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原子层沉积 Al2O3 作为热氧化和等离子氧化的屏障
电子邮件：stephane.calvez@laas.fr 简介 原子层沉积 (ALD) 纳米厚的 Al 2 O 3 层或其他电介质层已被证实是一种有效的方法，可用于创建敏感材料封装层，防止其因周围大气中的水分和氧气含量而发生降解 [1,2]。另外，由氧气（分别是水）引起的半导体材料向绝缘体的腐蚀转变，称为干（湿）氧化，通常用于微电子和光子器件以及集成电路的制造，作为引入实现晶圆上光学路由 [3–6] 和/或电连接所需的电和/或光子限制的一种方式。特别是在硅光子器件制造中，后者的工艺通常涉及将硅层在高温或等离子体中暴露于水/氧气中，并通过厚度大于 100 nm 的 SiN x 掩模实现局部氧化保护 [3,4]。在此背景下，我们在此报告了使用 ALD 沉积的 Al 2 O 3 作为节省材料的氧化屏障以防止硅晶片的等离子诱导或高温热氧化的能力的研究。样品制备通过热 ALD 在硅晶片上沉积具有纳米厚度的 Al 2 O 3 薄膜。低压热 ALD 沉积由重复循环组成，每个循环包括 300 ms 的三甲胺铝 (TMA) 脉冲，然后在 N 2 下进行 2800 ms 的吹扫，150 ms 的水蒸气脉冲，以及在 N 2 下进行 6700 ms 的第二次吹扫。这里测试了两个沉积温度，90°C 和 150°C。使用可变角度光谱椭圆偏振法（使用 Accurion EP4 系统）测量所得层厚度。图 1 显示了 Al 2 O 3 厚度随沉积循环次数变化的记录。在 0 个循环时，测量到的厚度对应于天然氧化硅（测量到约 2 纳米）。在 15 个沉积循环之前，成核开始以异质生长（见图 1 插图）。超过 15 个循环后，沉积厚度以每循环生长率 (GPC) 0.19 纳米/循环线性增加，并且与沉积温度的依赖性较弱。随后使用紫外光刻和湿法蚀刻对 Al 2 O 3 涂层样品进行图案化，以获得具有 Al 2 O 3 保护和未保护硅区域的样品。使用稀磷酸（去离子水/H 3 PO 4 (37%) 1/1 溶液）在精确的 67°C 温度下进行层蚀刻，蚀刻速率为 30 纳米/分钟。分别用水和丙酮进行冲洗和清洁。测试了两种类型的氧化：干热氧化和等离子氧化。干热氧化方案包括在 5L/min 的 O 2 流量下从 30°C 开始线性升温（8.2°C/min），然后在 9L/min 的 O 2 流量下以 1000°C 进行恒温步骤，然后在 5L/min 的 O 2 流量下以 -16.3°C/min 的温度衰减。低压 O 2 等离子体氧化在 Sentech Si-500 设备中进行，使用 30 分钟的重复处理，其中样品受到 O 2 等离子体处理，RF 功率为 800W，基板温度保持在 100°C 以下。在这两种情况下，通过成像光谱椭圆偏振法测量处理过的样品的保护区和未保护区的氧化厚度。图 2 左侧显示，如果 Al 2 O 3 厚度大于 ~9 nm（45 个循环），则干氧化不会进行，而对于更薄的覆盖层，干氧化会减少。SEM 横截面（如图 2 中的插图所示）进一步证实了这一观察结果。类似地，观察到等离子体氧化导致氧化物生长遵循平方根定律的时间依赖性（Deal 和 Grove 模型 [7]），但对于（30 次循环）Al 2 O 3 涂层样品部分，其氧化速率降低。
与体重指数和腰围相比，体重调整后的腰部指数与糖尿病更密切相关吗？：数据库的结果大型社区样本研究
糖尿病是异质代谢性疾病的一般术语[1]，其主要表现是慢性高血糖。糖尿病是全球最常见，最快的疾病之一，预计到2045年将影响6.93亿成年人，比2017年增长了50％[2]。由糖尿病引起的严重并发症大致分为微血管和大血管，前者的患病率远高于后者[3]。糖尿病脚是下肢截肢的主要原因[4]，这给患者带来了极大的身体和精神疼痛。2015年，超过12％的全球健康支出用于解决糖尿病及其并发症，给全球经济带来了巨大负担[5]。 这表明糖尿病不仅是一个全球健康问题，而且是一个主要的国家经济问题[6]。 当不控制，预防或延迟糖尿病时，与糖尿病有关的风险很明显[7]。 可以看出，早期诊断和预防糖尿病至关重要。 整个美国成年人的肥胖率已达到39.5％，并且正在增加[8]。 肥胖症被认为是糖尿病的促进者，不仅增加了发作糖尿病的风险，而且会加剧其健康风险并使其管理复杂化[9]。 