一、INVESTIGATION OF DIAMOND SURFACE AND GRAPHITE BY RHEED MICRO-DIFFRACTION（论文文献综述）
刘忠良[1]（2009）在《碳化硅薄膜的外延生长、结构表征及石墨烯的制备》文中研究表明SiC作为第三代宽带隙半导体材料,具有许多优异特性,在半导体器件中有着广泛的应用。石墨烯作为一种新型的二维碳元素新材料,具有一系列优良的电学特性,例如反常的量子霍尔效应和高载流子迁移率等。这些优异性质使其成为当今研究的热点。本论文利用固源分子束外延（SSMBE）技术,在Si、Al2O3和SiC单晶衬底上外延生长SiC薄膜及其同质异构量子阱结构。利用MBE设备,采用高温热退火并辅助Si束流的方法,在SiC表面外延生长石墨烯。利用同步辐射以及一些常规的分析测试方法对外延生长的SiC薄膜和石墨烯进行研究。主要的研究工作及结果如下:1 Si衬底上3C-SiC薄膜的外延生长在Si衬底表面异质外延生长出高质量的3C-SiC薄膜,系统研究了碳化、衬底温度、Si/C束流比和预沉积Ge对Si衬底外延SiC薄膜的影响,并得到了相应的优化参数。1)衬底Si表面的碳化调节了薄膜和衬底之间的晶格失配,缓冲了应力,从而提高了薄膜的质量。在Si表面碳化研究中,探索到了最佳的碳化温度。2)薄膜的结晶质量在衬底温度为1000℃时最好。对于高温生长的样品,SiC薄膜和Si衬底间大的热膨胀系数失配造成界面更多的位错,导致结晶质量降低;对于低温生长的样品,衬底温度不高,原子的活性比较低,原子不能扩散到薄膜生长的能量最佳位置,因而导致低温生长的样品结晶质量下降。3)在优化Si/C（1.5:1）比条件下生长的薄膜的质量较好。在低Si/C（1.1:1）和高的Si/C比（2.3:1）条件生长的薄膜的质量较差。可以通过控制Si/C来抑制或减少孔洞的形成,改善生长的SiC薄膜的质量4)预沉积Ge可以提高薄膜的质量,且存在一个最佳的预沉积厚度（0.2nm）及预沉积温度。由于预沉积Ge与Si和C形成了Si1-x-yGexCy合金相,它能调节晶格失配,缓冲薄膜内的应力,从而提高薄膜的质量。2 Al2O3衬底上6H-SiC薄膜的外延生长1)利用SSMBE技术,在Al2O3（0001）衬底上外延生长出6H-SiC薄膜。X射线Φ扫描显示出薄膜的六次对称衍射峰,表明生长的SiC薄膜接近单晶水平。2)在优化的衬底温度下（1100℃）生长的薄膜质量较好,在较低温度（1000℃）和较高温度（1200℃）条件下生长的薄膜质量较差。3)同步辐射掠入射X射线衍射（GID）研究表明,SiC/Al2O3薄膜内受到压应变,它来源于界面处SiC薄膜和蓝宝石衬底热膨胀系数的失配。薄膜远离界面后,压应变减小,单晶质量变好。GID和XRD的研究表明,薄膜内存在倾斜（tilt）和扭转（twist）畸变,且扭转大于倾斜。3 6H-SiC表面的同质外延及量子阱结构的制备1)预沉积Si原子后,SiC（0001）表面结构随温度的改变而变化。随着温度的升高,SiC表面的Si原子反蒸发,表面的Si原子减少并先后出现3×3和31/2×31/2重构。2)利用不同重构表面的迁移系数的差异,调节Si束流,在衬底温度1080℃下,分别在6H-SiC（0001）的31/2×31/2和3×3重构面成功地上实现了3C-SiC和6H-SiC晶型薄膜的外延生长。3)固定衬底温度,调节束流实现了6H-SiC/3C-SiC/6H-SiC多量子阱薄膜的外延生长,并发现该量子阱结构的宽发光带。经计算,宽发光带可能来源于不同宽度的量子阱的发光。4 6H-SiC表面石墨烯的外延生长1)利用超高真空MBE系统,通过高温退火并辅助Si束流的方法,在6H-SiC（0001）表面成功制备出多层石墨烯。2)研究了不同退火时间对6H-SiC（0001）晶体外延石墨烯的影响。随着退火时间的增加,石墨烯厚度增加,样品表面孔洞减少。薄膜内存在压应力,它来源于石墨烯和SiC衬底的热膨胀系数的差异。石墨烯层数越多,应力也越小。
成龙[2]（2016）在《光与LaAlO3/SrTiO3异质结体系的相互作用研究》文中指出过渡金属氧化物由于电荷、自旋、轨道和晶格等自由度之间的强耦合,具有丰富而奇异的性质,并因此而广受关注。而在其异质界面体系中,由于对称性破缺,化学势、电极化等序参量不连续以及过渡金属离子的多价态性等因素,往往能呈现出迥异于块体材料的新奇性质。光,作为一种外界激励,可以有效调控材料的性质;反过来,材料的光吸收往往有助于对光能的利用。而此前光与过渡金属氧化物异质结体系相互作用的研究相对比较少。因此本论文着重关注光与LaAlO3/SrTiO3（LAO/STO）异质结体系的相互作用研究。具体包括以下三个方面:1、LAO/STO的光伏效应研究。通过构建metal/LAO/STO的结构,首次观察到了基于LAO/STO异质结的显着的紫外光伏效应,同时利用光伏效应作为有效探针,确定了 LAO层中剩余内建电场的存在。我们的工作真正实现了对极性LAO层原胞尺度内禀强电场的直接观测,深化了对LAO/STO界面2DEG起源的认识,并且展示了基于极性/非极性氧化物异质结的光伏器件应用。2、石墨烯和LAO/STO复合体系的光电效应研究。我们将石墨烯转移到LAO/STO异质结上,发现在LAO/STO体系的近邻作用下,石墨烯表现出很强的紫外光电导效应,并由此提出了一个基于graphene/LAO/STO体系的新概念的真空紫外探测器;同时,通过石墨烯的紫外光电导效应,论证了 LAO/STO体系中LAO层内建电场的存在,尤其是利用此方法在LAO小于临界层厚4 uc的界面绝缘的LAO/STO体系内探测到了 LAO层中的内建电场,为LAO/STO体系界面2DEG的极性崩溃起源提供了极具说服力的证据。此外,我们还设计了基于石墨烯和LAO/STO复合结构的新型广谱光电探测器。3、光调控LAO/STO界面2DEG的低温输运性质研究。我们观察到了LAO/STO界面2DEG在低温下的弱局域化和弱反局域化的现象,并通过定量分析得出由于自旋轨道耦合所导致的自旋劈裂能。我们发现通过打红外光或可见光,LAO/STO界面呈现出持续光电导的现象,同时界面2DEG自旋轨道耦合的强度也发生一个非易失的变化。此外,通过扫栅压或者升温的办法,可以对这种光致的非挥发自旋轨道耦合变化进行擦除。这种光调控自旋轨道耦合的效应,为发展氧化物自旋电子器件提供了新的方向。
唐军[3]（2011）在《半导体和氧化物表面石墨烯的生长和结构表征及锰掺杂碳化硅稀磁半导体研究》文中认为石墨烯是一种由碳原子紧密堆积构成的二维蜂窝状晶体结构,具有优异的电学、力学和热学性能,其在纳电子器件、单分子器件、光电器件、储能等诸多方面具有广泛的应用前景。目前,能满足器件工艺要求的性能优良、层数可控的大面积石墨烯薄膜的制备仍然是阻碍其发展的瓶颈。已经发展的石墨烯制备方法很多,如机械剥离、化学剥离、金属衬底外延等,尽管这些方法能制备质量较好的石墨烯,但由其制备的石墨烯都需要转移到绝缘衬底（SiO2、蓝宝石等）上才能进行电学特性的研究和器件的应用。而利用单晶SiC高温退火制备的石墨烯不仅其质量有待提高,而且尚有一些基本的物理问题需要解决。本论文不仅对单晶SiC高温退火制备石墨烯的生长过程进行了原位研究,而且探索了在Si基衬底和蓝宝石衬底上利用沉积固态碳原子的方法直接制备石墨烯薄膜,并利用同步辐射及一些常规的表征方法对石墨烯的结构进行研究。由于稀磁半导体是实现自旋电子学器件的重要材料,因此受到了人们的广泛关注。SiC基稀磁半导体不仅可以实现自旋电子学的特性,而且能发挥SiC器件的优势,将其工作极限大大提高。本文尝试利用MBE共沉积的方法在Si衬底上制备Mn掺杂的SiC稀磁半导体薄膜,并对其结构和磁性进行了研究。主要的研究工作及结果如下:1. 6H-SiC（0001）单晶表面石墨烯的外延生长1)利用同步辐射光电子能谱（SRPES）结合低能电子衍射（LEED）技术原位研究了石墨烯在高温退火后的6H-SiC（0001）表面的形成过程。结果表明随着退火温度的升高6H-SiC（0001）表面会依次经过从（ 3×3）重构到（ 3×3）重构最后到（ 6 3×6 3）R30重构的演变。在退火温度为1150℃时,（ 6 3×6 3）R30的重构出现,但此时石墨烯已经开始形成。随着退火温度的继续升高,石墨烯的信号增强,并形成了突出的金属性费米边,表明石墨烯的厚度随退火温度升高而增加,且样品表面的金属性也在逐渐增强。此外,在整个退火过程中,石墨烯和SiC衬底之间都存在类似C-sp3杂化的界面态,它可能是导致Si端面SiC外延的石墨烯其电学特性受衬底影响较大的原因。2)在MBE系统中对6H-SiC（0001）表面高温退火制备石墨烯,利用RHEED、Raman、NEXAFS、AFM等研究退火时间对石墨烯结构和形貌的影响。研究结果表明,在不同的退火时间下都能形成石墨烯。