金属薄膜电阻特性与厚度测量

考察不同沉积时间的金属铝与铜的薄膜的沉积态,电阻变化与厚度,厚度测量采用实验室光学干涉和透过率对比方法.金相显微与铝铜电阻变化的测量表明,不连续薄膜与连续过渡之间,电阻显著变化处不同.铝膜电阻随时间变化过程开始时存在波动状态.     

基于FPGA的CMP电涡流终点检测装置设计

为实现对晶圆表面金属层的化学机械抛光（CMP）过程中的终点检测和对抛光速率进行监控的要求,设计了一种基于电涡流测量原理的测量装置。该装置以FPGA器件作为控制核心,由其控制高速D/A转换器生成正弦交流信号,并驱动测量电桥。由于测量线圈产生的交变磁场在晶片金属薄膜上产生电涡流,引起测量线圈的阻抗发生变化。通过测量相应的阻抗变化产生的信号,可以计算出相应的晶片表面金属薄膜的厚度。实验表明该装置可以满足对晶圆表面100～1000nm厚度金属层的测量要求。     

不连续Co/SiO_2多层膜的结构及其输运性质的研究

用射频磁控溅射方法制备了系列Co SiO_2 不连续磁性金属绝缘体多层膜 (DMIM) .经研究发现 :对 [SiO_2 (2 4nm) Co(t) ]2 0 体系 ,在Co层厚度小于 2 5nm时 ,Co层由连续变为不连续 ;Co层不连续时 ,其导电机理为热激发的电子隧穿导电 ,lnR与T- 1 2 接近正比关系 ;隧道磁电阻 (TMR)在Co层厚度为 1 4nm时出现极大值 - 3% .DMIM的性质不仅与磁性金属层厚度密切相关 ,而且与绝缘层厚度有密切的关系 .在固定Co层厚度为 1 9nm的情况下 ,研究了TMR随SiO_2 层厚度的变化关系 ,并给出定性的解释 .对 [SiO_2 (2 4nm) Co(2 0nm) ]2 0 的样品研究了TMR随温度的变化关系 ,发现TMR随温度的变化有一极大值 ,结合Helman的理论 (Phys.Rev .Lett,37,14 2 9(1976 ) ) ,认为是颗粒之间存在磁性耦合的结果     

沉积于MgO基片上的La0.7Ca0.3MnO3薄膜的应变弛豫和磁电阻特性

利用90°离轴射频磁控溅射方法将La_0.7Ca_0.3MnO₃(LCMO)沉积于(001)取向的MgO单晶基片上,薄膜厚度变化范围为5nm到200nm. 通过掠入射X射线衍射技术测量了LCMO/MgO薄膜的面内晶格常数, 结合常规X射线衍射研究了LCMO薄膜的晶格应变及其弛豫情况, 用四探针法测量了薄膜的磁电阻特性.结果表明, LCMO/MgO薄膜均为(001)取向生长, 在厚度小于5nm时已经发生应变弛豫, 当薄膜厚度为100nm以上时, 薄膜的微应变接近于完全弛豫, 并表现出与块体材料类似的磁电阻特性, 具有较大的磁电阻和较高的磁电阻峰值温度.     

薄膜光学理论与膜系设计

设计了一维金属/介质多层膜系,膜系由几个周期的高折射率(A12O:)/低折射率(MgF:)材料所组成。在低折射率材料中插人金属层(AD对膜系进行优化,利用电子束蒸发方法制备了该膜系。实验表明,不仅Al层的总厚度直接影响透射谱的形状,在同样AI层总厚度情况下,AI层     

(La1-xYx)2/3Ca1/3MnO3体系的正电子湮没研究

为研究超大磁阻材料的掺杂效应,我们测量了(La1-xYx)2/3Ca1/3MnO3系列样品的正电子寿命谱,并结合X射线衍射和电阻温度关系的测量结果,系统地研究了Y掺杂引起的样品局域电子结构和空位型缺陷的变化,并提出了局域电荷转移的观点,解释正电子体寿命的变化.     