BMI（体重指数）重新定义了“健康体重”和“不健康的体重”，是最常用的诊断工具之一[10，11]。 腰围（WC）是肥胖症的一种度量，几项研究建议将其用于更好地识别肥胖症[13]。 2018年，Park等。2015年，超过12％的全球健康支出用于解决糖尿病及其并发症，给全球经济带来了巨大负担[5]。这表明糖尿病不仅是一个全球健康问题，而且是一个主要的国家经济问题[6]。当不控制，预防或延迟糖尿病时，与糖尿病有关的风险很明显[7]。可以看出，早期诊断和预防糖尿病至关重要。整个美国成年人的肥胖率已达到39.5％，并且正在增加[8]。肥胖症被认为是糖尿病的促进者，不仅增加了发作糖尿病的风险，而且会加剧其健康风险并使其管理复杂化[9]。BMI（体重指数）重新定义了“健康体重”和“不健康的体重”，是最常用的诊断工具之一[10，11]。腰围（WC）是肥胖症的一种度量，几项研究建议将其用于更好地识别肥胖症[13]。2018年，Park等。2018年，Park等。大多数研究都使用BMI识别肥胖症，但BMI无法区分肌肉和脂肪质量，也不能准确反映脂肪的位置[12]。WC不仅在代谢综合征的评估中起着重要作用，而且在检测胰岛素抵抗的核心作用中也起着重要作用[14，15]。提出了重量调整后的腰部指数（WWI），这是一种评估肥胖症的新身体表面度量[16]。计算为WC（CM）的商，除以重量的平方根（kg）。第一次世界大战的增加表明，体内脂肪的积累和肌肉质量损失的特征是，可以直接且直接评估中枢性肥胖[17]。其对其他种族和族裔群体的稳定性，可靠性和适用性是反映代谢不良健康的“真正肥胖”的相关指标[18]。一项涉及大约100万韩国成年人的调查显示，与BMI和WC不同，WWI与心血管死亡率表现出正相关，并且是第一次世界大战和BMI合并时心脏代谢疾病和死亡风险的最佳预测指标[16]。在全面的横截面分析中，第二次世界大战与美国成年人蛋白尿增加的类似之间存在正相关[8]。较高的第一次世界大战值与社区居民成年人（例如低肌肉质量，低骨量和高脂质量）的身体隔室有关[19]。2001 - 2004年的一项涉及3,884人的研究表明，第一次世界大战的增加与勃起功能障碍的风险增加有关（ED），而WWI比BMI和WC [20]更好地预测了ED的预测指标。
BCS超导性理论的显着特征
BCS超导性理论：由约翰·巴丁（John Bardeen），莱昂·库珀（Leon Cooper）和罗伯特·施里弗（Robert Schrieffer）开发的开创性理论，成功地模拟了I型超导体的特性。关键概念通过与晶格的相互作用围绕着靠近费米水平的电子的配对成库珀对。这种现象是由于与晶格振动相关的电子之间的轻微吸引力，从而导致了声子相互作用。在这种配对状态下，电子行为与单个费米子的行为明显不同。与遵守保利原则的费米子不同，库珀对可以凝结到相同的能量水平，表现出更类似于玻色子的特性。配对会导致电子的能量较低，并在其上方产生能量间隙，从而抑制了碰撞相互作用，从而导致普通电阻率。对于热能小于带隙的温度，材料表现出零电阻率。BCS理论已准确地描述了I型超导体的测量特性，从而通过称为Cooper Pairs的电子对耦合对耦合的电子对设想无电阻传导。was consistent with having coupled pairs of electrons with opposite spins The isotope effect suggested that the coupling mechanism involved the crystal lattice, so this gave rise to the phonon model of coupling envisioned with Cooper pairs Concepts of Condensed Matter Physics Spring 2015 Exercise #1 Concepts of condensed matter physics Spring 2015 Exercise #1 Due date: 21/04/2015 1.