GaAs(001)薄膜表面形貌相变过程

采用STM以及RHEED技术对于GaAs(001)的表面形貌相变过程(有序平坦→无序平坦→粗糙)进行了深入研究。通过GaAs(001)在不同As BEP、不同温度的表面形貌相变过程的研究发现,As BEP和温度的变化是促使表面形貌相变发生的主要原因,高温引起原子重组致使表面重构的演变是GaAs(001)薄膜发生表面形貌相变的主要内在机制。单一表面重构或某一重构占绝对优势的表面形貌处于有序平坦状态;多种重构的非等量混合表面是无序平坦状态的主要表面形式;当表面重构难以辨别时,表面形貌也将进入岛上高岛、坑中深坑的粗糙状态。研究还观察到,当As BEP和温度足够高时,GaAs(001)表面形貌相变将不会出现无序平坦状态,表面将直接从平坦转变为粗糙状态。     

MBE生长GaAs(001)薄膜表面的Ostwald熟化过程研究

采用带有RHEED的MBE技术,利用RHEED图像演变实时监控薄膜生长状况,通过RHEED强度振荡测算薄膜生长速率,在GaAs(001)基片上同质外延GaAs薄膜。利用STM对MBE生长的GaAs薄膜表面的熟化过程进行了深入研究。研究发现,随着退火时间的延长,刚完成生长的GaAs表面从具有大量岛和坑的粗糙表面逐渐熟化,在熟化过程中岛不断合并扩大并与平台结合,而坑却逐渐消失。指出当熟化过程完成后GaAs表面将进入原子级平坦状态,并详细解释了熟化过程GaAs表面各种形貌特征形成的内在原因。     

GaAs(001)表面重构

GaAs的高迁移率与其表面重构和表面形貌有密切关联,对于GaAs表面重构的研究一直是研究低维半导体的重点和难点。重点回顾了几十年来研究者们对于GaAs(001)表面重构的研究成果,结合所在实验室最近的实验数据,对GaAs(001)表面重构的相关研究成果进行了汇总和遴选,重点讲述了在实际应用中常用的几种表面重构;从富As表面的C(4×4)重构、不同(2×4)重构到逐渐富Ga的(n×6)重构、(4×2)重构,结合RHEED衍射花样、STM扫描图片以及球棍模型,对它们的倒、实空间图像以及理论模型都进行了深入的探讨和研究,为将来进行GaAs(001)表面的更深入研究打下基础并提供数据和理论支持。     

GaAs(001)薄膜的表面形貌相变和表面重构

从原子级平坦的 GaAs(001)-β2(2×4)重构表面出发,结合 Reflection High Energy Electron Diffrac-tion(RHEED)衍射图像演变和不同尺度的Scanning tunneling microscope(STM)实空间扫描图像,获取GaAs(001)薄膜表面形貌相变和...     

GaAs(001)-(2×6)重构下的表面形貌及其重构原胞

采用RHEED与STM技术对GaAs(001)-(2×6)表面重构下的表面形貌进行研究,研究发现GaAs(001)-(2×6)重构表面是GaAs(001)-β2(2×4)重构表面经530℃,1.33μPa As BEP退火获得,在(2×6)重构下的GaAs(001)表面形貌已经进入表面存在系列单层岛和坑覆盖的无序平坦状态。为了进一步确定(2×6)重构的原胞结构,采用球棍模型对其原胞结构进行模拟,提出新的As表面覆盖率计算方法、结合STM图片分析对球棍模型进行验证和筛选,首次在实验上证实(2×6)重构原胞中存在2个As Dimers和2个Ga Dimers,并以此重构原胞结构构建理论下的(2×6)重构表面,获得结果与STM图片高度吻合。     

MBE方法在GaAs(001)衬底上外延生长GaSb膜

利用分子束外延方法(MBE)在GaAs(001)衬底上外延生长了GaSb薄膜,利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、原子力显微镜(AFM)、Hall效应(HallEffect)和低温光荧光谱(LTPL)等手段对薄膜的晶体质量、电学性能和光学质量进行了研究。发现直接生长的GaSb膜表面平整,空穴迁移率较高。引入GaSb/AlSb超晶格可有效阻断进入GaSb外延层的穿通位错,对应的PL谱强度增强,材料的光学质量变好。     

