用光声谱法研究硅单晶中~(31)P~+离子注入

本文报道用光声谱法在近红外波段研究硅单晶中~(31)P~+离子注入效应,得到了注入剂量为10~(12)cm~(-2)-10~(15)cm~(-2)范围内的光声信号幅值随注入剂量变化的关系.对于先经退火后进行离子注入的样品,其剂量低到 5×10~(11)cm~(-2)的离子注入效应也能被检测到.在1×10~(12)-5 × 10~(13)cm~(-2)低剂量范围内,光声信号明显地随注入剂量而增加.因此,光声谱法是研究离子注入造成的晶格损伤的有效手段,有希望发展成为硅中离子注入剂量的无接触、快速、非破坏性的测量方法.     

基于打印聚合物薄膜技术的NH_3传感器

研究了一种新型的采用打印技术的NH3传感器,探讨了打印"墨水"材料聚苯胺和聚吡咯的制备和"墨水"掺酸比例对NH3传感器敏感度的影响。为了提高传感器灵敏度,分别对传感器的直流和交流阻抗特性进行了研究。结果发现在1.5 kHz左右交流阻抗的测试条件下,传感器灵敏度要较直流阻抗测试高近1个数量级。此外还通过构建1个交流阻抗拟合模型对传感器交流阻抗变化过程作了解释。研究的采用打印技术基于聚合物的NH3传感器具有成本低,可以制作在柔性衬底上和适合大规模生产等特点,在食品加工、养殖业和医疗等领域具有广泛的应用前景。     

基于二维金属亚波长孔阵列结构的MEMS红外辐射源特性研究

以MEMS红外气敏传感器为应用目标,采用MEMS技术设计和制作一种二维金属亚波长孔阵列结构红外辐射源。探讨了不同厚度SU-8膜对金属/电介质/金属(M/D/M)二维金属亚波长孔阵列结构在中远红外波段透射特性的影响。设计并制作了Au/SU-8/Au的M/D/M结构,测试采用傅里叶变换红外光谱仪器。同时对M/D/M结构不同电介质层情况下的中远红外波段透射特性进行了模拟。实验结果表明,SU-8厚度在小于1μm时,透射强度远大于厚度1μm以上的结构,且有透射强度最大值出现(SU-8厚度为360nm),同时,随着SU-8厚度的增加,透射谱峰值呈现规律性红移。     

HF缓冲溶液处理Si（111）表面的化学稳定性椭偏谱研究

首次采用椭偏光谱仪检测ＨＦ缓冲溶液（ＢＨＦ）处理的Ｓｉ（１１１）表面在空气中的化学稳定性．研究表明：随着Ｓｉ暴露在空气中时间的增长，Ｓｉ的赝介电常数虚部ε２的Ｅ２临界点峰值随之下降，而Ｅ１临界点峰值却随之上升；在ｐＨ＝５．３的ＢＨＦ中腐蚀，再经去离子水漂洗后，可得到较稳定的Ｓｉ（１１１）表面，在空气中一小时之内基本不氧化．     

阵列类型对金属/电介质光子晶体强透射影响

设计了正方形和正六边形圆孔阵列组成的金属/电介质光子晶体(MDPhC)来研究阵列类型对其强透射特性的影响。采用微机电(MEMS)技术制作了两种具有相同结构参数的正方形和正六边形圆孔阵列组成的金/二氧化硅/硅光子晶体,利用傅里叶变换红外光谱仪测量其反射光谱。同时,也对这两种结构进行了时域有限差分法数值模拟。理论模拟和实验测量结果均表明,与正方形圆孔阵列相比,由正六边形圆孔阵列组成的MDPhC能够获得较强的光透射增强效果和较窄的透射峰。     

双层多孔硅结构上的UHV/CVD硅外延

报道了采用超高真空化学气相淀积(UHV/CVD)在多孔硅层上的单晶硅外延技术.研究了两步阳极化法形成不同多孔度的双层多孔硅层及外延前对多孔硅进行长时间的低温真空预处理等工艺.对获得的外延层作了XRD、XTEM和扩展电阻等测量,测量结果表明硅外延层单晶性好,并和硅衬底、多孔硅层具有相同的晶向.硅外延层为P型,电阻率大于100Ω·cm.     