石墨烯中Dirac Fermions的鲁棒性 - 我们知道石墨烯的晶格结构具有独特的对称性，例如Adding long range hopping terms In class we have shown that at low energies electrons in graphene have a doubly degenerate Dirac spectrum located at two points in the Brillouin zone An important feature of this dispersion relation is the absence of an energy gap between the upper and lower bands However, in our analysis we have restricted ourselves to the case of nearest neighbor hopping terms, and it is not clear if the above features survive the addition of more general terms Write down the Bloch- Hamiltonian在下一个最近的邻居和接下来的邻居术语中包括幅度'和''分别绘制了情况= 1，'= 0.4 = 0.4，'= 0.2的频谱表明，Dirac锥体在下一个问题下，在下一个情况下，dirac cons cons cons cons conse cons conse conse conse conse conse的添加 蜂窝晶状体的3倍旋转对称性问题是：什么保护狄拉克频谱，即我们需要违反石墨烯中的固有对称性，以消灭低能的电子的无质量dirac频谱，即蜂窝晶状体的3倍旋转对称性问题是：什么保护狄拉克频谱，即我们需要违反石墨烯中的固有对称性，以消灭低能的电子的无质量dirac频谱，即大多数研究都集中在涉及惰性基质（例如二氧化硅或纤维素）的简单系统上[11,12]。最近，此过程已扩展到环境样本。本文描述了有关材料中超导性质和状态方程的实验和研究。研究人员应回答与氦气水平和实验设置有关的问题，解决解决方案并在线提交答案，同时最大程度地减少实验持续时间。这可以比传统的三轴光谱仪进行更准确的测量。Adrian Giuseppe del Maestro的论文讨论了超鼻子线中的超导体 - 金属量子相变，从而完整描述了由于库珀对破坏机制而导致的零温度相变。研究考虑了杂质的各种来源和对超导特性的影响，计算交叉相图并分析电导率校正和热导率校正。Kyrill Alekseevich Bugaev的另一篇论文探讨了核和HADRONIC系统中状态和相变的方程，讨论了核液体液体相过渡和解限相位过渡的准确解决的统计模型，并重点介绍了这些模型中常见的物理特征。超导性和超流量：统一复杂的现象已经对超导性的概念进行了广泛的研究，并试图解释其潜在的机制。最近的研究集中在大规范分区上，该分区直接从该框架中为有限量和阶段提供解决方案。这种方法还表明，有限体积系统会施加时间限制，从而影响这些系统内可能状态的形成和衰减率。这项研究的一个重要结果是使用丘陵和Dales模型计算物理簇中表面熵的上限和下限。此外，已经评估了第二个病毒系数，以说明HADRON之间的硬核排斥潜力的洛伦兹收缩，从而进一步巩固了我们对这些相互作用的理解。根据参考。此外，将大量的重夸克 - 格鲁恩袋纳入统计描述中，可以增强我们对这些复杂系统的理解。这些进步证明了统一理论框架在阐明错综复杂的现象（如超导性和超流量）中的力量。历史上超导科学的发展，人们普遍认为可以通过电子对的形成来解释超导性。但是，由于配对电子的零点振荡和缺乏颗粒间吸引力，因此配对电子无法自发形成超导冷凝物。为了解决这一限制，研究人员提出了模型，配对电子可以订购其零点波动，从而导致颗粒之间的吸引力。此排序过程可以创建统一的颗粒集合，从而产生超导性。一种可比的机制是HE-4和HE-3中超流体现象的基础，其物理原理在同时控制这两种现象。发现这些共享机制强调了理论框架在统一物理学中看似不同的概念中的重要性。关键字：超导性，超流量，零点振荡**第1部分：金属中的金属**，电子通过短距离的排斥潜力相互互动（筛选的库仑）。该系统等效于一个自由电子系统，这意味着，出于实际目的，我们可以将金属电子视为具有重新归一化参数的非相互作用的费米。该方程式解释了场的排斥。有限温度下的特定热容量与激发和行为的体积成正比4KFK，其中KF是费米波数。**第2部分：超导体中的电子相互作用**研究研究了常规和非常规超导体中的电子声子相互作用。该研究的重点是使用非弹性中子散射的经典超导体的声子光谱和铅。