提出,建筑,修改,操作和退役小型研发项目的设施;常规实验室操作(例如化学标准和样品分析的制备);并且经常进行小型试点项目(通常不到2年),以在演示行动之前验证一个概念,前提是建筑或修改将在先前受到干扰或发达的地区内部或连续(如果有活跃的公用事业和当前使用的道路易于访问)。未包括在此类别中的示威行动,这意味着按规模规模采取的行动,以表明技术是否可以在更大的规模上可行并适合商业部署。b3.15使用纳米级材料的小型室内研发项目
摘要在这项研究中,掺杂元元件对超声喷涂的Moo 3薄膜的线性,非线性吸收和光学限制特性的影响。线性光学结果表明,随着带量的缺陷状态的密度与掺杂的密度增加,并结合使用带隙能量和URBACH能量的增加。广泛的光致发光排放在350和600 nm的范围内,通过掺杂降低了强度。揭示了对非线性吸收(NA)行为的缺陷效应,使用两个理论模型分析了OA Z-SCAN数据,仅考虑两种光子吸收(2PA)(模型1)和一个光子吸收(OPA),2PA和自由载体吸收(模型2)。观察到NA行为,并发现由于新的氧空位和进一步缺陷状态的形成而产生的输入强度和掺杂原子会增强。模型2中薄膜的Na系数比模型1中的2PA系数高100倍。该结果揭示了缺陷状态对NA行为的强烈影响。在研究的掺杂原子中,由于缺陷态密度较高,CU导致Na增强。虽然真正的2Pa是V和Fe掺杂的MOO 3薄膜的主要Na机制,但OPA和2PA是Ni,Zn和Cu掺杂的MOO 3薄膜的主要Na机制,因为它们的缺陷状态较高。Cu掺杂的MOO 3薄膜的光学限制阈值为0.026 MJ / cm 2,这是由于其增强的Na行为。考虑到获得的结果,这项研究为可见的波长区域中的光学限制器打开了掺杂的MOO 3薄片的潜力的门。
本研究致力于脉冲直流反应磁控溅射氧氮化铪 (HfOxNy) 薄膜的技术和优化。采用田口正交表法优化 HfOxNy 薄膜的制备工艺,以获得具有最佳电气参数的材料。在优化过程中,通过对以氧氮化铪为栅极电介质的 MIS 结构的电气特性监测介电薄膜的参数。还检查了制备的 HfOxNy 层的热稳定性。结果显示,热处理后制备的薄膜的电气参数有所改善。即,我们观察到有益的平带电压 (Vfb) 值、CeV 特性的频率色散消失、有效电荷 (Qeffi/q) 降低以及所检查的 MIS 结构界面陷阱 (Dit) 密度降低。然而,与参考样品相比,介电常数值略低。证明了 HfO x N y 层在高达 800 °C 的温度下具有优异的稳定性。尽管观察到层体中结晶相的显著增加,但未发现电气性能或表面形貌的恶化。本研究的结果使所研究的采用脉冲直流反应磁控溅射制备的 HfO x N y 成为 MIS 结构和器件中栅极电介质的可能候选者。
提出了未扎的和GD掺杂的CEO 2薄膜的制备,结构和光学特性的研究结果。使用聚合物前体旋转涂层方法,在单晶蓝宝石底物上获得了具有4–150 nm晶粒尺寸的密集胶片。提供了光学测量结果并与薄膜的微观结构相关。传输光谱已用于确定折射率N和灭绝系数的能量依赖性,k。薄膜的N和K随着晶粒尺寸的减少而减小,这些结果表明,这种变化可能与从晶体到无定形的CEO 2的过渡有关。与未掺杂的标本相比,掺杂剂对N,5%的影响很小,但掺杂量减少了K 30%–40%,这可能与由于GD更换CE导致的吸收中心的减少有关。©2002美国物理研究所。@ doi:10.1063/1.1430890#
利用三维受限磁控溅射源 (L-3DMS) 在低于 100 C 的温度下成功沉积了超薄锡掺杂结晶氧化铟 (ITO) 薄膜 (≤ 50 nm)。在低处理温度下沉积的超薄 ITO 薄膜的电阻率和迁移率分别约为 ∼ 5 × 10 − 4 · cm 和 > 30 cm 2 /Vs (厚度为 30 nm)。据信,利用 L-3DMS 沉积的超薄 ITO 薄膜的高质量与 L-3DMS 的高密度等离子体和低放电电压改善了 ITO 薄膜的结晶度和氧空位有关,这使得能够在低处理温度下形成晶体结构。关键词:透明导电氧化物 (TCO)、3-D 受限磁控溅射、ITO 薄膜、高等离子体密度、晶体结构、低温。
