及退火处理对Si(111)基片上生长的ZnO薄膜结构和发光特性的影响被引量：1
- 2009年
- 采用反应磁控溅射法在Si(111)基片上制备了带有Ti缓冲层的高c轴取向ZnO薄膜.通过X射线衍射分析和光致荧光光谱测量,研究了Ti缓冲层厚度和退火处理对ZnO薄膜结晶质量和光致荧光特性的影响.研究结果表明,Ti缓冲层的引入可以有效改善Si基片上ZnO薄膜的发光性能,但缓冲层存在一个最佳的厚度.薄膜应力是影响ZnO薄膜紫外荧光发射性能的重要因素,较小的残余应力对ZnO薄膜的紫外荧光发射是有利的,残余应力的存在可以改变ZnO薄膜紫外荧光发射能量.随着退火温度的增加,薄膜中的张应力增大,导致带隙宽度减小以及激子复合跃迁峰逐渐向低能方向移动.
- 魏玮刘明曲盛薇张庆瑜
- 关键词：ZNO薄膜缓冲层退火处理
- 蓝宝石基片的处理方法对ZnO薄膜生长行为的影响被引量：9
- 2008年
- 采用反应射频磁控溅射方法,在经过不同方法处理的蓝宝石基片上,在同一条件下沉积了ZnO薄膜.利用原子力显微镜、X射线衍射、反射式高能电子衍射等分析技术,对基片和薄膜的结构、表面形貌进行了系统表征.研究结果显示,不同退火条件下的蓝宝石基片表面结构之间没有本质的差异,均为α-Al2O3(001)晶面,但基片表面形貌的变化较大.在不同方法处理的蓝宝石基片上生长的ZnO薄膜均具有高c轴取向的织构特征,但薄膜的表面形貌差异较大.基片经真空退火处理后,ZnO薄膜的生长形貌与基片未处理时十分类似,具有+c取向和-c取向两种外延岛特征;基片经氮气环境退火后,ZnO薄膜的生长形貌具有单一的-c取向外延岛特征,晶粒尺寸较大,但薄膜表面粗糙度没有明显改善;基片经氧气环境退火后,ZnO薄膜的生长形貌仍为-c取向外延岛特征,薄膜表面粗糙度显著降低.对于未处理、真空退火、氮气退火和氧气退火等方法处理的蓝宝石基片ZnO薄膜表面形貌的自仿射关联长度分别为619,840,882和500nm.
- 刘明刘志文谷建峰秦福文马春雨张庆瑜
- 关键词：ZNO薄膜反应磁控溅射形貌分析
- 反应射频磁控溅射法制备HfTaO薄膜的结构和光学性能
- ＜正＞随着超大规模集成电路集成度的提高,半导体器件的特征尺寸按摩尔定律不断缩小。高性能CMOS器件的栅介质层等效氧化物厚度（EOT）会缩小到1nm以下,传统的SiO2栅介质受隧穿效应的影响,栅漏电流过大。因此需要寻找新
- 苗春雨李智李树林马春雨张庆瑜
- 关键词：磁控溅射光学性能
- 文献传递
- 磁控溅射ZnO薄膜的退火热力学行为研究被引量：4
- 2007年
- 本文利用原子力显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射等分析手段研究了反应射频磁控溅射截然不同的阶段,其临界转变温度在790℃附近。进一步分析表明,决定低温退火的晶粒长大机制为Zn填隙原子扩散机制,而决定高温退火时的晶粒长大机制为O空位扩散机制。界面分析结果显示:在临界转变温度以下,ZnO薄膜与基体Si之间基本不发生界面反应;在高温退火过程中,ZnO薄膜与基体Si之间的界面反应主要以氧化后的Si表面层向ZnO扩散的方式进行,并导致了薄膜应力的迅速增加,而界面反应开始之前的薄膜应力的变化,则是由于晶粒合并所引起的。
- 刘志文付伟佳刘明谷建峰马春雨张庆瑜
- 关键词：ZNO薄膜退火行为
- Si(001)基片上反应射频磁控溅射ZnO薄膜的两步生长方法被引量：6
- 2007年
- 利用反应射频磁控溅射技术,采用两步生长方法制备了ZnO薄膜,探讨了基片刻蚀时间和低温过渡层沉积时间对ZnO薄膜生长行为的影响.研究结果表明,低温ZnO过渡层的沉积时间所导致的薄膜表面形貌的变化与过渡层在Si(001)表面的覆盖度有关.当低温过渡层尚未完全覆盖基片表面时,ZnO薄膜的表面岛尺度较小、表面粗糙度较大,薄膜应力较大;当低温过渡层完全覆盖Si(001)基片后,ZnO薄膜的表面岛尺度较大、表面粗糙度较小,薄膜应力较小.基片刻蚀时间对薄膜表面形貌的影响与低温过渡层的成核密度有关.随着刻蚀时间的增加,ZnO薄膜的表面粗糙度逐渐下降,表面形貌自仿射结构的关联长度逐渐减小.
- 谷建峰刘志文刘明付伟佳马春雨张庆瑜
- 关键词：ZNO薄膜形貌分析
- Cd掺杂纤锌矿ZnO电子结构的第一性原理研究被引量：30
- 2008年
- 采用密度泛函理论结合投影缀加波方法,对掺杂Cd导致ZnO禁带宽度下降的机理进行了研究.通过对掺杂前后电子能带结构,态密度以及分态密度的计算和比较,发现CdxZn1-xO价带顶端(VBM)始终由O-2p占据;而导带顶端(CBM)则由Cd-5s与Zn-4s杂化轨道控制.随着掺杂浓度的增加,决定带隙宽度的CBM的位置下降,同时VBM的位置上升,从而导致了带隙的变窄,出现了红移现象.此外,Cd掺杂会使晶胞发生膨胀,这种张应变也是导致CdxZn1-xO禁带宽度变小的原因之一.
- 唐鑫吕海峰马春雨赵纪军张庆瑜
- 关键词：密度泛函理论电子结构
- Be掺杂纤锌矿ZnO电子结构的第一性原理研究被引量：22
- 2008年
- 采用密度泛函理论结合投影缀加波方法,对Be掺杂导致ZnO禁带宽度增加的机理进行了研究.通过对掺杂前后电子能带结构、总态密度以及分态密度的计算和比较,发现导带底(CBM)是由Be2s电子与Zn4s电子共同控制;而BexZn1-xO价带顶(VBM)始终由O2p电子占据.随着掺杂量的增加,决定带隙宽度的CBM的位置上升,同时VBM的位置下降,从而导致了带隙的变宽,出现了蓝移现象.此外,Be掺杂会使晶胞发生压缩,这种压应变也是导致BexZn1-xO禁带宽度变宽的原因之一.
- 唐鑫吕海峰马春雨赵纪军张庆瑜
- 关键词：密度泛函理论电子结构