虽然著名的BCS理论（1957）解释了古典超导性的大多数方面，但仍有兴趣研究这些材料中的声子寿命。研究使用新的高分辨率中子光谱仪在μEV阶的能量分辨率的大量动量空间内测量声子线宽度。研究还讨论了声子的线宽度如何与电子偶联参数λ成比例。**第3部分：Meissner效应的经典偏差**最近的一项研究声称提供了对Meissner效应的经典解释，但是该论点滥用了Gennes对超导体中通量驱动的推导。该研究旨在纠正这一错误，并提供纯粹的Meissner效应的经典推导。Meissner在超导体中的效应解释了经典研究人员使用几个论点来讨论超导体中的Meissner效应，这将在这里很大程度上被忽略。相反，我们专注于基于De Gennes的经典教科书[2]的最关键论点。通过将该方程取代为动能的表达式，我们可以得出伦敦方程。但是，De Gennes从未得出这个结论。但是，De Gennes从未得出这个结论。1，超电流密度表示为j（r）= n（r）v（r），其中n是超导电子的密度，v是电子速度或漂移速度，如de Gennes所指出的那样。最小化动能和磁能总和后，获得了F.和H. Londons的方程：H +λ2∇×（∇×H）= 0，其中λ是穿透深度。essén和Fiolhais使用此结果来得出结论，超导体只是完美的导体。拓扑量子计算具有独特的属性，包括接近效应设备。拓扑绝缘子表面状态可以被认为是“一半”的普通2D电子气（2DEG）或四分之一的石墨烯，具有EF（交换场）自旋偏光Fermi表面。电荷电流与自旋密度有关，并且旋转电流与电荷密度有关。Berry的阶段适用于该系统，使其对疾病变得稳健。然而，它也表现出弱的抗静脉化，这使得无法定位外来状态。当系统的对称性破裂时，表面能隙会形成，从而导致异常的量子霍尔状态和拓扑磁电效应。在某些情况下，表面被张开而不会破坏对称性，从而揭示了更多的外来状态。这些状态需要内在的拓扑顺序，例如非亚伯分数量子霍尔效应（FQHE）。轨道量子厅效应涉及dirac费米的Landau水平，而“分数” IQHE的能量方程为2e_xy = 1/2hb。可以通过将磁性物质沉积在表面上来诱导异常QHE。这会在域壁上产生手性边缘状态，其中DM（域壁磁化）和-DM处于平衡状态。拓扑磁电效应是这种现象的结果，其“ Q项”描述了其行为。一项由Qi，Hughes和Zhang于2008年发表的研究证明了这种效应在具有磁损失表面的Ti的固体圆柱体中存在。在2009年的另一项研究中，艾森，摩尔和范德比尔特探索了超导性的微观理论，这对于理解这些现象至关重要。给定文章文本此处：1957年，Bardeen，Cooper和Schrieffer（BCS）开发了关于超导性的开创性理论。这项开创性的工作导致了1972年授予这些科学家的诺贝尔物理学奖。在1986年发现了高温超导性，在Laba-Cu-O中发现了一个显着的突破，温度高达30 kelvin。进一步的实验显示出其他材料，表现出大约130 kelvin的过渡温度，与先前限制约30 kelvin的大幅增加。良好的过渡温度在很大程度上取决于压力。虽然BCS理论为理解超导性提供了一个重要框架，但人们普遍认为其他效果也在起作用，尤其是在低温下解释这种现象时。在非常低的温度下，费米表面附近的电子变得不稳定并形成库珀对。库珀的作品证明，即使存在薄弱的有吸引力的潜力，这种结合也会发生。在常规超导体中，吸引力通常归因于电子晶格相互作用。但是，BCS理论只要求潜力具有吸引力，而不论其起源如何。BCS框架将超导性描述为库珀对凝结产生的宏观效应，Cooper Pairs（表现出表现出骨体性能）。这些玻色子可以在足够低的温度下形成大型的玻色网凝结物，从而导致超导性。在许多超导体中，配对所需的电子之间的有吸引力的相互作用是通过与声子（振动晶体晶格）的相互作用间接介导的。产生的图片如下：通过导体移动的电子吸引附近的晶格正电荷，导致另一个具有相反旋转的电子，以移入较高的正电荷密度区域。这种相关性导致形成高度集体的冷凝物。在此“凝结”状态下，一对的破裂会影响整个冷凝物的能量 - 而不仅仅是一个电子或一对。因此，打破任何一对所需的能量与打破所有对所需的能量（或两个以上的电子）有关。由于配对的增加，导体中振荡原子的踢脚在足够低的温度下不足以影响整个凝聚力或单个“成员对”，从而使电子能够保持配对并抵抗所有外部影响。因此，冷凝水的集体行为对于超导性至关重要。在许多低温超导体中都满足了这种情况。