由于石墨烯和SiC衬底的热膨胀系数的差异,使形成的石墨烯薄膜内存在压应力。但退火时间的增加会使外延的石墨烯厚度增加,其受到衬底的影响会减小,薄膜受到的衬底的应力减弱,样品表面孔洞减少、更加平整。与此同时,由石墨烯和衬底相互作用产生的Raman峰的蓝移也会减小,而石墨烯的特征X射线吸收峰则会增强。2. Si基衬底上石墨烯薄膜的生长1)在Si（111）表面不同的衬底温度（600、700、800℃）下直接沉积固态碳原子制备石墨烯。利用RHEED、FTIR、Raman和NEXAFS对制备的薄膜进行了结构表征,发现在低温下制备的薄膜仅为无定形碳,只有在800℃条件下才能制备出石墨稀;同时发现在800℃的样品中有SiC层生成。我们认为衬底温度对Si衬底上的石墨稀形成起到了关键作用,同时SiC缓冲层的形成可以阻止后来沉积的碳原子与衬底Si原子反应,对石墨稀的形成有促进作用。2)为了研究更高温度对Si衬底上生长的石墨烯的影响,我们首先在Si（111）衬底上外延生长一层质量较好的SiC薄膜,然后在不同衬底温度（800、900、1000、1100℃）下,用直接沉积碳原子的方法在SiC/Si表面制备石墨烯。结果发现在上述衬底温度下均能制备出石墨烯,但在1000℃时制备的石墨烯的质量最好,过高的衬底温度会降低石墨烯的质量。并且发现所形成的石墨烯薄膜不具有ABAB…堆垛的伯尔纳（AB Bernal stacking）石墨晶格构型,而具有类似C端面6H-SiC单晶退火后形成的二维乱层堆垛（turbostratic stacking）的石墨烯结构。3)在SiO2/Si衬底上,用直接沉积碳原子的方法在不同衬底温度下（500、600、700、900、1100、1200℃）制备石墨烯薄膜。结果发现700℃为石墨烯形成的初始温度,而1100℃为形成石墨烯的最优化温度。在SiO2/Si衬底上制备的石墨烯薄膜也是具有类似C端面6H-SiC单晶退火后形成的二维乱层堆垛的石墨烯结构特征。随着温度的提高,形成的石墨烯的质量逐渐提高,但是太高的衬底温度会导致氧化层的局部分解,使生长的石墨烯质量变差。3.蓝宝石衬底上石墨烯薄膜的制备1)利用SSMBE方法在蓝宝石衬底上外延一层SiC薄膜,然后进行高温退火处理制备石墨烯薄膜,并利用RHEED、X-ray Phi Scan、Raman和NEXAFS等进行结构表征。结果表明这种方法制备的样品,具有graphene/SiC/sapphire三明治结构,而制备的石墨烯薄膜具有类似Si端面6H-SiC单晶高温退火形成的ABAB…类型的伯尔纳堆垛晶体结构。2)在蓝宝石衬底上利用直接沉积固态碳原子的方法,在不同的衬底温度下制备石墨烯,并研究了生长温度对石墨烯薄膜结构的影响。结果表明,衬底温度在石墨烯形成过程中起关键作用,在蓝宝石衬底上700℃为石墨烯开始形成的温度,而1300℃为石墨烯生长的最优化温度。制备的石墨烯薄膜具有类似C端面6H-SiC单晶退火后形成的二维乱层堆垛石墨烯的结构。在高温下衬底表面部分Al2O3的分解使沉积到衬底表面的碳原子与分解的氧结合致使石墨烯难以形成。4. Mn掺杂SiC稀磁半导体的制备及结构和磁性研究1)利用MBE共沉积的方法,在Si衬底上制备出了Mn掺杂的3C-SiC薄膜,研究了衬底温度（850、900、950℃）对Mn掺杂的SiC薄膜结构的影响,并利用RHEED、XANES、XRD、XPS等手段对样品的结构进行研究。结果表明随着衬底温度升高,SiC薄膜的质量得到提高,并未发现Mn掺杂对SiC晶格产生明显的影响。所有衬底温度下制备的Mn掺杂SiC样品中Mn原子主要以Mn4Si7相的形式存在,并未观察到在SiC晶格中有替代式或填隙式的Mn原子及形成团簇的Mn原子存在。2)利用共沉积的方法在950℃条件下制备了不同Mn掺杂浓度（0.5%、18%）的SiC样品,发现掺杂浓度为18%的样品具有室温铁磁性,其居里温度可达到355 K,并且样品中Mn原子的饱和磁矩在5K低温条件下约为1.93μB/Mn。利用RHEED、XRD、XANES对其进行了结构研究。结果表明,在不同掺杂浓度的样品中,Mn原子在SiC薄膜中都是以Mn4Si7形式存在,并未观察到替代式或填隙式的Mn原子存在。我们认为,浓度为18%的样品的室温铁磁性可能来源于少量C原子进入了Mn4Si7晶格中,提高了Mn原子之间的铁磁性耦合,促使样品表现出了室温下铁磁性特征。
刘金锋[4]（2007）在《SiC薄膜的SSMBE外延生长及其结构表征》文中提出SiC作为第三代宽带隙半导体材料，因具有优异的物理化学性能，在高温、高频、高压、大功率的电子器件以及光电子器件等应用领域中占有重要地位。而利用固源分子束外延（SSMBE）技术外延生长SiC薄膜，具有其独特的优势。我们在国内首次利用SSMBE技术，在Si单晶衬底上异质外延生长出高质量的3C-SiC单晶薄膜，在6H-SiC单晶衬底上同质外延并生长出基于SiC同质异构的量子阱结构，并利用同步辐射、原位RHEED以及一些常规的分析测试方法对其结构、成份、形貌和发光特性进行研究。主要的研究工作及结果如下：1高温SSMBE设备的建立和关键部件的研制参与设计并研制出衬底温度可达1400℃，并仍可在超高真空条件下稳定工作的高温样品架和用于蒸发Si、C的电子束蒸发器。该蒸发器具有体积小，设计简单，装配方便、能稳定蒸发速率及价格低廉的优点。在上述关键部件研制的基础上，建立了国内首台可外延生长SiC薄膜的高温SSMBE系统。这为进一步开展外延生长SiC薄膜的研究打下了坚实的基础。2 Si衬底上SiC的异质外延生长及其结构和发光性质研究系统地研究了在Si表面异质外延生长3C-SiC薄膜的过程中，碳化、碳化温度、生长温度、束流Si/C比、蒸发速率等工艺参数对外延膜质量的影响，并分别得到了相应的优化参数，最终得到了高质量的3C-SiC薄膜，其（111）衍射双晶摇摆曲线半高宽仅1.1°。在更高的衬底温度（1250℃）下，生长得到了6H-SiC薄膜。利用RHEED和SRPES详细研究了C60在Si衬底上吸附以及C60/Si样品通过高温退火形成SiC薄膜的过程。利用同步辐射的X射线掠入射衍射（GID）得到了SiC薄膜不同深度处的结构和应变信息。发现越远离界面，薄膜应变越小，晶体质量也越好，表明随着远离界面，SiC和Si之间的失配造成的影响会越来越小。结合常规XRD发现，SiC薄膜处于二轴张应变状态，是由于晶格失配和热膨胀系数失配造成的。SiC薄膜具有不同的倾斜和扭转畸变，前者的角分布宽度大于后者，是由SiC晶格的失配位错造成。同步辐射真空紫外光激发的低温光致发光谱显示3C-SiC的近带边发射随着SiC/Si薄膜的结晶质量的提高而增强。3 6H-SiC（0001）表面的同质外延及同质异构量子阱结构的生长及其结构和发光性质研究实现了6H-SiC（0001）表面重构的新方法，即通过维持或停止Si束流可实现同一温度下3×3与31/2×31/2重构可逆转化。该方法得到的3×3重构是高温（1350K）下的3×3重构，与同一温度下的31/2×31/2重构及低温（1100K）3×3重构相比，高温3×3重构更有利于原子的迁移，对薄膜的生长有利。在SiC薄膜同质外延生长过程中，调节Si/C束流比可影响表面的富Si状态，从而影响表面重构、生长模式和薄膜晶型。通过调节束流中的Si/C比，可实现先成核后台阶流动的生长模式并利用该模式生长出6H-SiC/3C-SiC/6H-SiC的同质异构量子阱结构。常规XRD结果表明我们生长的同质异构量子阱结构样品的薄膜与衬底间存在0.3°的倾斜角，薄膜的摇摆曲线半高宽为0.09°。GID进一步证实薄膜与衬底间存在偏角，样品为6H-SiC/3C-SiC/6H-SiC量子阱结构，并得出在3C-SiC的随机成核阶段，产生的缺陷如孪晶导致薄膜晶体质量变差，而后续的台阶流动生长则会逐步消除这些缺陷而使晶体质量变好。室温下激光激发的光致发光（PL）谱中观察到薄膜在480-600mn范围内的有较强的发光，分析表明该发光带是6H-SiC/3C-SiC/6H-SiC同质异构量子阱结构的发光。计算结果表明，宽的光谱范围可能是由不同宽度的量子阱造成的。
王伟华,代兵,王杨,舒国阳,刘本建,赵继文,李一村,刘康,房诗舒,杨世林,杨磊,韩杰才,朱嘉琦[5]（2020）在《异质外延单晶金刚石的研究进展》文中研究说明单晶金刚石具有优异的力、声、热、光、电等性质,而异质外延工艺是制备大尺寸单晶金刚石的一种重要手段.本文以CVD工艺所采用的c-BN、Pt、Si、SiC、Ir复合衬底等不同类型异质衬底为主线,以国内外开展该研究的代表性团队所取得主要成果为基础,对该领域多年来的发展历程、最新进展开展评述,主要涉及偏压增强形核技术及晶种处理后高温退火技术等高密度外延金刚石形核工艺及机理,基于台阶流动和向错形成机理的织构生长晶界湮灭过程与工艺调控,横向外延过度生长和离轴衬底生长等用于位错密度降低的工艺等内容,并在最后对该领域的未来发展做出展望.
