导读:本文包含了异质外延生长论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:垂直异质外延纳米复合薄膜,电子显微学,WO_3-BiVO_4,微结构
异质外延生长论文文献综述
宋海利[1]（2018）在《WO_3-BiVO_4垂直异质外延纳米复合薄膜微结构演化及生长机理研究》一文中研究指出在过去的几十年中,自组装垂直异质外延纳米复合薄膜的高界面/体积比和晶格、电荷、自旋以及轨道的强界面耦合效应为设计和开发优异的物理性能提供了更多的自由度。在早期的研究中,垂直外延纳米复合薄膜大部分为钙钛矿与尖晶石等结构组成的(伪)立方相-立方相复合薄膜,其电磁性质可用来开发新型电子和自旋器件。近年来,单斜相和正交相等低对称性晶相组成的垂直外延复合薄膜实现了更加丰富的物理性质——大幅提高的光电化学活性,但复合薄膜性能调控的机制也变得更加复杂。以电子显微学为基础的微结构研究作为连接材料生长和物理性能之间的桥梁,可极大地促进材料多功能性的发展。本论文综合运用多种电子显微学技术研究光电化学水分解材料正交相WO_3-单斜相BiVO_4垂直外延纳米复合薄膜在不同生长条件下的微观结构,包括晶相、形貌、外延关系、界面结构以及成分等,并通过原位电镜研究复合薄膜的结晶相变过程,进而总结复合薄膜的微结构演化规律及生长机理,最终为光电化学水分解材料设计和器件化应用提供理论依据。具体研究内容如下。(1)组分对WO_3-BiVO_4自组装纳米复合薄膜微结构的影响:通过脉冲激光沉积(PLD)法在掺钇氧化锆(YSZ)衬底(001)面上生长WO_3摩尔百分比分别为17%、25%、50%、67%和100%的一系列自组装WO_3-BiVO_4复合薄膜。所有样品中,单斜相BiVO_4沿着衬底表面外延生长成基质,WO_3纳米柱以特定的外延关系嵌入BiVO_4基质中。在富含BiVO_4的样品中,Bi扩散进WO_3形成正交相Bi_2WO_6。在其他复合样品中,亚稳六方相WO_3和正交相WO_3共存。BiVO_4与WO_3之间的热膨胀失配和界面处的晶格失配造成的静水拉应力,以及Bi在WO_3中的固溶掺杂效应,共同稳定了亚稳态六方相WO_3。薄膜与衬底界面处的非晶层释放了薄膜与衬底之间的外延晶格失配应力。基于两相之间的失配应力程度和Bi扩散的距离,我们提出WO_3-BiVO_4伪二元相图,这可用于设计WO_3-BiVO_4异质结的微观结构并提高其光电活性。(2)沉积温度对WO_3-BiVO_4自组装纳米复合薄膜微结构的影响:通过PLD在YSZ衬底(001)面上生长一系列自组装WO_3-BiVO_4复合薄膜,衬底温度分别为400℃、500℃、550℃、600℃、650℃和700℃。400℃生长的样品由于扩散和成核的驱动力不足而形成非晶薄膜。在500℃、550℃和600℃沉积的样品中,单斜相BiVO_4在YSZ衬底上外延生长成基质,WO_3纳米柱嵌入BiVO_4基质中,并且BiVO_4、WO_3和YSZ之间具有特定的取向关系。然而,在650℃和700℃沉积的薄膜中,WO_3晶粒在YSZ衬底上随机生长,并主导复合薄膜的微结构。定量分析显示,随着沉积温度的升高,BiVO_4和WO_3的横向晶粒尺寸增大,薄膜中BiVO_4的体积分数降低。基于BiVO_4与WO_3竞争的生长动力学,我们提出WO_3-BiVO_4复合薄膜的叁阶段生长机制。(3)氧化铟锡底电极对WO_3-BiVO_4自组装纳米复合薄膜微结构的影响:通过PLD在YSZ衬底上分别生长有无氧化铟锡(ITO)底电极过渡层的WO_3-BiVO_4纳米复合薄膜。