金属复盖介质波导的模式色散性质

本文用频率扫描ATR(衰减全反射)法测量了用棱镜耦合的金属复盖介质波导中导模的色散性质,首次在实验中观察到模折射率ReN<1的光导模,实验结果与理论计算相符。实验中发现,耦合效率及N数值与金属层的厚度有关,当金属耦合层的厚度为130(?)时,耦合效率达到极大值。     

GaAs间隔层厚度对InAs/GaAs量子点分子光学性质的影响

采用光致荧光发射谱(PL)和时间分辨荧光发射谱(TRPL)研究了GaAs间隔层厚度对自组装生长的双层InAs/GaAs量子点分子光学性质的影响.首先,测量低温下改变激发强度的PL谱,底层量子点和顶层量子点的PL强度比值随激发强度发生变化,表明两层量子点之间的耦合作用和层间载流子的转移随着间隔层厚度变大而变弱.接着测量改变温度的PL谱,量子点荧光光谱峰值位置(Emax)、半峰全宽及积分强度随温度发生变化,表明GaAs间隔层厚度直接影响到量子点内载流子的动力学过程和量子点发光的热淬灭过程.最后,TRPL测量发现60mL比40mL间隔层厚度样品的载流子隧穿时间有明显延长.     

Sn-C_(60)多层膜电阻的奇异变化

通过对 Sn-C_(60)多层膜电阻的原位观测,我们发现在 Sn 层上沉积 C_(60)时,样品电阻会有大幅度的下降.我们认为,Sn 与 C_(60)之间存在某种键合相互作用.     

用于软X射线激光实验的铝衰减膜的测量

对不同方法制备的不同厚度的铝衰减膜,用微机控制α测厚仪测量了膜的质量厚度以及膜厚均匀性,用Auser电子能谱(AES)对铝膜进行了组分的表面和深度分布分析,根据铝KLL Auger特征谱揭示了氧化膜的化学组分并测量了氧化膜厚度随放置时间的变化,还讨论了膜中其它杂质含量的上限。     

硅片上超薄氧化硅层厚度测量的XPS标准曲线法

提出一种新的处理方法-XPS标准曲线法来测量硅片上超薄氧化硅层(SiO2/Si)的厚度。该方法利用一系列氧化硅厚度(d)准确已知的SiO2/Si标准样品,分别记录其氧化硅和元素硅的Si(2p)谱线,并得到峰高比(R),然后将厚度(d)对峰高比(R)作图得到标准曲线。在相同的实验条件下,测得未知样品氧化硅和元素硅的Si(2p)谱线并计算其峰高比,通过插入法在标准曲线上得到相应的氧化硅层厚度。SiO2/Si标准样品由设备一流和经验丰富的权威实验室提供,其氧化硅厚度采用多种方法进行测量比对。实验表明:基于氧化硅厚度准确知道的标准样品制作的XPS标准曲线,用于硅片上超薄氧化硅层厚度测量时具有快速、简便和比较准确等优点,有较好的实用价值。     

C60和C70混合物甲苯溶液的吸收光谱及荧光光谱研究

测量了C_(60)和C_(70)混合物甲苯溶液的吸收光谱和荧光光谱.采用调QYAG激光器输出的倍频光(532nm)作为激发光,在670nm和695nm附近测量到了C_(60)和C_(70)混合物甲苯溶液的两个荧光峰,这些荧光峰有可能是由C_(70)分子产生的.     

基于样片厚度精确估计的THz吸收系数谱算法

利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)提取物质在太赫兹波段的吸收系数谱是太赫兹应用的一个重要方面。由于样品的吸收系数与其厚度存在着复杂的非线性关系,而厚度又不便于直接准确测量,往往造成吸收系数谱的失真。根据Duvillaret等用于LiNbO3的厚度估计方法,改进了谷氨酰胺(Gln)与组氨酸(His)在0.3～2.6THz(1THz=1012 Hz)波段的吸收系数谱的测定和计算。为了说明改进后的吸收系数谱的合理性,设计了一系列实验对比了同种氨基酸在不同浓度下吸收系数的线性符合程度。结果表明,改进后计算出的氨基酸吸收系数与浓度之间存在更好的线性关系,符合Lambert-Beer定律的描述,这为进一步的定量分析奠定了基础。     

基于超材料的堆叠式宽谱热辐射吸收器的设计

针对目前吸收器存在的吸收光谱过窄的技术问题,提出了一种由金属与非金属组成的具有金属-绝缘体-金属(MIM)结构的超材料吸收器模型,并模拟分析其辐射特性,计算总体吸收性能。针对给定的波长范围,通过对超材料吸收器的结构参数的改变,对比分析了周期、宽度、金属层厚度和介电层厚度对吸收器辐射特性的影响。结果表明,介电层厚度对吸收率的影响最为明显。研究了不同结构参数微结构的堆叠对多层超材料吸收器吸收峰的影响,结果显示可以通过叠加获得更高的吸收峰值,提升吸收器的总体吸收效率,在可见光到红外光间形成一个宽谱吸收。     