俞笑竹[6]（2012）在《新型半导体材料的制备及性能研究》文中研究说明氮化铟（InN）、氢化纳米硅（nc-Si:H）以及石墨烯薄膜作为近年来新型半导体材料的代表，受到人们的广泛关注。本文采用射频磁控溅射（RF Magnetron Sputtering）、等离子体增强化学气相沉积（PECVD）和FTF（face-to-face）外延生长方法分别制备了InN、nc-Si:H和石墨烯薄膜，并结合X射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、低能电子衍射（LEED）、拉曼光谱及角分辨光电子能谱（ARPES）等诸多实验手段，研究了薄膜的生长机理及制备过程中各工艺参数对材料结构和性能的影响。另外，利用深低温强磁场下的变温变磁场霍尔效应测量，运用弱局域化理论和量子干涉理论，我们对InN和nc-Si:H材料中的载流子输运特性进行了深入的分析。在Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体中，氮化铟（InN）是性能优良的新型半导体材料，不仅在光电子器件方面有重要作用，而且在超高速微电子器件、超高频微波器件以及在光电集成上都有着十分广阔的应用前景。由于InN较低的热分解温度（600℃），控制生长在较低温度环境下进行对于InN薄膜至关重要，这里我们采用能够实现低温生长的射频磁控溅射技术来制备InN材料。通过比较一系列不同溅射气压和衬底温度条件下获得的样品的结晶状况和表面形貌，我们发现10mTorr为最佳溅射气压条件，此时InN的结晶度最高。最优的衬底温度随溅射气压的变化而变化,总体上的趋势是较低的衬底温度将有利于高质量晶体InN薄膜的生长。在薄膜制备过程中不可避免会引入各种杂质或缺陷,造成结构的无序性,借助于变温变磁场霍尔测量手段,我们研究了无序对InN材料中载流子输运的影响。测量结果显示,InN薄膜在低温下表现出反常的磁致电导。根据弱局域化理论,低温下晶格振动被抑制,弹性散射强于非弹性散射,电子波的相位记忆可引起强烈的量子干涉效应而令电子趋向于停留在原地。在外磁场作用下,电子波因获得附加相位而导致时间反演不变性被破坏,形成正的磁致电导。当系统中存在自旋轨道耦合作用时,由此产生的电子自旋弛豫则形成负的磁致电导。运用相应的理论模型,我们从实验数据中提取出了电子的非弹性散射时间。考虑到三维体系中,非弹性散射过程以电子-声子散射为主,我们由此分析出电子-声子散射率（τe-ph-1）随无序程度的变化关系。对于InN薄膜构成的无序半导体系统,在较有序（qTl>1）的样品中,电声子散射率τe-ph-1符τe-ph-1∝T310,随着样品越来越无序（qTl<1）,τe-ph-1将遵循规τe-ph-1∝T21-1。该结果与Sergeev等人提出的相关电子弛豫理论完全符合,在实验上验证了该理论的正确。硅量子点薄膜代表了当今半导体材料低维度化的发展方向。氢化纳米硅（nc-Si：H）薄膜是纳米尺寸的硅晶粒镶嵌在氢化非晶硅（a-Si：H）无序网络中形成的一种新型低维人工半导体材料,属于自然量子点系统。等离子体增强化学气相沉积（PECVD）作为工业领域广泛应用的技术,是制备nc-Si:H薄膜的常用方法之一。对薄膜生长的热力学过程分析表明,nc-Si:H薄膜的生长存在正、逆两个反应方向：正向反应是硅烷（SiH4）的等离子体分解及硅薄膜的沉积过程,逆向反应则是等离子体中的氢基团将生成膜中键合较弱的硅—硅（Si-Si）键刻蚀掉的过程。nc-Si:H薄膜的形成就是正、逆反应间制约和竞争的综合结果。氢原子对单晶硅纳米颗粒的形成有着重要的作用,不仅提供薄膜晶化所需要的能量,而且还参与控制硅晶粒的成核和晶粒的成长。硅纳米晶粒的形成不仅改善了nc-Si：H薄膜的无序程度,同时也使其表现出许多独特的电学和电输运方面的性质。我们利用变温变磁场霍尔测量研究了nc-Si：H薄膜中载流子的自旋弛豫机制。低温下,硅量子点结构中的电子传输表现出准二维的跳跃电导行为,并在外磁场作用下,表现出反弱局域化现象。根据HLN理论,我们对此量子输运效应进行了计算并成功拟合了磁致电导率数据,提取出两个重要的输运参数——非弹性散射率τi-1和自旋-轨道散射τso-1。τi-1随温度的变化规律显示,硅量子点系统中的电子退相干过程是以三通道相互作用为主的小能量传输过程。自旋-轨道散射τso-1随温度（1/T）衰减并趋于饱和的行为则说明,自旋弛豫过程不仅发生于电子在量子点间的跳跃,而且还发生在硅量子点内部。在本文最后,我们研究了石墨烯材料的制备。石墨烯是一种碳原子紧密堆积而成的二维蜂窝状晶格结构碳质材料,是富勒烯、碳纳米管、石墨等其他碳的同素异形体的基本组成单元。作为一种特殊的零带隙半导体，石墨烯自2004年被发现可独立存在以来，即成为化学、材料科学及物理学领域的研究热点。大尺寸模板生长是石墨烯材料在器件应用中的主要障碍，因此如何制备大面积高质量的石墨烯便成为目前的研究重心之一。在众多制备方法中，碳化硅（SiC）外延石墨烯生长被普遍认为是实现工业化制备和生产的最有效途径之一。碳化硅外延生长是通过高温加热单晶SiC使其表面分解，硅原子蒸发逃逸后，剩下的碳原子经过结构重组形成石墨烯层。通常真空条件下制备出的石墨烯薄膜尺寸不超过100nm。本文中，我们提出了一种新的制备技术——FTF （face-to-face）外延生长，成功制备出了微米量级大小的石墨烯晶片。这种方法通过将两个等大小的SiC晶片衬底Si面相对地平行叠加，利用一定温度下SiC表面的同质外延生长，大大改善了其表面平整度；同时晶片间的狭小空间限制了Si的逃逸，降低了Si原子的蒸发速度，从而有利于高质量大面积石墨烯的形成。FTF外延生长法简单、直接、成本低廉，有望实现石墨烯的批量生产。以上研究得到了国家自然科学基金重点项目（10734020和11074169），科技部国家基础研究重大计划课题（2010CB933702），以及上海市科委重点项目（06JC14039）的资助。
赵志博[7]（2020）在《基于X射线磁圆二色技术的铁磁/铁电异质结电场调控磁性研究》文中研究表明上世纪八十年代以来,层间反铁磁耦合、巨磁电阻、隧穿磁电阻等物理现象的发现诞生了自旋电子学。该学科的研究和发展大大促进了磁性信息存储技术的进步。然而,传统的自旋电子学器件需要外磁场或是电流去调控铁磁层磁化强度,进而调控电子的自旋取向、注入、传输和检测。这无疑加大了器件小型化的难度并且带有很大的能量损耗,不利于人们日益增加的对高密度、高速读写、低能耗的要求。因此,需要找到更合适的磁化强度调控方式来实现这些需求。从物理机制的角度出发,磁电耦合效应是一个较好的选项。其将在自旋电子学领域、电子信息技术领域发挥越来越关键的作用。在理论方面,如果能够揭示良好性能对应的微观物理机理,将为我们设计和开发更多性能优异的磁电耦合材料体系。并为低能耗、非易失和高密度的信息存储器件提供非常有益的实验和理论基础。在本论文中,我们主要的研究对象为CoFeB/PMN-PT（011）异质结。探讨其在室温下的磁电耦合性能和相应的调控机理。我们在室温磁化状态下的CoFeB/PMN-PT（011）异质结中实现了非易失性的纯电场调控磁化强度,并在退磁化后的样品中实现了纯电场调控磁化方向180°的翻转。在机理上,对其做了原位电场下的X射线磁圆二色表征,得到了原子尺度上的电控磁机理。在应用方面,我们对CoFeB/PMN-PT（011）体系做了电控磁的简单器件模型性能测试,包括电控磁开关、脉冲电压控磁疲劳性能测试等。最后介绍了基于此磁电耦合效应的石墨烯自旋电子器件的相关工作。在第一章中,我们主要介绍了:（1）信息技术的发展、磁学基础知识以及磁性存储在信息技术领域的应用和地位。（2）多铁材料的历史和发展。（3）磁电耦合效应的历史和发展。（4）多铁磁电耦合体系在自旋电子学器件中的应用。（5）X射线磁圆二色技术的简介。（6）本论文的研究内容。第二章中,我们介绍了本论文在研究过程中所用到的实验仪器的工作原理以及具体设备。包括样品制备、结构形貌表征、性能测试表征、物性机理探究和器件微纳加工过程中使用的仪器和实验方法。第三章是关于CoFeB/PMN-PT（011）多铁异质结的磁电耦合研究。在机理上,我们通过对原位电场下PMN-PT（011）极化前后的晶相转变的实验探究以及不同应力模式的模拟,证实了 CoFeB/PMN-PT（011）结构中界面应力调控的磁电耦合机理。同样地,我们也对其退磁化的样品做了磁电耦合性能表征。我们发现在退磁化的CoFeB/PMN-PT（011）多铁性异质结中可以利用纯电场调控实现室温下的非易失性磁化方向的180°翻转。针对这一特殊的磁电耦合现象,我们对退磁化样品进一步做了原位电场下的同步辐射光源X射线磁圆二色表征,在原子尺度上解释了这一磁电耦合过程的微观机理。实验结果表明,该磁电耦合现象是由于Fe原子和Co原子的单轴磁各向异性引起的。在电场的调控下,CoFeB中Fe原子的轨道磁矩更具有各向异性,决定了退磁化CoFeB的磁化方向180°翻转。第四章介绍了基于该磁电耦合体系的纯电场调控的石墨烯自旋电子器件的相关工作。同时也介绍了硕士期间的关于自支撑钇钡铜氧高温超导薄膜的相关工作。第五章做了对全文的总结、创新之处以及对未来工作的展望。
马礼敦[8]（2014）在《X射线晶体学的百年辉煌》文中提出自1912年劳厄发现X射线晶体衍射现象,小布拉格开创X射线晶体学以来,已经过去了100年。这一发现,对人类科学的发展,特别是微观结构科学的影响至为巨大,具有里程碑的意义。在这100年中,X射线晶体学发展迅速,成果累累。本文按主要实验技术的特点将100年大致分为四个阶段,从单晶体衍射、多晶体衍射和X射线光谱三个方面简述其主要进展和成果。并简单概括了她对物理学、晶体学、化学和生物学等基础学科和材料、医药、环境等多个应用学科的重大影响。最后,还预期了X射线晶体学领域的一些可能发展,包括无比强大的光源—硬X射线自由电子激光、多维晶体学、电子晶体学、数学晶体学、三维X射线衍射显微学等领域。作者相信,X射线晶体学在过去的一个世纪中已经取得了那么多的成就,在已来临的新世纪中将会获得更大的成绩。