在两种样品中,正交相WO_3形成的纳米柱嵌入单斜相BiVO_4基质中。直接生长在YSZ衬底上的样品中,薄膜与衬底之间的界面处有一非晶层。具有ITO底电极的样品形成外延平坦的BiVO_4/ITO界面,WO_3纳米柱生长在松弛的BiVO_4缓冲层上,并且纳米柱底部有混合正交相WO_3和六方相WO_3的畸变层。另外,薄膜生长过程中Bi扩散进WO_3形成正交相Bi_2WO_6片状纳米柱,这种WO_3-Bi_2WO_6-BiVO_4双异质结光阳极经过结构优化后或许可以促进光生电荷分离并进一步提升光电化学水分解性能。(4)非晶WO_3-BiVO_4复合薄膜结晶和相变过程的原位退火研究:非晶薄膜在空气气氛和600 ~oC条件下非原位退火作为参照。BiVO_4结晶为单斜相并沿着衬底表面外延生长。WO_3结晶为正交相,大部分形成纳米晶粒包裹在BiVO_4基质中;少部分大尺寸WO_3晶粒生长于薄膜表面,并存在层错等缺陷。WO_3-BiVO_4非晶薄膜在透射电镜中原位退火时,截面样品厚度为~50 nm,由于电镜中的高真空缺氧环境,退火过程中,薄膜中的Bi元素逐渐挥发。加热到550℃时,形成的结晶相大部分为立方W相,少量的WO_x(0<x≤3)和Bi_xVO_y(0<x≤1,0<y≤4)相。因此,退火气氛和样品的受热方式对薄膜的结晶生长有很大影响。(本文来源于《华东师范大学》期刊2018-05-23）
尚林涛,周翠,沈宝玉,周朋,刘铭[2]（2018）在《高质量InSb薄膜的MBE同质和异质外延生长》一文中研究指出InSb是3~5μm中波红外波段具有重要研究意义的材料。本文以单位内部生产的InSb(100)衬底为基础,通过摸索InSb(100)衬底的脱氧、生长温度和Ⅴ/Ⅲ束流比,获得了高质量的InSb同质外延样品,1.5μm样品的表面粗糙度RMS≈0.3 nm(10μm×10μm),FWHM≈7 arcsec;采用相同的生长温度和Ⅴ/Ⅲ束流比并采用原子层外延缓冲层的方法在GaAs(100)衬底上异质外延生长本征InSb层,获得了较高质量的异质外延InSb样品,1.5μm样品的室温电子迁移率高达6.06×10~4cm~2V~(-1)s~(-1),3μm的样品最好的FWHM低至126 arcsec。InSb材料的同质和异质外延优化生长可为高温工作掺Al的InSb器件结构的优化生长提供重要参考依据。(本文来源于《激光与红外》期刊2018年03期）
许明坤[3]（2016）在《平面硅纳米线自定位生长及同质、异质外延调控》一文中研究指出一维半导体硅纳米线具有独特的能带结构和光电响应特性,有望成为构建新一代微纳电子和光电器件的核心构件,在硅基逻辑、存储、光电转换和化学生物传感等领域具有十分重要的应用前景,并受到了广泛而深入的研究关注。相比于“自上而下”的光刻工艺,基于金属In、Sn、Au颗粒催化诱导的“自下而上”自组装生长,可以方便地制备形貌、尺寸和化学组分可控的各类纳米线结构。然而,通常采用的自组装硅纳米线生长大多垂直于衬底表面,为了实现在平面框架中的器件应用和集成,需要把竖直纳米线转移到目标衬底之上。这种“竖直纳米线生长”和“平面器件工艺”之间的矛盾在很大程度上限制了基于硅纳米线的大规模器件集成和应用。因此,近年来,围绕着如何在平面衬底上直接生长“面内’'(in-plane)纳米线,以及如何实现平面纳米线阵列的精确定位和集成,国内外课题组进行了大量的研究探索。到目前为止,除了利用昂贵的电子束光刻技术以及溶液环境中的多步转移技术,还没有建立起一种能基于传统大面积硅基薄膜工艺实现的平面纳米线生长、调控和自定位集成技术。