钛合金表面微粗糙化对成骨细胞黏附及增殖行为的影响

采用表面机械研磨(SMAT)法对Ti-25Nb-3Mo-3Zr-2Sn(TLM)钛合金处理15min,而后将处理前后的钛合金样品与成骨细胞共培养1h、24h。采用X射线衍射(XRD)、光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDX)及激光共聚焦显微镜(CLSM)对处理前后样品表面的结构进行了分析,结果显示SMAT处理不会改变TLM钛合金的物相、晶粒尺度及化学组成,处理前后物相均由单一的β相组成,晶粒尺寸均在10~20μm且没有引入新的杂质元素,但SMAT处理会改变TLM钛合金的表面粗糙度,处理前的样品表面平整,平均粗糙度Ra为(0.2±0.03)μm,而处理后的样品表面坑洼不平,平均粗糙度Ra增至(2.6±0.4)μm。随后的细胞实验结果显示,对比SMAT处理前,成骨细胞在处理后的微粗糙表面铺展得更为充分,增殖得更加迅速。研究表明,SMAT处理可以改善TLM钛合金表面的成骨细胞生长环境,从而为开发出更符合临床应用的钛金属种植体提供新的思路。     

在GaAs(100)衬底上离化团束外延ZnSe单晶薄膜

ZnSe是一种理想的蓝紫色发光材料，用于制作发光器件有较大的应用前景，采用单源喷发、离化原子团束（ICB）技术在GaAs（100）上外延ZnSe单晶薄膜，并用电子能谱分析了外延薄膜的成分。用X射线衍射和RHEED研究了外延ZnSe单晶薄膜结构和外延质量。研究了淀积能量和衬底温度对薄膜质量的影响。得到了摆动曲线半高宽为133rad·s，并具有原子水平平整程度的ZnSe（100）单晶薄膜。外延薄膜存在0．2～0．4μm的应变过渡层，过渡层随淀积能量的增大而变薄。     

不同V/Ⅲ束流比对GaAs(001)面重构相的影响

GaAs表面在不同的V/Ⅲ束流比下会呈现不同的表面重构相.本文通过改变As4 BEP和Ga BEP的束流强度,获得不同As4 BEP和Ga BEP束流比下GaAs(001)从富As β2(2×4)重构相转变成富镓β2(4×2)重构相的RHEED衍射图样,然后利用球棒模型对衍射图样进行解释.     

晶化温度与砷压对Ga在GaAs(001)表面扩散限制的研究

采用液滴外延技术在平坦GaAs(001)表面上制备GaAs纳米环结构.利用原子力显微镜对其表面形貌进行表征,发现在As压保护下金属Ga液滴晶化过程中,液滴内Ga原子存在向外迁移和向下刻蚀两种扩散行为,且扩散行为均受到衬底温度和As压力大小的影响.其中As压主要影响Ga原子在表面横向扩散,而衬底温度主要影响Ga原子在纵向...     

预先冷变形对09SiMnCrMo钢临界区奥氏体化过程的影响

举文研究了09SiMnCrMo 钢预先冷变形组织在临界区加热时的奥氏体化过程。结果表明,临界区奥氏体化过程可分为二个阶段,冷变形使第一阶段提前,使第二阶段奥氏体含量出现一个超出其平衡量的最大值。温度的不同会导致奥氏体形核、铁素体再结晶以及珠光体内渗碳体的球化发生先后变化。     

Al_(0.26)Ga_(0.74)As/GaAs(001)表面形貌的热力学分析

采用分子束外延(MBE)技术在GaAs衬底上生长Al_(0.26)Ga_(0.74)As外延层,并在相同的退火条件下,分别退火0,10,20,40 min。利用扫描隧道显微镜对不同退火时间下Al_(0.26)Ga_(0.74)As/GaAs样品表面进行了扫描,得出不同退火时间Al_(0.26)Ga_(0.74)As/GaAs表面形貌特点。在40 min的热退火后,Al_(0.26)Ga_(0.74)As/GaAs表面完全熟化。本文采用基于热力学理论的半平台扩散理论模型估测获得平坦Al_(0.26)Ga_(0.74)As/GaAs薄膜表面所需退火时间,根据理论模型计算得到Al_(0.26)Ga_(0.74)As/GaAs平坦表面的退火时间和实验获得平坦表面所需退火时间一致。     

超支化改性紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯(PUA)

采用二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚丙二醇400(PPG400)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为原料制备了聚氨酯丙烯酸酯(PUA)预聚体,而后采用实验室自制的超支化聚酯对PUA改性制备超支化聚氨酯(HPUA),并选用两种不同官能度的活性稀释剂对HPUA树脂进行分散,分别研究了两种活性稀释剂不同配比对树脂固化后的性能影...     