王海燕[9]（2018）在《Si衬底上GaN基LED外延材料的两步法生长》文中进行了进一步梳理发光二极管（Light-emitting diode,LED）具有高效、节能、环保、寿命长等特点,已被广泛应用于交通指示、建筑装饰、显示照明等诸多领域。目前,商用LED大多基于蓝宝石衬底上外延生长的III族氮化物材料——GaN。然而,蓝宝石热导率较低、大尺寸衬底制备困难,限制了LED往“高性能、大功率、低成本”的方向发展。Si衬底由于具有低成本、大尺寸、热导率高、制造工艺成熟等优点,成为了实现高性能、大功率、低成本GaN基LED的理想衬底材料。尽管目前Si衬底上的LED制备技术已经取得许多突破,在材料生长和基础研究等方面仍然存在难以克服的问题。主要体现在以下两个方面:第一,Si与GaN之间的晶格失配和热失配分别高达16.9%和54%,导致在GaN中容易形成大量缺陷和裂纹;第二,Si衬底在外延生长过程中会与活性N反应生成SiNx界面层,严重降低了GaN基LED的外延材料质量及器件性能。解决以上问题,是在Si衬底上实现高质量Ga N的基础,也是实现高质量LED外延材料及高性能器件的关键。为此,本论文提出采用低温外延结合高温外延的两步法来克服上述两大难题,全文围绕Si衬底上高质量GaN基LED外延材料的两步法生长展开,对两步法的外延生长机理、界面反应抑制作用以及晶体缺陷控制机制等理论进行深入研究,取得的主要成果如下:第一,利用脉冲激光沉积（PLD）低温外延,抑制了Si衬底与III族氮化物薄膜之间的界面反应,获得了具有突变异质结界面的AlN模板层。通过研究低温AlN模板层的晶体质量变化、表面形貌演变及界面结构等性质,揭示了Si衬底上AlN模板层的低温外延生长及界面反应抑制机理。一方面,PLD的高能效应使等离子体粒子具有较高的动能,以克服因晶格失配而形成的迁移势垒,而PLD的脉冲效应则为粒子提供了充足的弛豫时间,使其能在Si衬底上充分迁移到平衡位置形核,从而实现AlN模板层的低温外延生长。另一方面,高能等离子体粒子在膨胀输运过程中,与背景气氛的氮气粒子发生适当碰撞,从而以合适的动能到达衬底表面,既不会因动能过大而轰击表面或与Si衬底发生界面反应,也不会因动能不足而形成无定形的界面层,最终在Si衬底上实现AlN的低温外延,获得具有突变异质结界面的AlN模板层。第二,以低温AlN模板层作为高温外延的生长模板,通过研究不同生长阶段的外延形貌变化及缺陷演变过程,揭示了两步法外延生长GaN的生长机理及位错湮灭机制。研究发现,表面平整的低温AlN模板层能够提高AlN外延表面的浸润性,降低Al吸附原子的表面迁移势垒,增强Al吸附原子的表面迁移,促进AlN缓冲层的二维生长,从而获得表面高度愈合的高质量AlN缓冲层。GaN在AlN缓冲层上的迁移势垒低,所形成的低密度形核岛有利于减少晶体中的位错;同时,在三维生长向二维生长转变的过程中,晶体中的穿透位错发生弯曲、闭合,从而降低了GaN外延薄膜中的位错密度。为进一步提高GaN的晶体质量,本论文还引入了渐变AlxGa1-xN缓冲层结构,并对其缺陷控制机制和应力调控机理进行研究。一方面,Alx Ga1-xN的引入可使位错在每层界面处发生偏转,与相邻的位错形成闭环而湮灭;另一方面,AlN/AlxGa1-x-x N结构能够增强GaN中的压应力,在最大程度上抵消降温过程中由Si衬底产生的张应力,从而抑制裂纹的产生。最终,在Si衬底上获得无裂纹的高质量GaN薄膜,GaN（0002）和GaN（10-12）摇摆曲线半峰宽分别为394 arcsec和460 arcsec。第三,首次采用低温外延结合高温外延的两步法在Si衬底上实现了高质量GaN基LED外延材料的生长,并对LED的光电性能提升机制进行了研究。研究低温AlN模板层厚度对LED性能的影响,发现40-70 nm厚的低温AlN模板层最有利于高温外延层的二维生长及应力调控,从而获得无裂纹的高质量LED外延片。制备成横向结构LED芯片后,在40 nm厚的低温Al N模板层上获得的LED表现出最佳的光电性能。在注入电流为300 mA下,光输出功率为70.2 mW,外量子效率的Droop效应为46.2%。在低注入电流下,随着电流增大,EL波长蓝移幅度最小,说明LED中的量子束缚斯塔克效应被有效地削弱。与采用一步法制备得的、具有相同芯片结构的现有报道相比,同一电流下,本文获得的LED光输出功率高于其他报道,说明本论文所提出的低温外延结合高温外延两步法有利于在Si衬底上获得高性能的GaN基LED。本论文的研究按照“低温模板层”→“高质量GaN层”→“LED外延材料与芯片”的路线系统展开。通过深入研究不同生长阶段的外延层性质,揭示了在Si衬底上两步法外延GaN的生长机理、界面反应抑制和缺陷湮灭等机制,这对于在其他新型衬底上实现高质量III族氮化物材料及高性能GaN基器件提供了重要指导。
孙柏[10]（2007）在《PLD技术制备ZnO薄膜及其结构和发光性质研究》文中指出ZnO是一种纤锌矿结构的宽禁带半导体材料，室温下的禁带宽度约为3.37eV，具有优异的光学和电学特性，在透明导电薄膜，表面声波器件、气体传感器和光电器件等方面有着广泛的应用，尤其是高质量ZnO薄膜的室温紫外受激发射的实现，使其成为当前的研究热点。本论文利用PLD技术在Si，SiC，Al2O3衬底上制备了ZnO薄膜，并对工艺进行优化，利用一些常规测试方法和同步辐射实验技术研究了不同生长条件对PLD技术制备的ZnO薄膜结构，光学和电学性质的影响。主要的研究工作及结果如下：1．在Si衬底上ZnO薄膜的生长及其结构和发光性质的研究利用PLD方法，在Si衬底上制备出了单一取向的ZnO薄膜，研究了衬底温度，氧气氛，激光能量和脉冲频率等生长条件对ZnO薄膜的结晶质量的影响，分析了这些影响产生的原因，并利用优化的生长条件制备出了高质量的ZnO薄膜，其（002）峰双晶摇摆曲线的半高宽为1.3°。利用同步辐射XAFS和XPS研究了两个不同衬底温度下（300℃，500℃）生长的ZnO薄膜的局域结构以及薄膜表面元素的化学态和相对含量。研究结果表明，500℃生长的薄膜的结晶质量要好于300℃生长的样品，但500℃生长的薄膜中的O／Zn比却小于300℃生长的薄膜。利用GID研究了薄膜内部不同深度的晶格驰豫过程，结果显示随着X射线探测深度从靠近薄膜表面增加到薄膜与衬底的界面处，两个样品a方向的晶格常数都减小，这说明薄膜内部的应变是不均匀的。PL谱结果表明，ZnO薄膜的紫外发射与它的晶体质量有着非常密切的关系。在用同步辐射作激发源的低温下的光致发光谱中，发现了发光中心位于430nm的紫光发射，我们认为该发射与存在于ZnO—ZnO晶粒间界的界面势阱所引起的界面缺陷能级到价带的跃迁有关，这个界面势阱可能起源于Zn填隙。2．Mn掺杂对ZnO薄膜结构和光学性质的影响利用PLD方法在Si（111）衬底上生长出了Mn掺杂的c轴高度取向的ZnO薄膜。光致发光（PL）结果显示了Mn的掺杂引起了薄膜的带边发射蓝移，强度减弱，紫光发射几乎消失，但绿光发射增强。利用XRD，XAFS，XPS和Raman等实验技术对Mn掺杂的ZnO薄膜的结构进行了研究。XRD和XAFS结果表明Mn进入了ZnO的晶格，处在Zn2+的替代位置形成了Zn0.9Mn0.1O合金薄膜，XAFS和XPS结果从实验上证实了Mn是以+2价的价态存在的，这就导致了掺Mn以后的薄膜带隙变大，在发光谱中表现为带边发射的蓝移。Raman结果表明Mn的掺入对薄膜的晶格振动产生了一定的影响，Zn0.9Mn0.1O合金薄膜与衬底之间的应力要比未掺杂的ZnO薄膜的大。由于掺入的Mn4+与薄膜中的填隙Zn反应自身变为Mn2+，导致薄膜的结晶性变差，薄膜中的填隙Zn减少，O空位增多，引起带边发射和紫光发射减弱，绿光发射增强。3．在SiC或以SiC为缓冲层的Si上生长ZnO薄膜及ZnO／SiC界面研究采用以MBE方法在Si衬底上生长的3C—SiC作为过渡层，利用PLD方法制备了高度c轴取向的ZnO薄膜，研究了衬底温度，氧分压对ZnO薄膜的结晶质量的影响，并分析了产生这些影响的原因。通过对PLD方法的工艺优化，在6H-SiC单晶衬底上制备出了高质量的ZnO薄膜，X射线双晶摇摆曲线结果显示其（002）衍射峰的半高宽仅为0.47°。同步辐射掠入射X射线衍射结果表明该ZnO薄膜和衬底之间的平行于衬底表面a轴方向的实际的晶格失配度仅为5.84％，并且利用X射线Φ扫描技术观察到了该ZnO薄膜（110）等效晶面的六重对称性。由此说明，我们已成功地在6H—SiC单晶衬底上制备出单晶ZnO薄膜。此外，我们还以Si衬底上原位生长的SiC和石墨作为过渡层，利用PLD方法制备ZnO薄膜。通过其电学特性的研究表明，SiC和石墨过渡层的使用，可以极大的提高ZnO和Si衬底组成的p—n结的Ⅰ—Ⅴ特性。利用SRPES和XPS的价带谱和芯能级谱技术，研究了金属Zn在SiC表面的吸附和热氧化过程以及ZnO／SiC异质界面的形成和结构。研究结果表明，在SiC表面沉积金属Zn的初始阶段，Zn可以与SiC衬底表面残留的氧结合。随着Zn覆盖度的增加，表面具有金属特性。在氧气氛中，氧可能会以分子的形式吸附在Zn表面，但也可能与Zn成键或化合。在氧气氛中180℃的温度退火后，一部分Zn被氧化形成ZnO，还有少量Zn因受到热蒸发而逸出表面。在氧气氛中600℃温度退火后，形成的ZnO会阻止金属Zn逸出表面，覆盖的金属Zn全部被氧化而生成ZnO。而在氧气氛中退火时，衬底也会发生轻度氧化，从而导致在ZnO／SiC界面处存在一层很薄的Si的氧化层。根据得到的光电子能谱的实验结果，计算出用Zn热氧化方法形成的ZnO／SiC异质结的价带偏移为1.1eV。4．在Al2O3上生长ZnO薄膜及其界面结构的研究在Al2O3衬底上，利用PLD方法在不同的衬底温度和不同的氧分压下生长了高度c轴取向的ZnO薄膜。XRD和RHEED结果显示了衬底温度和氧分压对ZnO薄膜的生长模式和结晶质量有很大的影响。X射线双晶摇摆曲线结果显示利用PLD方法以Al2O3为衬底，在优化的条件下制备的ZnO薄膜的（002）衍射峰的半高宽仅为0.46°，已经达到了单晶水平。同步辐射掠入射X射线衍射结果显示，随着X射线穿透深度从薄膜表面增大到薄膜和衬底的界面处，450℃和650℃生长的ZnO薄膜的a方向的晶格常数明显增加，而750℃的ZnO薄膜的a方向的晶格常数却略微减小，这说明衬底温度对ZnO薄膜内部不同深度的晶格驰豫有很大的影响。同步辐射掠入射X射线反射结果显示650℃，0.13Pa条件下生长的ZnO薄膜的厚度为46.2nm，表面粗糙度为0.63nm，薄膜与衬底界面的粗糙度为1.41nm。