本论文根据这一技术挑战和实际应用需求,提出并发展了一种全新的平面固-液-固(in-plane solid-liquid-solid, IPSLS)纳米线生长技术。结合纳米线台阶引导和外延定向生长技术实现了平面硅纳米线的规模阵列生长和定位。在深入研究台阶引导生长和外延引导机理的基础上,建立较为完善的引导硅纳米线动态生长模型。随后,基于自定位纳米线阵列,实现了高迁移率的硅纳米线晶体管器件结构,并对其电学性质进了初步测试研究。具体而言,本论文的主要创新点如下：1、利用不同的引导台阶图案,首次实现了对平面硅纳米线图案的精确调控,并成功获得了高达98%以上的纳米线定位生长引导率,制备了大面积尺寸均匀的平面硅纳米线阵列。基于一系列生长调控,建立了较为完善的台阶引导生长模型,并提出了最优化的台阶引导实验设计和实施方案。2、在硅衬底上实现了平面硅纳米线的同质外延生长。在Si(100)衬底上实现了平面硅纳米线的外延生长。在外延界面的引导下,实现了外延硅纳米线沿Si[0-11]和Si[01-1]两个相互垂直方向的自定向生长。通过截面TEM证实了纳米线和衬底之间具有外延界面,并根据实验结果建立了同质外延生长模型。3、在蓝宝石R(1-102)面上实现了平面硅纳米线的异质外延生长。实验结果表明,大多数外延平面硅纳米线的生长方向是沿着蓝宝石衬底的[11-20]和[-1101]这一组相互垂直的方向生长并且可以在两个方向之间相互转换。另外一部分平面硅纳米线的外延生长方向是沿着蓝宝石衬底的[2-201]和[0-22-1]两组近似相互垂直的方向。综合平面硅纳米线的SEM形貌、AFM截面轮廓形貌和截面TEM等实验结果建立了平面硅纳米线异质外延生长的模型。4、在可控生长平面硅纳米线阵列的基础上,设计并制备了硅纳米线场效应晶体管器件。通过氧化钝化优化了硅纳米线表面结构。分别研究了底栅和顶栅结构下器件的转移特性,顶栅结构的平面硅纳米线场效应管特性,在低温(<350℃)大面积硅基薄膜工艺基础上,实现了较高的电流开关比～106,高迁移率>200cm2/Vs。为大规模高性能薄膜电子器件奠定了关键的新型纳米线阵列制备技术。(本文来源于《南京大学》期刊2016-05-20）
都昊[4]（2016）在《异质外延生长红荧烯薄膜及性质的研究》一文中研究指出有机薄膜晶体管(Organic Thin-Film Transistors,OTFT)又称有机场效应管是近几年来快速发展起来的一种有机电子器件,相较于传统的无机场效应晶体管(FET)具有很多的优势,如体积小、高密度、高分辨率、便于集成等,目前已经被广泛的应用到有机太阳能电池、有机发光二极管、有机传感器等领域。本文以n型重掺杂的硅为衬底、SiO_2作为绝缘层,采用真空蒸镀的方法在SiO_2表面生长一层α-四噻吩(α-4T),选择性能优越的α-4T薄膜器件,再在其表面上面生长一层红荧烯薄膜,分析发现,此时红荧烯薄膜具有高度有序的形态和结晶结构。红荧烯薄膜与在二氧化硅(SiO_2)基板结晶的α-4T岛屿形成了完美的异质结构。基于在室温下形成的这种高品质的薄膜,载流子的迁移率达到2.93×10~(-2) cm~2/Vs,阈值电压为-17.64 V,红荧烯多晶薄膜晶体管的开关比达到10~5,与红荧烯/SiO_2这种室温下的器件相比提高了两个数量级。因此,使用α-4T在低温下作为诱导层来生长红荧烯在高性能柔性显示方面具有很大的前景。(本文来源于《长春理工大学》期刊2016-03-01）
