石瑛
,
付德君
,
林玲
,
蒋昌忠
,
范湘军
功能材料
在(0001)面的蓝宝石衬底上用MOCVD法生长纤锌矿结构的GaN.GaN膜总厚度为4μm,表层为0.5μm厚的掺Mg的p型层.用90keV的Mn+离子对处于室温下的GaN进行离子注入,注入剂量为1×1015～5×1016ions/cm2.对注入的样品在N2气流中经约800℃进行快速热退火处理,时间为30～90s.样品的磁性用超导量子干涉仪(SQUID)进行分析.未注入的p型GaN薄膜是抗磁性的,而Mn+注入的GaN显现顺磁性(注入剂量为1×1015ions/cm2)和铁磁性(注入剂量为5×1015～5×1016ions/cm2).结合X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对GaN薄膜在注入和退火后的结构和形貌研究,揭示Mn+ 注入是进行GaN磁性掺杂的有效手段,在Mn+ 注入p型GaN、制备得到的(Ga,Mn)N稀磁半导体中,空穴调制铁磁性是其主要的磁性机制.
关键词:
GaN
,
离子注入
,
磁性
李鸿渐
,
石瑛
,
赵世荣
,
何庆尧
,
蒋昌忠
功能材料
对p-GaN/Ni/Au(5/10nm)界面处进行Pt+注入,注入后的样品在空气中快速热退火处理5min,发现金属电极和p-GaN的欧姆接触特性得到明显的改善,接触电阻率从101-Ω·cm2数量级降低到10-3Ω·cm2数量级.通过研究在不同Pt+注入剂量(5×1015、1×1016、2×1014cm-2)和退火温度下接触电阻率的变化规律.在Pt+注入剂量为1×1016cm-2,300℃空气氛围中退火得到了最低的接触电阻率,为3.55×10-3Ω·cm2.探讨了Pt+离子注入引起欧姆接触改善的内在机制.
关键词:
p-GaN
,
欧姆接触
,
离子注入
,
退火
任峰
,
蒋昌忠
,
张丽
,
石瑛
,
付强
功能材料
具有核壳结构的纳米颗粒由于它独特的性质已经成为目前材料科学研究的热点.本文介绍用离子注入并退火的方法制备核壳结构的纳米颗粒.Ag/Cu离子以1:3的剂量比先后注入到非晶SiO2中形成了Ag-Cu合金纳米颗粒.当样品在还原气氛中600℃退火后,光学吸收谱在400nm附近出现了一个新峰,透射电子显微镜(TEM)观察发现纳米颗粒中心出现亮的衬度,相应的选区电子衍射(SAED)出现了两套斑点,因而形成了Ag-Cu合金核Cu壳纳米颗粒.用Mie理论模拟了核壳结构光学吸收谱,其结果与实验符合较好.
关键词:
离子注入
,
纳米复合材料
,
核壳结构
陈海波
,
蒋昌忠
,
石瑛
,
付强
功能材料
采用由金属蒸汽真空弧离子源(MEVVA)引出的强束流脉冲Ag、Cu离子,先后注入到SiO2玻璃.注入的剂量均为5×1016ions/cm2,Ag的加速电压为43kV,Cu的加速电压为30kV.光学吸收谱显示吸收峰的位置在442nm,可以推测Ag、Cu在SiO2玻璃表层形成了纳米合金.借助X射线光电子能谱仪(XPS)考察注入样品的价态分布,观察到Ag、Cu仍大多以金属态形式存在.对样品进行退火后,发现光学透射率发生了明显的变化.
