文档介绍：燕山大学
硕士学位论文
β-FeSi<,2>薄膜的制备及Fe/Si多层膜的结构与互扩散研究
姓名:刘明霞
申请学位级别:硕士
专业:材料学
指导教师:王文魁;刘日平
20050101
摘要本文采用湎哐苌浞治结合原子力显微分析案分辨电子显微分析方法芯苛薆.∧さ男纬珊蜕以及/多层膜的结构与互扩散。采用离子束溅射靶的方法在腟衬底上得到厚度为的单相瓼薄膜,高分辨透射电镜证实该狥薄膜为局部外延且与衬底的界面明显。采用离子束分别溅射靶和靶的方法制备出芷诤芷的【嗖隳ぃ远嗖隳ぴ婵胀嘶种拥玫厚度分别为和牡ハ∧ぁ利用原位湎哐苌浞ń辛薋疭嗖隳さ慕峁购突ダ┥⒀芯浚确定了调制波长、平均成分和界面粗糙度等参数,确定出/多层膜在低温退火过程中的互扩散系数为:.×。./痵膜内相对高密度的界面为扩散原子提供了短程快扩散通道,这是扩散激活能较小的主要原因,利用非平衡缺陷暂时捕获扩散原子的机制半定量地解释了扩散过程中较小的前置系数现象。对质子和电子综合辐照下/多层膜的互扩散进行了研究,结果表明:质子和电子综合辐照下的/多层膜发生了原子迁移、重排进而引起结构弛豫和晶化。随着辐照剂量增加,多层膜一级调制峰显著下降,同时非晶相最近邻原子间距减小,短程有序范围增加,说明质子和电子综合辐照促进了/多层膜的互扩散。关键词;反应沉积外延;互扩散;多层膜;质子电子综合辐照/
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,又是社会现代化的物质基础和先导。材料,尤其是新材料的研究、开发和应用反映了一个。当今世界的环境污染和能源危机的问题日趋严重,寻找新的绿色能源和开发新的节能材料的工作已迫在眉睫。与之相对应的,人们不再仅仅满足于传统材料的探索,而是希望能够有目的地设计并制造出具有优异的光电、热电性能,并且无污染、无毒的新型材料,以满足日益增长的各种需求。因此,半导体瓼作为新型的光电、热电材料,媸艿饺嗣堑闹厥印А。普遍认为—化合物有四种:蛞籉和狥渲兄挥蠪蚿—茉谑椅孪挛榷ù嬖凇】。最新研究发现,勾嬖诹硗饬礁鲅俏认啵淳哂蠧峁沟腨—途哂蠧结构的‘K械奶杌衔锒季哂辛己玫目寡趸浴⒔系偷恼羝压和无毒等特性。根据二元体系—相图,衔镌℃以上时表现为金属相,即四方结构的狥,当温度低于媸弊1湮0导体相,即正交结构的籉。从高于娴奈露瓤焖倮淙纯梢缘玫亚稳的荆瓼。瓼和结构差异很大,四方结构的瓼每个单胞内只有鲈樱渚Ц癯J#正交结构的瓼每个单胞内有个原子缤所示个铁原子和个硅原子,空间群为,晶格常数为【弧保/
塞坐奎兰三兰堡圭兰堡丝圣中,腟辛街衷踊肪常ü猿票浠还钩烧鼍О的两种环境是虵皊,前者属于点群,后者属于々。是一种具有半导体导电特性的重要硅化物,⒌缱器件的集成提供了可能。由于现在普遍使用的红外检测材料是有毒的,不论是从环境保护还是从人类健康的角度出发,它都称不上是理想的半导体材料,。对于的导电性,目前许多报道认为是空穴导电,这种空穴来源于中存在大量的空位,主要载流子为空穴,这导致费米面紧靠价带边缘。等人的报道表明,在高温下空穴型载流子更易被激发。与此同时,的迁移率是人们关心的焦点之一,很多研究工作通过中掺杂,提高载流子或空穴浓度从而增加载流子的迁移率,降低电阻。例如,当中无掺杂时,空穴浓度为”一:当掺入%和%的时,空穴浓度分别增加到”。和一。.等人对化学输送法生长的瓼单晶进行测量,结果表明:单晶中观察到的重电子迁移率是以前报道的十倍。他们同时进行了各种测量,得出阻抗随温度变化很小,褪匝幕舳凳览涤诖图グ峁故疽馔一】—
.谕庋芯肯肿场,在低温重电子的迁移率是。一:偷ゾУ目昭ㄇㄒ坡在畲竽艽锏浇咏另外,在高温下具有很高的热电转换系数,是一种应用潜力很大、适于在妗℃温度范围内工作的热电材料。具有高的抗氧化性,在大气中工作无需保护,不易中毒:另外,这种材料来源丰富,价格低廉,选用低纯度的工业原料制备对其热电性能无明显影响。的另一大优点是可以通过在瓼掺入不同杂质,分别制成和型半导体,这避免了由于半导体两只脚材料的热膨胀系数不同而引起的热电元器件制作上的困难。正是由于以上特点,成为一种很有发展前途的热电材料。提高狥热电性能指数的方法有以下几种:ü黾釉亓髯拥迁移率来减少材料的电阻;ü黾幼橹木刃岳醇跎俨牧系牡缱和热导率;ü富Я@醇跎俨牧系娜鹊悸省Q芯咳嗽狈⑾郑琕、,对烧结瓼用制成秃陀肁騇瞥蒔型可获得最佳热电性能;同时,在狥中掺杂捎诖ǖ蓟频母谋洌筽—牡缱杪拭显下降,室温热电系数从无掺杂的/黾拥畍/4送猓富晶粒可以显著降低