王进军,王侠[5]（2015）在《高Al组份AlGaN/GaN异质外延材料生长及肖特基势垒二极管制备》一文中研究指出采用MOCVD制备了带有AlN插入层的高Al组份AlGaN/GaN异质结构外延材料,在此外延材料的基础上利用磁控溅射Ti/Al/Ti/Au欧姆接触电极,利用EB蒸镀Ni/Au肖特基接触电极制备了AlGaN/GaN SBD,对外延材料和器件的性能进行了相关测试,测试结果表明:器件开启电压约为1.1 V,-10 V时反向漏电流小于0.5μA,反向击穿电压68.3 V,器件具有非常明显的整流特性,同时有AlN插入层的器件的正向、反向特性均优于不带AlN的器件,Al N插入层可以有效地提高器件的性能。(本文来源于《人工晶体学报》期刊2015年12期）
张旺玺,梁宝岩,王艳芝,张艳丽,孙玉周[6]（2015）在《反应烧结碳材料表面异质外延生长SiO_2晶体的研究》一文中研究指出利用高温反应烧结在不同结构碳材料表面热蒸发进行二氧化硅(SiO_2)晶体的外延生长。采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和电子能谱仪(EDS)分析和研究了碳材料表面生成物的物相组成与显微形貌,探讨了SiO_2晶体的外延生长机理。研究结果表明,不同结构碳材料表面能外延生长SiO_2晶体,但形态不同。在碳纤维表面形成颗粒和短晶须状SiO_2晶体,在石墨片上形成凸起团聚状SiO_2晶体,而在金刚石表面首先形成了Si-O涂层,然后在Si-O涂层上生长棒状SiO_2体。碳材料外延生长SiO_2晶体是首先通过热蒸发法使Si沉积到碳材料表面,然后Si与体系中的O反应形成SiO_2晶核,在不同结构碳材料表面生长SiO_2晶体。(本文来源于《人工晶体学报》期刊2015年11期）
祝远民[7]（2015）在《自组装异质外延薄膜的界面及生长机制原子尺度研究》一文中研究指出自组装异质外延复合薄膜随着合成技术进步而产生的丰富多样的结构构型,因其产生的迷人的物理特性和在新一代电子器件中的应用性而吸引了相当大的注意力。最近,一种具有高界面体积比的纳米复合结构展示了丰富的结构参量,如组成相种类,拓扑形貌,晶体取向关系,异质界面配合,复杂应力分布等。对这些结构参量的调整可以产生一些新颖的功能特性,从而促进新型具有灵活性的电子器件的出现。本论文将钙钛矿氧化物与多种功能氧化物如亚铁磁性尖晶石,光电半导体等复合而成异质外延薄膜系统,运用电子显微学技术研究其微观结构,在体系的结构调整和性能优化方面提供了多样化的有效的方案。首先,通过晶体定向理论推导、软件模拟和高分辨透射电镜实验,探讨了不同的钙钛矿结构之间的关系。得到了立方、正交、菱方钙钛矿叁种定向之间转换矩阵,并验证了推导结果的正确性。结果表明,在一般的定性讨论中，类钙钛矿结构如正交、菱方畸变结构偏离立方结构的程度不大,可以通过立方定向转换等效为立方晶胞进行统一的讨论。选取典型的钙钛矿-尖晶石异质结构BiFeO3-CoFe2O4复合薄膜作为研究对象,主要论述了一种生长在叁种(001)。取向的衬底上具有新的取向关系和界面结构的纳米复合结构。实验结果显示,薄膜中两相自发分离,外延生长在不同衬底上,具有很好的结晶性。CoFe2O4纳米柱呈现出长方体柱状、纳米板状、叁角形棱台叁种不同的形貌贯穿地镶嵌在BiFeO3基体中。与以往大量报道的立方-立方取向关系不同,CoFe204纳米柱分别被调控为[001],[011]和[111]取向,而BiFeO3基体却仍以[001]取向与衬底匹配。此外NiFe2O4-BiFeO3复合薄膜生长在SrRuO3(001)pc衬底缓冲层上得到类似的[011]取向的NiFe2O4纳米板,很好的验证了前面实验结果。利用高空间分辨显微技术系统地研究了薄膜系统中不同类型的异质界面。