关键词:
金属离子注入
,
光学透射率
,
纳米颗粒
,
表面等离子体共振吸收
,
XPS
石瑛
,
蒋昌忠
,
付强
,
范湘军
功能材料
在(0001)面的蓝宝石衬底上用低压MOCVD法生长p型GaN外延层.对p型GaN薄膜用180keV的Mn+离子注入进行磁性粒子掺杂,注入时GaN薄膜处于300℃,注入剂量分别为5.0×1015、1.0×1016和5.0×1016cm-2.对注入的样品在N2气流中进行快速热退火处理,温度为850℃,时间为30s.用超导量子干涉仪(SQUID)对样品的磁性进行了分析,在5.0×1015cm-2的注入样品中发现了较强的铁磁性;而1.0×1016和5.0×1016cm-2的Mn+离子注入样品中铁磁响应有所减弱.结合用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对在不同剂量下Mn+注入GaN薄膜的结构、形貌和成分的分析,揭示了不同剂量磁性离子注入给GaN薄膜带来的结构、形貌和相应的铁磁性变化规律,发现只有适当的注入剂量(5.0×1015cm-2)才有利于在300℃下用180keV的Mn+注入对p型GaN薄膜进行磁性离子掺杂.
关键词:
GaN
,
离子注入
,
注入剂量
,
铁磁性
李鸿渐
,
石瑛
,
赵世荣
,
何庆尧
,
蒋昌忠
功能材料
首次采用离子注入工艺研究金属电极和p-GaN的欧姆接触特性.Zn为Ⅱ族元素,可以提高p-GaN表面的栽流子浓度,对p-GaN/Ni/Au(5/10nm)界面处进行Zn+注入.经Zn+注入后的样品在空气氛围中快速热退火处理5min,以减少离子注入带来的晶格损伤.研究发现Zn+注入改善了p-GaN/Ni/Au的欧姆接触特性,接触电阻率ρc从10-1Ω·cm2数量级降低到10-3Ω·cm2数量级.研究了不同Zn+注入剂量(5×1015、1×1016、5×1016cm-2)对接触电阻率的影响,在注入剂量为1×1016cm-2、300℃下退火得到最优的接触电阻率为1.45×10-3Ω·cm2.用扫描电子显微镜观察了离子注入前后的表面形貌变化,探讨了接触电阻率改变的内在机制.
关键词:
p-GaN
,
欧姆接触
,
离子注入
,
退火
张丽
,
蒋昌忠
,
任峰
,
石瑛
,
付强
功能材料
采用MEVVA源(metal vapor vacuum arcion source)引出的强束流脉冲Ag离子注入到SiO2玻璃,通过电镜观察和分析纳米颗粒的形貌和结构,从电镜照片可知样品中形成了大致呈球形的Ag纳米颗粒.将样品在氧化(空气)和还原(80%N2+20%H2)气氛下退火,由所测光谱曲线看出随着退火温度的升高,共振吸收峰的峰强渐渐减弱,峰位发生红移.根据Drude-Sommerfeld自由电子气模型,并考虑电子带间转换对介电函数的贡献,运用Maxwell-Granett有效媒质理论模拟吸收率与入射波之间的关系.
关键词:
离子注入
,
纳米颗粒
,
退火
,
光学吸收
陈海波
,
蒋昌忠
,
石瑛
,
付强
功能材料与器件学报
doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2003.01.005
用 Mevva离子源,将 Ag离子注入到石英玻璃中形成纳米晶粒.离子注入的能量为 90keV, 剂量分别为 5× 1015、1× 1016、3× 1016、5×1016、 1× 1017ions/cm2. X光电子能谱( XPS)分析纳米 Ag 颗粒没有发生化学反应, 说明 Ag仍以金属态形式存在.光学透射率测试表明, 吸收峰的位置在 400nm,当剂量大于 5× 1016 ions/cm2时,发现在 440nm左右有一伴峰.分析表明 400nm的峰来源 于表面等离子体共振吸收,而 440nm的伴峰是注入离子形成了少数非常大的纳米颗粒以及纳米颗 粒之间相互作用引起的.样品退火后, 表面等离子体共振吸收峰红移,而伴峰消失.随着退火的 温度升高,峰位红移越大,说明纳米颗粒尺寸增大.
关键词:
离子注入
,
纳米晶体
,
光学透射率