BCS理论首先假设可以克服库仑排斥的电子之间的吸引人相互作用。在大多数材料（低温超导体）中，这种吸引力通过电子晶体耦合间接带来。但是，BCS理论的结果不取决于有吸引力的相互作用的起源，其他效果也可能起作用。在超速费米斯气体中，磁场对其feshbach共振进行了细微调节，科学家已经观察到成对形成。这些发现与表现出S波状态的常规超导体不同，在许多非常规高温D波超导体中并非如此。尽管有一些描述这些情况的BCS理论的扩展，但它们不足以准确描述高温超导性的特征。BCS形式主义可以通过假设它们之间的有吸引力的相互作用，形成库珀对，从而近似金属中的电子状态。与正常状态下的单个电子行为相反，在吸引力下形成了绑定对。最初在该降低电势内提出的波函数的变异性ANSATZ后来被证明是在致密对方案中的精确性。对超速气体的研究引起了人们对稀释和致密费米对之间连续交叉的开放问题的关注。值得注意的是，同位素对临界温度的影响表明晶格相互作用在超导性中起着至关重要的作用。在某些超导体的临界温度接近临界温度附近的热容量的指数增加也意味着能量带隙。此外，随着系统接近其过渡点的结合能量，测得的能量差距降低了临界温度的暗示。这支持了以下想法，即在超导状态下形成的结合颗粒（特别是电子对），以及它们的晶格相互作用绘制了更广阔的配对电子图片。bcs理论做出独立于相互作用细节的预测，只要电子之间的吸引力很弱即可。通过许多实验证实了该理论，表明库珀对形式及其相关性来自保利排除原则。要打破一对，必须改变所有其他对的能量，从而为单粒子激发产生能量差距。此间隙随着有吸引力的相互作用的强度而生长，并且在过渡温度下消失。bcs理论还描述了在进入超导状态时状态的密度如何变化，其中消除了在费米水平的电子状态。在隧道实验和超导体的微波反射中直接观察到能量间隙。该理论预测了能量差距对温度和临界温度的依赖性，δ（t = 0）= 1.764 kbtc的通用值。在临界温度附近，关系接近δ（t→Tc）≈3.06kbtc√（1-（t/tc））。该理论还预测了Meissner效应和温度的渗透深度变化。BCS理论解释了超导性是如何以电子 - 音波耦合和Debye截止能量而发生的。它正确地描述了临界磁场随温度的变化，将其与费米水平的状态温度和状态密度有关。过渡温度（TC）与这些因素有关，TC与材料中使用的同位素的质量的平方根成反比。这种“同位素效应”首先是由1950年在汞同位素上独立工作的两组观察到的。BCS理论表明，超导性与晶格的振动有关，该晶格为库珀对中电子提供了结合能。Little-Parks实验和其他研究支持了这一想法，某些材料（例如二氨基镁）表现出BCS样行为。BCS理论所涉及的关键因素包括： *电子偶联（V）和Debye截止能量（ED） *在费米级别（N（N（N（0））） *的电子密度 * *同位素效应，其中TC与本质理论的平方关系质量相反，与BC的质量相关的质量相关的质量是基础的，而BC的质量是基本的，其bc的质量是基础的，其bc的质量是基本的。晶格振动和电子偶联。超导性的发展以20世纪中叶的几个关键里程碑和发现为标志。在1956年，物理学家白金汉发现超导体可以表现出很高的吸收。大约在同一时间，伊曼纽尔·麦克斯韦（Emanuel Maxwell）在汞的超导性中发现了“同位素效应”的证据，这导致了对这一现象的进一步研究。让我知道您是否要我添加或删除任何东西！在1950年，包括雷诺，塞林和赖特在内的一组研究人员报告说，汞同位素的超导性。这一发现之后是Little，Parks观察到1962年超导缸的过渡温度中的量子周期性。多年来，研究继续提高我们对超导性的理解，并从库珀，巴丁，施里弗和de gennes等物理学家做出了明显的贡献。Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）理论的发展，该理论解释了电子如何形成对超导性的对，这是该领域的主要突破。最近的研究还集中在“小公园振荡”现象上，该现象与超导状态和绝缘状态之间的过渡有关。新理论和模型的发展继续提高我们对超导性的理解，并从施密特（Schmidt）和廷克汉姆（Tinkham）等研究人员做出了重要贡献。BCS理论已被广泛采用，仍然是现代物理学的重要组成部分，许多资源可用于学习这个复杂的主题。在线档案和教育材料，例如BCS理论的《体育学》页面和鲍勃·施里弗（Bob Schrieffer）的录音，可访问对该主题的关键信息和见解。注意：我删除了一些与释义文本无关的引用，仅保留了最重要的文本。