在这种复杂的复合体系中,晶体结构连续性、表面界面能、弹性能等因素均会影响异质结构的生长以致产生新的取向调控。其中,异质界面处的弹性能和纳米柱本身表界面能是影响本系统中异质结构生长的重要因素。我们的工作提供了一种有效的探索多种异质复合结构的调控方式,进而为复杂氧化物薄膜物理性能上的调节提供方法。成功合成了一种新型的纳米晶体嵌入式复合薄膜材料体系,(NiFe2O4)0.33: (La0.67Ca0.33MnO3)0.67。其中,细小的超顺磁的NiFe2O4纳米晶埋在低温铁磁性的LCMO基体中,退火处理之后,NiFe2O4聚集长大至{111}面组成的八面体型纳米晶体并具有单一铁磁畴,同时LCMO基体经历了一个应力释放的结构相变过程。基于磁性能和XAS等测量,发现室温下复合材料中获得了增强的磁化性能,弥补了LCMO低温磁性体的不足。这归因于NiFe2O4纳米晶结构变化引起的磁转变和相应的两相{111}界面处磁性耦合增强作用机制。我们开发的这一复合模型材料,提供了一种简单有效的调节材料体系物理性能的方案,即介观纳米晶嵌入复合模式整合构成相的预期的功能特性。成功地在SrTiO3(111)衬底上生长了异质外延的ZnO-SrRuO3纳米结构复合薄膜。SrRuO3纳米柱均匀地嵌插在ZnO基体中。随着薄膜生长,SrRuO3纳米柱被观测到产生了白发取向优化过程,由[111]取向转向[011]取向而ZnO基体则一直保持[0001]H取向生长以匹配STO(111)衬底。SrRuO3纳米柱的生长行为归因于其生长应力环境由衬底决定的面内应力转变为来自ZnO基体垂直方向的取向转变的驱动力。SrRuO3(011)-ZnO(0002)组合的界面结构被证明是稳定的择优匹配方式,这一界面结构具有较高载流子移动性和灵敏的光电响应特性。这一垂直复合体系给我们展示的多种取向组合形式,为今后的设计多功能氧化物复合材料及电子器件的应用研究提供了重要参考。研究了自组装的钙钛矿-氧化物LaNiO3-NiO复合薄膜,探寻这一垂直柱状纳米结构中有趣的异质界而结构。通过系统的透射电镜研究,我们论证了一种特别的生长模式,即：[011]LNOdomain-[001]NO-[001]LNOmatrix,导致了复杂的叁相连接的丰富多样异质界面。复合薄膜中存的多种构成相的组合形式以及伴随产生的异质界面,为复合材料的多功能性设计和物理性能的提高提供了令人满意的结构平台。(本文来源于《北京科技大学》期刊2015-10-29）
温连健,尚宗峰,吴慈刚[8]（2015）在《GaN异质外延中的侧向生长技术》一文中研究指出以GaN为代表的Ⅲ族氮化物在微电子、光电子和传感器等领域均发挥了重要作用。但是由于大尺寸的单晶GaN衬底仍无法实现,目前绝大多数氮化物材料都是通过异质外延的方式来实现,外延材料和异质衬底之间巨大的晶格失配和热失配是导致GaN外延层中位错密度较高的主要原因。侧向生长(ELOG)技术是GaN异质外延中降低位错密度的一种有效方法,总结了该项技术的特点,并对单步ELOG技术、双步ELOG技术、悬空ELOG技术以及无掩膜ELOG技术等多种技术趋势进行了总结。ELOG技术可以有效降低位错密度,但是仍需降低工艺复杂性和减少沾污。(本文来源于《半导体技术》期刊2015年07期）
赵静[9]（2014）在《柔性电子用NiW薄片上ZCO异质外延生长(英文)》一文中研究指出低成本柔性金属薄片上的异质外延氧化铈薄膜的潜在应用领域有固体燃料电池、气体传感器和光学器件等。利用直流反应磁控溅射法在双轴织构NiW合金衬底上进行Zr掺杂氧化铈薄膜的外延生长研究。结果表明,不同Zr掺杂量的薄膜可通过调制Zr靶上的溅射功率获取,所有样品均为c轴垂直于基片表面生长,显示出良好的外延特性。原子力显微镜分析结果表明,样品表面连续、致密、无裂纹。电子背散射衍射图谱显示Zr0.32Ce0.68O1.84膜具有良好的四重对称面内织构。(本文来源于《电子元件与材料》期刊2014年03期）