二、INVESTIGATION OF DIAMOND SURFACE AND GRAPHITE BY RHEED MICRO-DIFFRACTION（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、INVESTIGATION OF DIAMOND SURFACE AND GRAPHITE BY RHEED MICRO-DIFFRACTION（论文提纲范文）
（1）碳化硅薄膜的外延生长、结构表征及石墨烯的制备（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 碳化硅的结构、性质及应用 |
| 1.2.1 SiC的结构 |
| 1.2.2 SiC的物理和化学性质 |
| 1.2.3 SiC材料的应用 |
| 1.3 SiC薄膜的制备 |
| 1.3.1 SiC薄膜的制备方法 |
| 1.3.2 SiC薄膜的生长研究进展 |
| 1.4 石墨烯的结构、性质、应用和制备 |
| 1.4.1 石墨烯的结构 |
| 1.4.2 石墨烯的性质 |
| 1.4.3 石墨烯的应用前景 |
| 1.4.4 石墨烯的主要制备方法 |
| 1.5 本论文的选题 |
| 参考文献 |
| 第二章 分子束外延技术、设备及应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 分子束外延技术与设备简介 |
| 2.2.1 分子束外延设备的基本结构 |
| 2.2.2 RHEED原理和应用 |
| 2.3 分子束外延的物理过程 |
| 2.4 分子束外延技术的应用 |
| 2.5 SSMBE设备 |
| 2.5.1 高温样品架 |
| 2.5.2 电子束蒸发器 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 Si衬底上异质外延SiC薄膜 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 碳化温度和衬底温度对外延SiC薄膜的影响 |
| 3.2.1 样品制备和实验过程 |
| 3.2.2 碳化温度对外延SiC薄膜的影响 |
| 3.2.3 衬底温度对外延SiC薄膜的影响 |
| 3.2.4 小结 |
| 3.3 硅碳比对外延SiC薄膜的影响 |
| 3.3.1 样品的制备和实验过程 |
| 3.3.2 结果和讨论 |
| 3.3.3 小结 |
| 3.4 预沉积Ge对外延SiC薄膜的影响 |
| 3.4.1 预沉积Ge的影响 |
| 3.4.2 预沉积Ge的厚度对外延SiC薄膜的影响 |
| 3.4.3 预沉积Ge的温度对外延SiC薄膜的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 蓝宝石衬底上6H-SiC薄膜的生长和结构表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 蓝宝石的结构和性质 |
| 4.3 蓝宝石上SiC单晶薄膜的制备及表征 |
| 4.3.1 样品的制备和实验过程 |
| 4.3.2 实验结果和讨论 |
| 4.4 衬底温度对Al_2O_3(0001)表面异质外延6H-SiC薄膜的影响 |
| 4.4.1 样品制备和实验过程 |
| 4.4.2 结果与讨论 |
| 4.4.3 小结 |
| 4.5 SiC/Al_2O_3的X射线掠入射衍射研究 |
| 4.5.1 GID的原理和实验简介 |
| 4.5.2 GID对表面下不同深度的外延膜应变的研究 |
| 4.5.3 GID对SiC/Al_3O_3薄膜不同深度结晶质量的研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 SiC的同质外延及同质异构量子阱薄膜的制备 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 6H-SiC(0001)面的表面重构 |
| 5.2.1 样品制备及RHEED结果 |
| 5.2.2 6H-SiC表面重构的原子结构模型 |
| 5.2.3 小结 |
| 5.3 6H-SiC/6H-SiC薄膜的外延 |
| 5.3.1 样品制备过程 |
| 5.3.2 结果和讨论 |
| 5.3.3 小结 |
| 5.4 3C-SiC/6H-SiC薄膜的外延生长 |
| 5.4.1 样品制备过程 |
| 5.4.2 结果和讨论 |
| 5.4.3 小结 |
| 5.5 6H-SiC/3C-SiC/6H-SiC多量子阱薄膜的外延 |
| 5.5.1 样品的实验过程 |
| 5.5.2 结果和讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 6H-SiC表面石墨烯外延生长和结构表征 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 石墨烯的外延和结构表征 |
| 6.2.1 样品制备过程 |
| 6.2.2 实验结果和讨论 |
| 6.2.3 小结 |
| 6.3 退火时间对6H-SiC(0001)外延石墨烯形貌和结构的影响 |
| 6.3.1 样品制备过程 |
| 6.3.2 实验结果和讨论 |
| 6.3.3 小结 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕博连读期间所发表的论文 |
（2）光与LaAlO3/SrTiO3异质结体系的相互作用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 过渡金属氧化物器件时代的来临 |
| 1.2 过渡金属氧化物异质界面的呈展效应 |
| 1.3 LaAlO_3/SrTiO_3异质界面 |
| 1.3.1 LAO/STO界面二维电子气的发现 |
| 1.3.2 LAO/STO异质界面体系的研究进展 |
| 1.3.3 LAO/STO界面二维电子气的起源 |
| 1.4 光与过渡金属氧化物的相互作用 |
| 1.5 本论文研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 LaAlO_3/SrTiO_3异质结的制备及表征 |
| 2.1 激光分子束外延(LMBE)技术 |
| 2.1.1 脉冲激光沉积(PLD)设备及原理 |
| 2.1.2 PLD技术的优劣势 |
| 2.1.3 反射式高能电子衍射仪(RHEED)原理及应用 |
| 2.2 STO(001)衬底的表面处理 |
| 2.3 LAO/STO异质结的LMBE生长 |
| 2.4 LAO/STO异质结的基本性质表征 |
| 2.4.1 表面形貌表征 |
| 2.4.2 薄膜结构表征 |
| 2.4.3 磁性表征 |
| 2.4.4 电学性质表征 |
| 2.4.5 近场光学表征 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 LaAlO_3/SrTiO_3原胞尺度光伏效应 |
| 3.1 LaAlO_3中的内建电场 |
| 3.1.1 内建电场的产生 |
| 3.1.2 内建电场的探测 |
| 3.2 LaAlO_3/SrTiO_3光伏效应 |
| 3.2.1 光伏效应的原理及应用 |
| 3.2.2 LaAlO_3/SrTiO_3体系光伏效应的测试 |
| 3.2.3 光伏效应其它机制的排除 |
| 3.2.4 LAO/STO光电池应用展示 |
| 3.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 Graphene/LaAlO_3/SrTiO_3体系的光电效应 |
| 4.1 石墨烯的基本性质 |
| 4.2 石墨烯与过渡金属氧化物的结合 |
| 4.3 Graphene/LaAlO_3/SrTiO_3体系的增强光电导效应 |
| 4.3.1 Graphene/LAO/STO器件制备及实验设计 |
| 4.3.2 Graphene的光电导效应 |
| 4.3.3 Graphene/5-uc-LaAlO_3/SrTiO_3体系的光电导效应 |
| 4.3.4 对照实验 |
| 4.3.5 探测3-uc-LAO/STO体系LAO层中的内建电场 |
| 4.3.6 新概念的真空紫外探测器的应用 |
| 4.4 基于石墨烯与LaAlO_3/SrTiO_3复合结构的广谱光电探测器 |
| 4.4.1 石墨烯基广谱光电探测器的发展现状 |
| 4.4.2 新型广谱光电探测器的设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 光调控LaAlO_3/SrTiO_3异质界面的自旋轨道耦合 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 样品制备与输运测试 |
| 5.3 输运测试结果与分析 |
| 5.3.1 光调控下的纵向电阻与霍尔电阻 |
| 5.3.2 光调控自旋轨道耦合的机制 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表论文情况 |
（3）半导体和氧化物表面石墨烯的生长和结构表征及锰掺杂碳化硅稀磁半导体研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 石墨烯的结构与性质 |
| 1.2.1 石墨烯的晶体结构与能带结构 |
| 1.2.2 石墨烯的特性 |
| 1.3 石墨烯的制备方法 |
| 1.3.1 微机械剥离方法 |
| 1.3.2 化学剥离方法 |
| 1.3.3 高温退火α-SiC 单晶方法 |
| 1.3.4 化学气相沉积法 |
| 1.4 石墨烯的应用 |
| 1.4.1 电子学器件 |
| 1.4.2 光电材料 |
| 1.4.3 储能材料 |
| 1.5 碳化硅基稀磁半导体 |
| 1.6 论文选题 |
| 参考文献 |
| 第二章 样品制备及同步辐射结构表征技术和设备 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 分子束外延技术及设备 |