工程金属材料的表面纳米化技术(一)

在表面机械处理方式下,材料表面可以通过强烈塑性变形而实现纳米化,获得表面为纳米晶、晶粒尺寸沿厚度方向逐渐增大的梯度结构。表面纳米4E（SNC）技术一方面能为研究形变诱发的纳米化过程和宽尺寸范围内（从微米到纳米量级）结构与性能的关系提供思路,制备理想样品;另一方面能通过纳米化显著地提高金属材料的性能,因此可望在工业上取得实际应用。文章从基本原理、制备技术、结构、性能和化学处理等方面介绍表面纳米化研究工作已取得的进展。     

金属玻璃Pd_(77.5)Ni_(6.0)Si_(16.5)的晶化过程

本文报道了三元金属玻璃Pd_(77·5)Ni_(5·)Si_(·5)经不同温度退火后的透射电子显微镜观察结果。初步确定了Pd_(77·5)Ni_(6·)Si_(16·s)的晶化过程和亚稳相的结构。由于Ni元素的加入,使其晶化过程相对于二元金属玻璃Pd_(su)Si_(2u)变得更加复杂。     

基于第一性原理方法研究基团在CVD金刚石薄膜(001)表面上的生长

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究CVD金刚石薄膜(001)表面的生长机理。计算清洁金刚石表面和氢(H)终止金刚石表面的构型。考察H原子和活性基团(C,CH,CH2和CH3)在清洁重构金刚石表面及在单层H终止金刚石表面上的吸附演变。结果表明:清洁金刚石表面发生了对称二聚体重构,H原子终止金刚石表面稳定了金刚石结构;基团在金刚石(001)表面吸附演变过程中,H原子起到激活石墨和萃取表面H原子产生活性位的作用;CH2基团比CH3基团能够更好地提高CVD金刚石薄膜的生长率,是薄膜生长过程中最有效基团;CH基团阻碍了薄膜的生长。     

预锂化在SiOx@C负极材料中的应用研究

通过正硅酸乙酯水解、蔗糖热解包覆制备了锂离子电池SiO_x@C负极材料。为了减少SiO_x@C在首次循环中的不可逆容量损失,采用SiO_x@C与金属锂片直接接触的方法对其进行预锂化,考察了不同预锂化处理时间对材料电化学性能的影响,研究了预锂化处理前后材料表面形貌和组成成分的变化,分析了预锂化处理在材料中的作用机理。结果表明,预锂化处理3min后,SiO_x@C的首次库伦效率已达到99.2%,高于未预锂化的63.9%,而且仍然表现出较高的循环稳定性。通过SEM、XPS、容量微分曲线、交流阻抗谱等分析,发现预锂化处理过程中SiO_x@C已发生不可逆转化反应,并在材料表面形成了SEI膜,从而达到减少首次循环中不可逆容量损失的目的。     

超微粉体在制备SrFe_(12)O_(19)预烧料中的研究进展

综述了超微粉体的特点和其作为原料在制备锶铁氧体中的应用,总结了超微粉体在实际应用中存在的问题和解决方法,并展望了应用前景,认为超微粉体原料将是生产高质量预烧料的一个有效选择,在生产高性能、小型化产品中将得到广泛应用。     

可聚合表面活性剂在(微)乳液聚合中的应用

在(微)乳液聚合中用可聚合表面活性剂代替传统的表面活性剂,使提高胶乳的稳定性、得到透明高分子材料等成为可能。着重阐述了可聚合表面活性剂在(微)乳液聚合反应中的作用,介绍了用可聚合表面活性剂通过(微)乳液聚合法制备微孔高分子材料、薄膜材料、功能化材料和有机/无机杂化材料的性能和应用,展望了其研究趋势。     

扩散、合并和粗化:沉积在液体基底表面Ag原子团簇及薄膜的演变过程

研究了沉积在液体基底表面的Ag原子团簇的扩散、合并和粗化机制。对薄膜生长过程的原位观察结果表明 :沉积在硅油表面的Ag原子首先凝聚成具有网状结构的薄膜 ;然后薄膜破裂成分枝状的碎片 ,并逐渐凝聚成准圆形团簇 ;通过扩散和合并 ,准圆形团簇的尺寸随时间而增大 ,其数密度随时间而减小。研究发现 ,准圆形团簇对的扩散系数D和团簇对的总面积S0 满足指数关系D∝S-α0 ,其中指数α =0 5 4± 0 0 8。此外 ,还对Ag原子准圆形团簇的相对尺寸分布函数及凝聚速率做了详细研究。