薄金属薄膜的电阻率与其块体电阻率有显著不同,而且,电阻率随薄膜厚度的减小而增大。当金属薄膜厚度接近电子平均自由程 (EMFP) 时,电阻率的急剧增加通常归因于表面散射和晶界散射。很难将表面散射的影响与与薄膜结构相关的其他因素区分开来。通过非原位 TEM 和 STM 显微镜,广泛研究了与薄膜制备工艺和薄膜电子特性有关的金薄膜的形貌、成核和生长。最近,在沉积和退火过程中通过原位 STM 描述了金薄膜的动力学生长。在报告的研究中,较低厚度下电阻率的快速增加与从连续到不连续的薄膜结构的转变有关。
有机蛋白质因其独特的光学性质、卓越的机械特性和生物相容性而备受青睐。在有机蛋白质薄膜上制造多功能结构对于实际应用至关重要;然而,特定结构的可控制造仍然具有挑战性。在此,我们提出了一种通过调节有机材料的凸起和烧蚀在丝膜表面创建特定结构的策略。基于受控的超快激光诱导晶体形态转变和丝蛋白的等离子体烧蚀,产生了直径连续变化的独特表面形貌,如凸起和凹坑。由于不同周期的凸起/凹坑结构具有各向异性的光学特性,所制造的有机薄膜可用于大规模无墨彩色打印。通过同时设计凸起/凹坑结构,我们设计并展示了基于有机薄膜的光学功能装置,该装置可实现全息成像和光学聚焦。这项研究为多功能微/纳米结构的制造提供了一种有前途的策略,可以拓宽有机材料的潜在应用。
摘要 利用反应脉冲直流磁控溅射技术进行了一项实验研究,探索了在 623 K (± 5K) 下沉积的半导体氧化钇薄膜的光谱和结构特性。根据 x 射线衍射和透射电子显微镜测量的结果,一氧化钇很可能在 β-Y 2 O 3 和 α-Y 2 O 3 之间的过渡区中形成,并伴有晶体 Y 2 O 3 。由于 4d 和 5s 轨道之间的能量分离低和/或相应轨道亚能级的自旋状态不同,一氧化物的稳定性在热力学意义上最有可能受晶体大小的自身限制。与金属氧化物立方结构相比,这种行为会导致晶体结构扭曲,并且还会影响纳米晶/非晶相的排列。此外,椭圆偏振光谱法表明半导体氧化钇的形成特征比结晶的 Y 2 O 3 更显著,且大多为非晶态。我们的目的是利用目前的研究结果,加深对不寻常价态 (2+) 钇的形成动力学/条件的理解。
摘要:磁性半导体可能很快会提高微电子的能源效率,但具有这些双重特性的材料仍未得到充分探索。在此,我们报告了一种新的磁性和半导体材料 MnSnN 2 的计算预测和实现,通过薄膜组合溅射。掠入射广角 X 射线散射和实验室 X 射线衍射研究表明,MnSnN 2 表现出具有阳离子无序性的纤锌矿状晶体结构。这种新材料具有较宽的成分公差,单相区域范围为 20% < Mn/(Mn + Sn) < 65%。光谱椭圆偏振法确定光吸收起始点为 1 eV,与计算预测的 1.2 eV 带隙一致。电阻率测量与温度的关系支持了 MnSnN 2 的半导体性质。霍尔效应测量表明载流子密度与温度呈弱负相关,这表明电荷传输机制比原始半导体更复杂。磁化率测量表明 MnSnN 2 具有低温磁有序转变(≈ 10 K)和强反铁磁相关性。这一发现与块体阳离子有序 MnSiN 2 和 MnGeN 2 形成对比,在之前的研究中,它们在 400 K 以上表现出反铁磁有序。为了探究这种差异的起源,我们对阳离子有序和阳离子无序的 MnSnN 2 进行了蒙特卡罗模拟。他们发现阳离子无序降低了相对于有序相的磁转变温度。除了发现一种新化合物外,这项工作还表明,未来的努力可以利用阳离子(无)序来调整半导体材料中的磁转变,从而精确控制微电子特性。■ 简介
自主实验已成为加速材料发现速度的有效方法。尽管自主合成仪器在分子和聚合物科学、混合材料溶液处理和纳米颗粒领域已变得流行,但用于物理气相沉积的自主工具的例子却很少,但对半导体行业却很重要。在这里,我们报告了一种自主工作流程的设计和实施,用于溅射沉积具有受控成分的薄膜,利用由 Python、光发射光谱 (OES) 和贝叶斯优化算法定制控制的高度自动化溅射反应器。我们将通过 X 射线荧光测量的薄膜成分建模为在 N 2 和 Ar 气氛中从元素 Zn 和 Ti 靶共溅射期间监测的等离子体发射线的线性函数。由 OES 提供信息的贝叶斯控制算法通过最小化所需和测量的光发射信号之间的绝对误差来导航溅射功率空间以制造具有用户定义成分的薄膜。我们通过自主制造 Zn x Ti 1 − x N y 薄膜验证了我们的方法,这些薄膜与目标阳离子成分的偏差相对为 ± 3.5%,即使对于 15 纳米的薄膜也是如此,这表明所提出的方法可以可靠地合成具有特定成分的薄膜,并且人为干扰最小。此外,所提出的方法可以扩展到更困难的合成实验,其中等离子体强度线与压力呈非线性关系,或者元素粘附系数与基板温度密切相关。