| 2.2.1 分子束外延的物理过程 |
| 2.2.2 固源分子束外延设备 |
| 2.2.3 高能电子衍射 |
| 2.3 同步辐射光电子能谱 |
| 2.4 X 射线吸收精细结构谱 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 6H-SIC 单晶表面石墨烯的外延生长 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 碳化硅的结构 |
| 3.3 在6H-SIC(0001)表面外延石墨烯的原位SRPES 研究 |
| 3.3.1 样品的制备和实验过程 |
| 3.3.2 实验结果和讨论 |
| 3.3.3 小结 |
| 3.5 退火时间对6H-SIC(0001)面外延的石墨烯结构与形貌的影响 |
| 3.5.1 样品制备过程 |
| 3.5.2 实验结果和讨论 |
| 3.5.3 小结 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 SI 基衬底上石墨烯薄膜的生长 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SI(111)衬底上生长石墨烯薄膜 |
| 4.2.1 样品制备和实验过程 |
| 4.2.2 实验结果和讨论 |
| 4.2.3 小结 |
| 4.3 衬底温度对SI 衬底上生长石墨烯薄膜的影响 |
| 4.3.1 样品制备和实验过程 |
| 4.3.2 实验结果和讨论 |
| 4.3.3 小结 |
| 4.4 覆盖有氧化层的SI 衬底上石墨烯薄膜的制备 |
| 4.4.1 样品制备和实验过程 |
| 4.4.2 实验结果及讨论 |
| 4.4.3 小结 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 蓝宝石衬底上石墨烯薄膜的制备 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 蓝宝石的结构及性质 |
| 5.3 覆盖有SIC 薄膜的蓝宝石高温退火制备石墨烯 |
| 5.3.1 样品制备和实验过程 |
| 5.3.2 实验结果和讨论 |
| 5.3.3 小结 |
| 5.4 蓝宝石衬底直接沉积碳原子制备石墨烯薄膜 |
| 5.4.1 样品制备和实验过程 |
| 5.4.2 实验结果及讨论 |
| 5.4.3 小结 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 MN 掺杂SIC 稀磁半导体的制备及结构和磁性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 衬底温度对MN 掺杂SIC 薄膜的影响 |
| 6.2.1 样品的制备和实验过程 |
| 6.2.2 实验结果和讨论 |
| 6.2.3 小结 |
| 6.3 不同杂质浓度对MN 掺杂SIC 薄膜结构与磁性的影响 |
| 6.3.1 样品的制备和实验过程 |
| 6.3.2 实验结果和讨论 |
| 6.3.3 小结 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 硕博连读期间所发表的论文 |
| 致谢 |
（4）SiC薄膜的SSMBE外延生长及其结构表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 SiC的结构、性质、器件和应用 |
| 1.1.1 SiC的晶体结构和多型性 |
| 1.1.2 SiC半导体的同质异构结构 |
| 1.1.3 SiC半导体的性质及参数 |
| 1.1.4 SiC的器件及应用 |
| §1.2 SiC半导体的发展进程和面临的挑战 |
| 1.2.1 SiC半导体的发现及早期研究 |
| 1.2.2 SiC半导体的迅速发展和近期研究 |
| 1.2.3 SiC半导体研究与应用所面临的挑战 |
| §1.3 SiC薄膜生长研究 |
| 1.3.1 研究SiC薄膜生长的必要性 |
| 1.3.2 SiC薄膜的制备方法 |
| 1.3.3 SiC薄膜生长研究进展 |
| §1.4 本论文的选题 |
| 参考文献 |
| 第二章 分子束外延技术及设备 |
| §2.1 分子束外延技术基本原理 |
| 2.1.1 分子束外延简介 |
| 2.1.2 分子束外延的超高真空环境 |
| 2.1.3 分子束外延的物理过程 |
| §2.2 反射高能电子衍射(RHEED) |
| 2.2.1 RHEED简介 |
| 2.2.2 RHEED的探测深度 |
| 2.2.3 RHEED原理及应用 |
| §2.3 SSMBE设备及关键部件的研制 |
| 2.3.1 SSMBE的设备简介 |
| 2.3.2 高温样品架 |
| §2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 SiC/Si异质外延 |
| §3.1 SiC单晶薄膜晶型的判断及外延取向关系 |
| 3.1.1 样品的制备与实验过程 |
| 3.1.2 实验结果与讨论 |
| §3.2 SiC/Si异质外延条件的优化 |
| 3.2.1 碳化及碳化温度对SiC/Si异质外延的影响 |
| 3.2.2 生长温度对SiC/Si异质外延的影响 |
| 3.2.3 Si/C束流比对SiC/Si异质外延的影响 |
| 3.2.4 蒸发速率对SiC/Si异质外延的影响 |
| §3.3 Si衬底上6H-SiC的异质外延 |
| 3.3.1 引言 |
| 3.3.2 实验结果及讨论 |
| 3.3.3 小结 |
| §3.4 以C_(60)作源生长SiC的过程研究 |
| 3.4.1 RHEED研究C_(60)在Si表面反应形成SiC |
| 3.4.2 PES研究C_(60)在Si表面反应形成SiC |
| 3.4.3 小结 |
| §3.5 SiC/Si异质外延的同步辐射研究 |
| 3.5.1 SiC/Si异质外延的X射线掠入射衍射研究 |
| 3.5.2 SiC/Si的低温光致发光研究 |
| §3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 6H-SiC(0001)衬底的同质外延及量子阱结构 |
| §4.1 6H-SiC(0001)面的重构及重构的获取 |
| 4.1.1 6H-SiC(0001)面的一些重要重构 |
| 4.1.2 本实验获取重构表面的方法 |
| §4.2 Si/C比对生长模式和薄膜晶型的影响及同质异构结构的生长 |
| 4.2.1 Si/C比对生长模式和薄膜晶型的影响 |
| 4.2.2 同质异构量子阱结构薄膜的形貌 |
| 4.2.3 小结 |
| §4.3 同质异构结构外延膜的X射线衍射研究 |
| 4.3.1 常规X射线衍射研究 |
| 4.3.2 同步辐射X射线掠入射衍射研究 |
| 4.3.3 小结 |
| §4.4 同质异构结构外延膜的发光特性 |
| §4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 发表论文 |
| 致谢 |
（5）异质外延单晶金刚石的研究进展（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 1.1 单晶金刚石的性质及应用 |
| 1.2 单晶金刚石的制备方法 |
| 2 异质外延单晶金刚石的衬底 |
| 2.1 异质衬底的选择 |
| 2.2 异质衬底晶面的选择 |
| 2.3 提高形核密度的工艺 |
| 3 异质外延单晶金刚石的生长 |
| 3.1 c-BN衬底 |
| 3.2 Pt衬底 |
| 3.3 Si衬底 |
| 3.4 SiC衬底 |
| 3.5 Ir复合衬底 |
| 3.6 国内研究进展 |
| 3.7 小结 |
| 4 异质外延单晶金刚石最新进展 |
| 4.1 横向外延过度生长降低位错密度 |
| 4.2 离轴衬底外延生长降低位错密度 |
| 4.3 改进设备工艺提高速率扩大尺寸 |
| 4.4 控制工艺实现生长过程原位掺杂 |
| 4.5 研究外延单晶金刚石的电学应用 |
| 5 总结与展望 |
（6）新型半导体材料的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 我们的工作 |
| 参考文献 |
| 第二章 半导体材料的制备方法和表征手段 |
| 2.1 半导体薄膜的制备方法 |
| 2.1.1 射频磁控溅射 |
| 2.1.2 等离子体增强化学气相沉积 |
| 2.1.3 真空蒸镀工艺 |
| 2.2 半导体薄膜的表征方法 |
| 2.2.1 表面形貌和微观结构表征 |
| 2.2.2 电学性能表征 |
| 参考文献 |
| 第三章 氮化铟薄膜的制备和输运性能研究 |
| 3.1 氮化铟的基本性质及应用 |
| 3.1.1 氮化铟的结构和基本性质 |
| 3.1.2 氮化铟的制备方法概述 |
| 3.1.3 氮化铟的应用领域 |
| 3.2 氮化铟薄膜的制备和表征 |
| 3.2.1 氮化铟薄膜的制备 |
| 3.2.2 生长条件对氮化铟薄膜的影响 |
| 3.2.3 氮化铟薄膜的表征 |
| 3.3 氮化铟薄膜的输运性能研究 |
| 3.3.1 弱局域化理论 |
| 3.3.2 氮化铟薄膜的电子退相干研究 |
| 3.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 氢化纳米硅薄膜的制备和输运性能研究 |
| 4.1 纳米硅薄膜的基本性质及应用 |
| 4.1.1 纳米硅薄膜的结构和基本性质 |
| 4.1.2 硅量子点薄膜的制备方法概述 |
| 4.1.3 硅量子点薄膜在量子功能器件方面的应用 |
| 4.2 氢化纳米硅薄膜的制备和表征 |
| 4.2.1 PECVD 法制备氢化纳米硅薄膜 |
| 4.2.2 硅量子点薄膜的生长机理 |
| 4.2.3 硅量子点薄膜的表征 |
| 4.3 氢化纳米硅薄膜的自旋弛豫研究 |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 碳化硅外延石墨烯生长研究 |