基于表面等离子体效应的MEMS红外辐射源特性研究

研究了一种新型的基于二维光子晶体结构的表面等离子体共振SPR(Surface plasmon resonance)效应的红外辐射源,该辐射源基本结构为Si-SiO2(650nm)-Cr(100nm)-Au(800nm),并在Au表面刻蚀5μm的周期性排列的圆孔。设计加工了几种不同的结构,包括三种不同的圆孔间距即晶格常数:6μm,7μm,和8μm;四种占空比(圆孔直径与晶格常数之比):3/8,4/8,9/16和11/16;以及三种圆孔排列方式:正方形排列,六边型排列,和带规则缺陷六边型排列。本文采用红外傅立叶测量设备对辐射源进行测试分析,通过该辐射源的红外反射谱表征其辐射性能,并利用FDTD软件进行模拟,和实验数据作了比较。研究结果得出了红外辐射源反射谱波谷位置即SPR共振峰位置,波谷强度即SPR共振峰强度与不同结构参数之间的关系。研究发现该辐射源SPR共振峰位置基本与圆孔间距即晶格常数成正比,正方型排列基本接近于1:1,而六边型排列基本接近于3/2;常规六边型排列比带缺陷六边型排列和正方型排列具有更窄的半波宽和更大的SPR共振强度;随着占空比变大,该辐射源的SPR共振峰强度变大。     

用光声谱法研究硅单晶中~(31)P~ 离子注入

本文报道用光声谱法在近红外波段研究硅单晶中~(31)P~ 离子注入效应,得到了注入剂量为10~(12)cm~(-2)-10~(15)cm~(-2)范围内的光声信号幅值随注入剂量变化的关系.对于先经退火后进行离子注入的样品,其剂量低到 5×10~(11)cm~(-2)的离子注入效应也能被检测到.在1×10~(12)-5 × 10~(13)cm~(-2)低剂量范围内,光声信号明显地随注入剂量而增加.因此,光声谱法是研究离子注入造成的晶格损伤的有效手段,有希望发展成为硅中离子注入剂量的无接触、快速、非破坏性的测量方法.     

Al-SiO_2-Si(n)系统的电子辐照效应

本文研究了电子辐照和退火对Al-SiO_2-Si(n)系统的影响.结果表明,经电子辐照加适当退火处理的样品与未经辐照的样品相比,体内非平衡少数载流子复合寿命明显降低,但表层产生寿命却有所增加,而且平带电压、界面态密度和表面产生速度都略有降低.     

一种基于光子晶体结构的新型MEMS红外光源

结合光子晶体和表面等离子体共轭（surface plasmon resonance，SPR）技术，研究了一种新型的MEMS红外光源．相比传统的红外光源，该新型光源具有红外光谱窄、红外发射峰位置可调等优点．该光源衬底材料为硅，然后在硅表面形成SiO2-Cr-Au结构，并在Si-SiO2-Cr-Au结构表面形成刻蚀深度为2pm、孔间距分别为7μm和8μm（孔直径分别为3．5μm和4μm）等不同的周期性排列圆孔的光子晶体结构．采用有限元时域分析（finite-difference time-domain，FDTD）软件模拟和傅里叶红外光谱仪实际测量的结果表明，该新型MEMS红外光源具有窄的波峰，其反射光谱波谷波长和圆孔间距相近．通过理论推导和FDTD软件模拟，研究了光源光子晶体结构中圆孔深度和透射光谱波峰强度关系．结果表明，圆孔深度为2μm的结构比3μm结构的透射强度更强．透射强度与圆孔深度h在一定范围近似为倒数平方关系，即在一定范围内圆孔越深，透射越弱．