Ni/Ag/Ti/Au与p-GaN的欧姆接触性能及光反射率

研究了不同Ni厚度的Ni/Ag/Ti/Au电极在不同退火温度和退火气氛下与p-GaN之间的欧姆接触性能以及电极的光反射率的变化.采用矩形传输线模型对各电极的比接触电阻率进行测算,利用分光光度计对电极在不同波长下的反射率进行测量.结果表明,Ni金属层的厚度越小,电极的光反射率越高,而Ni层厚度对比接触电阻率的影响较小;当退火温度高于400℃后,电极的光反射率降低,在氧气氛围中退火后光反射率比在氮气中退火后下降更加明显.但在氧气氛围中退火有利于减小比接触电阻率.综合考虑接触电阻和光反射率,电极Ni(1 nm)/Ag/Ti/Au在400℃氧气中快速退火后得到了较好的结果,其比接触电阻率为5.5×10-3Ω·cm2,在450 nm处反射率为85%.利用此电极制作了垂直结构发光二极管(LED)器件,LED在350 mA注入电流下,工作电压为3.2 V,发光功率为270 mW,电光转换效率达到24%.     

基于超材料的堆叠式宽谱热辐射吸收器的设计北大核心CSCD

针对目前吸收器存在的吸收光谱过窄的技术问题,提出了一种由金属与非金属组成的具有金属-绝缘体-金属(MIM)结构的超材料吸收器模型,并模拟分析其辐射特性,计算总体吸收性能。针对给定的波长范围,通过对超材料吸收器的结构参数的改变,对比分析了周期、宽度、金属层厚度和介电层厚度对吸收器辐射特性的影响。结果表明,介电层厚度对吸收率的影响最为明显。研究了不同结构参数微结构的堆叠对多层超材料吸收器吸收峰的影响,结果显示可以通过叠加获得更高的吸收峰值,提升吸收器的总体吸收效率,在可见光到红外光间形成一个宽谱吸收。     

双面金属铝包覆介质波导测量介质厚度和折射率

利用双面金属铝包覆波导的测量方法,测量了硅片的厚度和折射率。这种方法利用双面金属铝包覆波导的超高阶模的偏振不灵敏和对金属层要求较低的特点,降低了对仪器的要求和测量的成本。同时,由于应用高灵敏的超高阶导模为探针,测量精度较高,结果显示测量精度在1%以内。     

积分光谱法测量塑料薄膜厚度研究

在谱带朗伯定律概念的基础上,通过分析光束在透过塑料薄膜时光强所发生的变化,提出了谱带积分透过率定义并建立基于谱带积分透过率的薄膜厚度测量模型。采用不同厚度的聚丙烯薄膜作为实验对象,使用光谱仪测量了其光谱透过率。按上述模型拟合了薄膜厚度与谱带积分透过率关系式。使用500K理想黑体,分析了基于此方法研制新型宽谱带塑料薄膜厚度在线检测装置的可行性。实验结果表明：使用积分光谱法可以较高精度的测量塑料薄膜厚度。基于此方法研制的塑料薄膜厚度在线检测装置,有望解决使用双单色光对比法测薄膜厚度时存在的准确性低、通用性差的问题。     

薄膜电导测量仪的设计

针对目前化学镀实验中需要测量化学镀层的导电特性与镀层厚度 ,设计了一款高精度的薄膜电导测量仪。测量仪使用四针法测量电阻 ,能自动检测探头是否接触良好 ,包括一个精密多档恒流源和一个多档微信号放大器 ,操作简单方便 ,可准确地测量 10 μΩ～ 1Ω范围内的薄膜电阻。实验应用效果良好。     

强磁场诱导的生长对聚(3-己基噻吩):富勒烯复合薄膜室温铁磁性的影响

聚(3-己基噻吩)(P3HT)与富勒烯(C_(60))(或其衍生物)形成的有机复合薄膜(P3HT:C_(60))具有室温铁磁性,但如何进一步提高其磁性能以及探究薄膜结构和磁性质的联系尚未见报道.本文采用强磁场下的溶液相沉积方法制备P3HT:C_(60)薄膜,并利用超导量子干涉磁强计、电子自旋共振谱和紫外-可见光吸收谱,研究了强磁场诱导对薄膜铁磁性和微结构的影响.发现其室温铁磁性有显著提高,饱和磁化强度较未加磁场生长的样品增大一个数量级,并且显示较高的居里温度(大于400K).薄膜结构分析发现,强磁场诱导引起P3HT分子链间堆积有序增强和结晶度的提高.这将增强体异质结薄膜内P3HT分子与C_(60)分子间的电荷转移,因而可能是P3HT:C_(60)薄膜室温铁磁性增强的一个重要原因.