| 5.1 石墨烯的基本性质及应用 |
| 5.1.1 石墨烯的结构 |
| 5.1.2 石墨烯的性质 |
| 5.1.3 石墨烯的应用前景 |
| 5.2 石墨烯的制备方法概述 |
| 5.3 碳化硅外延法制备石墨烯的研究进展 |
| 5.3.1 碳化硅外延石墨烯生长的发展 |
| 5.3.2 碳化硅外延石墨烯的生长机理和模型 |
| 5.4 FTF(face-to-face)外延生长石墨烯研究 |
| 5.4.1 实验设备和内容 |
| 5.4.2 样品的表征 |
| 5.4.3 FTF 外延法的生长机制研究 |
| 5.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结 |
| 致谢 |
| 完成论文目录 |
（7）基于X射线磁圆二色技术的铁磁/铁电异质结电场调控磁性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 信息存储技术概述 |
| 1.1.2 磁性 |
| 1.1.3 磁性存储的发展现状 |
| 1.2 多铁材料及磁电耦合效应 |
| 1.2.1 多铁材料 |
| 1.2.2 磁电耦合效应 |
| 1.3 复合多铁材料及其电控磁 |
| 1.3.1 界面电荷调控 |
| 1.3.2 交换偏置调控 |
| 1.3.3 界面应力调控 |
| 1.4 磁电耦合与自旋电子器件 |
| 1.4.1 自旋电子学 |
| 1.4.2 基于磁电耦合体系自旋电子器件 |
| 1.5 X射线磁圆二色技术 |
| 1.5.1 X射线磁圆二色的机理 |
| 1.5.2 X射线磁圆二色的应用 |
| 1.5.3 原位电场下的X射线磁圆二色表征 |
| 1.6 本文研究主要内容 |
| 1.6.1 电场调控CoFeB/PMN-PT磁化强度翻转及其机理研究 |
| 1.6.2 其他相关工作 |
| 1.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 靶材处理和衬底挑选 |
| 2.2.1 CoFeB/PMN-PT(011)体系衬底和靶材处理 |
| 2.2.2 SrTiO_3(100)衬底处理 |
| 2.3 样品的制备 |
| 2.3.1 磁控溅射技术发展和原理 |
| 2.3.2 本研究使用的磁控溅射设备 |
| 2.3.3 脉冲激光沉积技术简介 |
| 2.3.4 本研究使用的脉冲激光沉积设备 |
| 2.3.5 本研究中机械剥离获取石墨烯 |
| 2.4 实验样品的结构、性能表征 |
| 2.4.1 薄膜结构表征 |
| 2.4.2 薄膜厚度表征 |
| 2.4.3 薄膜磁电耦合性能表征 |
| 2.4.4 PMN-PT(011)衬底原位电场下晶相转变测试 |
| 2.4.5 薄膜原位电场下X射线磁圆二色表征 |
| 2.5 样品微纳加工与器件制备 |
| 参考文献 |
| 第3章 纯电场调控的CoFeB/PMN-PT(011)磁电耦合的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Ta/CoFeB/PMN-PT(011)的磁电耦合研究 |
| 3.2.1 铁磁和铁电材料的选择 |
| 3.2.2 CoFeB/PMN-PT(011)磁电耦合应力调控机理 |
| 3.2.3 Ta/CoFeB/PMN-PT(011)磁电耦合性能表征 |
| 3.3 退磁化Ta/CoFeB/PMN-PT(011)磁电耦合研究 |
| 3.3.1 XMCD数据处理结果 |
| 3.3.2 XMCD结果分析 |
| 3.4 Ta/CoFeB/PMN-PT(011)电控磁模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 其他工作 |
| 4.1 纯电场调控的石墨烯自旋电子学器件制备 |
| 4.1.1 PZT/LNO/STO(100)铁电异质结的制备 |
| 4.1.2 薄膜样品微纳加工 |
| 4.1.3 石墨烯的获取以及器件制备和表征 |
| 4.2 自支撑钇钡铜氧高温超导薄膜的研究 |
| 4.2.1 YBCO/SAO/STO(100)异质结的制备与表征 |
| 4.2.2 自支撑YBCO薄膜的获取 |
| 参考文献 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 研究创新点 |
| 5.3 未来展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（8）X射线晶体学的百年辉煌（论文提纲范文）
| 目录 |
| I. X射线衍射的发现与早期历史 |
| A. 劳厄厄发现X射线衍射 |
| B. 布布拉格父子的成就 |
| C. 其他几位科科学家的重要贡献 |
| D. 实验技术的发展 |
| 1. 劳厄相机 |
| 2. X射线电离分光计 |
| 3.X射线粉末衍射 (X-ray powder diffraction XPD) |
| 4. 新型X射线管 |
| II. X射线衍射技术和应用的发展 |
| A. 初期阶段—照相时代: |
| 1. 单晶体衍射 |
| 2. 粉末衍射 |
| 3.X射线光谱 |
| B. 中中期阶段—计数器衍射仪时代 |
| 1. 单晶体衍射 |
| 2.粉末衍射 |
| 3. X射线光谱 |
| C. 近代—计算机应应用时代 |
| 1. 单晶体衍射 |
| (1) 国际结晶学联合会 (Interantional Union of Crystallography简称IUCr) 。http://www.iucr.org/ |
| (2) 剑桥结构数据库 (Cambridge Structure Database简称CSD) :http://www.ccdc.cam.ac.uk/ |
| (3) 无机化合物晶体结构数据库 (Inorganic Crystal Structure Database ICSD) http://icsd.fiz-karlsruhe.de |
| (4) 蛋白质数据银行 (Protein Data Bank PDB) http://www.rcsb.org/pdb/ |
| (5) 晶体学公开数据库 (Crystallography Open Database COD) http://www.crystallography.net |
| 2. 粉末衍射 |
| (1) 国际衍射数据中心 (International Centre for Diffraction Data, ICDD) http://www.icdd.com |
| (2) 粉末衍射专业委员会 ( Commission on Powder Diffraction, CPD) http : //www.iucr.org/iucr - top/comm/cpd/ |
| (3) 国际X射线分析学会 (International X-ray Analysis Society, IXAS) http : //www.ixas.org |
| 3. X射线光谱 |
| D.现代—高高强X射线源与二维探测器时代 |
| 1. 实验装置的发展 |
| a. 同步辐射光源的使用[36] |
| b. 加工X射线光束的光学元件的发展[37] |
| c. 非点探测器的发展与应用[37] |
| 2. X射线衍射和相关技术的发展 |
| a. 单晶体衍射结构分析方法 |
| b. 多晶体衍射结构分析方法 |
| c. X射线光谱—XAFS |
| d. 表面、界面与深度分辨的分析 |
| e. 原位与极端条件下的衍射 |
| f. 共振X射线衍射 |
| g. 倒易空间绘图[68] |
| h. 微区衍射 |
| i. X射线成像 |
| 1. 吸收衬度 |
| 2 相位衬度 |
| j. X射线显微镜 |
| (1) NEXAFS显微镜 |
| (2) 光电子发射显微镜 |
| (3) X射线全息显微术[84] |
| III. X射线晶体学对其它学科的影响 |
| A. 物理学 |
| B. 晶体学, 矿物学和地质科学 |
| C. 化学 |
| D. 生物学 |
| E. 医医药学 |
| F. 环境科学 |
| G. 材料科学 |
| H. 非周期性材料的结构研究 |
| 1. 无定型材料的结构研究 |
| 2. 无公度晶体结构研究 |
| 3. 准晶体 |
| IV. 今后可能的一些发展方面 |
| A. 具有相干性的强X光源会给X射线衍衍射带来新的发展机遇 |
| B. 多多维晶体学 (multi-dimensional crystallography) |
| C. 电子晶体学 (Electron Crystallography) 中子晶体学 |
| 1. 电子衍射测定晶体结构 |
| 2. 高分辨透射电子显微成像 (HRTEM) 解晶体结构 |
| 3. 电子X射线荧光观察单个原子 |
| 4. 中子衍射测定晶体结构 |
| D. 数学和计算晶体学 |
| E. 三三维X射线衍射显微学 (three-dimensional X-ray diffraction microscopy 3DXDM) |
| 1. 衍射衬度与显微形貌术 (topography) |
| 2. X射线衍射衬度层析术 (X-ray diffraction contrast tomography DCT) |
| 3. 衍射 (散射) 显微计算层析术 (Diffration (scattering) microcomputed tomography DMCT) |
（9）Si衬底上GaN基LED外延材料的两步法生长（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 GaN基LED |
| 1.2.1 GaN的晶体结构及基本性质 |
| 1.2.2 GaN基LED的基本结构及原理 |
| 1.2.3 GaN基LED的衬底选择 |
| 1.3 Si衬底上GaN基LED的技术现状 |
| 1.3.1 Si衬底上GaN基LED材料的制备难点 |
| 1.3.2 Si衬底上GaN基LED外延材料的生长 |
| 1.4 Si衬底上低温外延结合高温外延的两步法 |
| 1.4.1 Si衬底上两步法生长的研究进展 |
| 1.4.2 Si衬底上两步法外延GaN基LED的问题及难点 |
| 1.4.3 本论文的解决方案 |
| 1.5 本论文的研究内容及目标 |
| 1.6 本论文的创新之处 |
| 第2章 外延生长与测试表征 |
| 2.1 低温外延生长 |
| 2.1.1 PLD外延生长原理 |
| 2.1.2 PLD设备构造 |
| 2.2 高温外延生长 |
| 2.2.1 MOCVD外延生长机理 |
| 2.2.2 MOCVD设备构造 |
| 2.3 测试表征方法 |
| 2.3.1 反射高能电子衍射 |
| 2.3.2 高分辨X射线衍射 |
| 2.3.3 光学显微镜 |
| 2.3.4 扫描电子显微镜 |
| 2.3.5 原子力显微镜 |
| 2.3.6 透射电子显微镜 |
| 2.3.7 拉曼光谱仪 |
| 2.3.8 光致发光 |
| 2.3.9 电致发光 |
| 第3章 Si衬底上低温外延AlN模板层 |
| 3.1 Si衬底上AlN的PLD外延生长 |
| 3.2 生长条件对AlN外延的影响 |
| 3.2.1 激光能量 |
| 3.2.2 激光频率 |
| 3.2.3 生长气压 |
| 3.2.4 生长距离 |
| 3.2.5 生长温度 |
| 3.3 低温AlN模板层的特性研究 |
| 3.3.1 外延生长关系 |
| 3.3.2 表面形貌 |
| 3.3.3 Si/AlN界面结构 |
| 3.4 Si上PLD外延AlN的生长机理 |
| 3.4.1 高能脉冲激光烧蚀AlN靶材 |
| 3.4.2 等离子体羽辉向衬底表面膨胀输运 |
| 3.4.3 AlN在Si衬底表面形核成膜 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 低温AlN模板层上高温生长GaN |
| 4.1 低温AlN模板层上的高温外延生长 |
| 4.2 低温AlN模板层的影响 |
| 4.2.1 在不同模板上外延生长的GaN表征 |
| 4.2.2 两步法外延GaN的生长机理 |
| 4.2.3 两步法外延GaN的缺陷分析 |
| 4.3 AlN缓冲层的影响 |
| 4.3.1 AlN缓冲层的N/Al |
| 4.3.2 AlN缓冲层的生长温度 |
| 4.4 渐变缓冲层的缺陷控制及应力调控 |
| 4.4.1 缺陷控制作用 |
| 4.4.2 应力调控作用 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 两步法制备的Si衬底上LED |
| 5.1 Si衬底上LED外延结构的两步法生长 |
| 5.2 Si衬底上LED外延片的表征 |
| 5.3 LED芯片的制备 |
| 5.4 LED芯片的性能 |
| 5.5 器件物理机制 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（10）PLD技术制备ZnO薄膜及其结构和发光性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 ZnO的结构和性质 |
| 1.1.1 ZnO的晶体结构 |
| 1.1.2 ZnO薄膜的光学性质 |
| 1.1.3 ZnO薄膜的电学性质 |
| 1.1.3.1 本征ZnO薄膜的电学性能 |
| 1.1.3.2 ZnO薄膜的n型掺杂 |
| 1.1.3.3 ZnO薄膜的p型掺杂 |
| 1.1.4 ZnO合金薄膜的能带调制 |
| §1.2 ZnO薄膜的应用 |
| 1.2.1 太阳能电池透明电极 |
| 1.2.2 压敏元件 |
| 1.2.3 气敏元件 |
| 1.2.4 发光器件 |
| 1.2.5 紫外光探测器 |
| §1.3 ZnO薄膜的制备方法 |
| 1.3.1 化学气相淀积技术 |
| 1.3.2 溅射 |
| 1.3.3 溶胶—凝胶 |
| 1.3.4 分子束外延 |
| 1.3.5 其它薄膜制备方法 |
| §1.4 ZnO薄膜的研究进展 |
| 1.4.1 优质ZnO薄膜的外延生长 |
| 1.4.2 p型ZnO薄膜的研究 |
| 1.4.3 Mn掺杂的ZnO薄膜 |
| 1.4.4 同步辐射在ZnO表征中的研究进展 |
| §1.5 本论文的选题 |
| 参考文献 |
| 第二章 脉冲激光淀积(PLD)技术及其应用 |
| §2.1 PLD技术的工作原理 |
| 2.1.1 PLD的基本物理过程 |
| 2.1.2 脉冲激光淀积技术制备薄膜的理论模型 |
| 2.1.2.1 Singh-Narayan(S-N)理论模型 |
| 2.1.2.2 Zhang-Li(Z-L)理论模型 |
| §2.2 PLD技术的设备和工艺 |
| 2.2.1 PLD技术的设备 |
| 2.2.2 PLD技术的实验工艺 |
| 2.2.3 PLD技术的优势和不足 |
| §2.3 PLD技术的应用 |
| 2.3.1 PLD制备超导薄膜 |
| 2.3.2 PLD制备铁电薄膜 |
| 2.3.3 PLD制备纳米棒 |
| 2.3.4 PLD制备量子点 |
| 2.3.5 PLD制备ZnO薄膜 |
| §2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 在Si衬底上ZnO薄膜的生长及其结构和发光性质的研究 |
| §3.1 ZnO薄膜的制备 |
| §3.2 ZnO薄膜生长条件的优化 |
| 3.2.1 衬底温度对薄膜生长的影响 |
| 3.2.2 氧气氛对薄膜生长的影响 |
| 3.2.3 激光能量对薄膜生长的影响 |
| 3.2.4 激光脉冲频率对薄膜生长的影响 |
| 3.2.5 优化条件生长的ZnO薄膜的XRD结果 |
| §3.3 ZnO薄膜的同步辐射结构表征 |
| 3.3.1 X射线吸收精细结构(XAFS)分析 |
| 3.3.2 X射线光电子能谱(XPS)分析 |
| 3.3.3 同步辐射掠入射X射线衍射结果 |
| §3.4 ZnO薄膜的发光特性的研究 |
| 3.4.1 以激光为激发源的光致发光(PL) |
| 3.4.2 低温下的同步辐射光致发光谱 |
| §3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 Mn掺杂对ZnO薄膜结构和光学性质的影响 |
| §4.1 薄膜的制备和测试方法 |
| §4.2 结果和讨论 |
| 4.2.1 光致发光结果 |
| 4.2.2 XPS结果 |
| 4.2.3 XRD分析 |
| 4.2.4 XAFS的实验结果 |
| 4.2.5 Raman分析 |
| 4.2.6 讨论 |
| §4.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 在SiC或以SiC为缓冲层的Si上生长ZnO薄膜及ZnO/SiC界面研究 |
| §5.1 在Si表面以SiC为过渡层的ZnO薄膜的生长及其结构的研究 |
| 5.1.1 SiC过渡层的制备 |
| 5.1.2 ZnO薄膜的制备 |
| 5.1.3 衬底温度对薄膜结构的影响 |
| 5.1.4 氧气氛对薄膜结构的影响 |
| 5.1.5 过渡层对ZnO薄膜的电学性质的影响 |
| §5.2 单晶SiC表面ZnO薄膜的生长及其结构和发光性质的研究 |
| 5.2.1 常规XRD结果 |
| 5.2.2 同步辐射掠入射X射线衍射结果 |
| 5.2.3 光致发光结果 |
| §5.3 ZnO/SiC界面的同步辐射光电子能谱研究 |
| 5.3.1 实验 |
| 5.3.2 结果和讨论 |
| §5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 在Al_2O_3上生长ZnO薄膜及其界面结构的研究 |
| §6.1 ZnO薄膜的制备 |
| §6.2 ZnO薄膜生长条件的优化 |
| 6.2.1 衬底温度对ZnO薄膜结晶质量的影响 |
| 6.2.2 氧气氛对ZnO薄膜结晶质量的影响 |
| 6.2.3 优化条件下生长的ZnO薄膜的XRD结果 |
| §6.3 ZnO薄膜的同步辐射掠入射X射线衍射和反射研究 |
| 6.3.1 掠入射X射线衍射的探测深度 |
| 6.3.2 衬底温度对ZnO/Al_2O_3界面结构的影响 |
| 6.3.3 氧气氛对ZnO/Al_2O_3界面结构的影响 |
| 6.3.4 ZnO薄膜的掠入射X射线反射研究 |
| §6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 发表论文 |
| 致谢 |
四、INVESTIGATION OF DIAMOND SURFACE AND GRAPHITE BY RHEED MICRO-DIFFRACTION（论文参考文献）
- [1]碳化硅薄膜的外延生长、结构表征及石墨烯的制备[D]. 刘忠良. 中国科学技术大学, 2009(09)
- [2]光与LaAlO3/SrTiO3异质结体系的相互作用研究[D]. 成龙. 中国科学技术大学, 2016(11)
- [3]半导体和氧化物表面石墨烯的生长和结构表征及锰掺杂碳化硅稀磁半导体研究[D]. 唐军. 中国科学技术大学, 2011(04)
- [4]SiC薄膜的SSMBE外延生长及其结构表征[D]. 刘金锋. 中国科学技术大学, 2007(08)
- [5]异质外延单晶金刚石的研究进展[J]. 王伟华,代兵,王杨,舒国阳,刘本建,赵继文,李一村,刘康,房诗舒,杨世林,杨磊,韩杰才,朱嘉琦. 中国科学:技术科学, 2020(07)
- [6]新型半导体材料的制备及性能研究[D]. 俞笑竹. 上海交通大学, 2012(12)
- [7]基于X射线磁圆二色技术的铁磁/铁电异质结电场调控磁性研究[D]. 赵志博. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [8]X射线晶体学的百年辉煌[J]. 马礼敦. 物理学进展, 2014(02)
- [9]Si衬底上GaN基LED外延材料的两步法生长[D]. 王海燕. 华南理工大学, 2018(12)
- [10]PLD技术制备ZnO薄膜及其结构和发光性质研究[D]. 孙柏. 中国科学技术大学, 2007(03)