王静,冯露,郝毅,赵洋,陈振飞[10]（2013）在《异质外延生长中应变对圆形岛形貌稳定性的影响》一文中研究指出本文利用BCF模型研究了应变对圆形岛形貌稳定性的影响.通过Gibbs-Thomson关系将应变引入该模型中,讨论了在失配应变、外场应变以及沉积流量、线张力和远场流量等因素共同作用下圆形岛的稳定性,并得到了相应的扰动增长率以及临界沉积流量.研究结果表明:较大的失配应变和远场流量都能促进岛在生长过程中失稳,而线张力可以抑制岛的失稳.随着岛的生长,岛的半径越大越趋于稳定,当岛生长到临界半径后,临界沉积流量随着失配应变的增大而增大.在外场应变存在的情况下,外场负应变对岛的生长起稳定作用并使临界沉积流量减小;相反,正应变促进岛的失稳,且使临界流量增大.这些结论对在薄膜生长过程中控制原子岛的形貌及其稳定性提供了重要的理论依据.(本文来源于《物理学报》期刊2013年23期）
异质外延生长论文开题报告
（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：
InSb是3~5μm中波红外波段具有重要研究意义的材料。本文以单位内部生产的InSb(100)衬底为基础,通过摸索InSb(100)衬底的脱氧、生长温度和Ⅴ/Ⅲ束流比,获得了高质量的InSb同质外延样品,1.5μm样品的表面粗糙度RMS≈0.3 nm(10μm×10μm),FWHM≈7 arcsec;采用相同的生长温度和Ⅴ/Ⅲ束流比并采用原子层外延缓冲层的方法在GaAs(100)衬底上异质外延生长本征InSb层,获得了较高质量的异质外延InSb样品,1.5μm样品的室温电子迁移率高达6.06×10~4cm~2V~(-1)s~(-1),3μm的样品最好的FWHM低至126 arcsec。InSb材料的同质和异质外延优化生长可为高温工作掺Al的InSb器件结构的优化生长提供重要参考依据。
（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。
异质外延生长论文参考文献
[1].宋海利.WO_3-BiVO_4垂直异质外延纳米复合薄膜微结构演化及生长机理研究[D].华东师范大学.2018
[2].尚林涛,周翠,沈宝玉,周朋,刘铭.高质量InSb薄膜的MBE同质和异质外延生长[J].激光与红外.2018
[3].许明坤.平面硅纳米线自定位生长及同质、异质外延调控[D].南京大学.2016
[4].都昊.异质外延生长红荧烯薄膜及性质的研究[D].长春理工大学.2016
[5].王进军,王侠.高Al组份AlGaN/GaN异质外延材料生长及肖特基势垒二极管制备[J].人工晶体学报.2015
[6].张旺玺,梁宝岩,王艳芝,张艳丽,孙玉周.反应烧结碳材料表面异质外延生长SiO_2晶体的研究[J].人工晶体学报.2015
[7].祝远民.自组装异质外延薄膜的界面及生长机制原子尺度研究[D].北京科技大学.2015
[8].温连健,尚宗峰,吴慈刚.GaN异质外延中的侧向生长技术[J].半导体技术.2015
[9].赵静.柔性电子用NiW薄片上ZCO异质外延生长(英文)[J].电子元件与材料.2014
[10].王静,冯露,郝毅,赵洋,陈振飞.异质外延生长中应变对圆形岛形貌稳定性的影响[J].物理学报.2013
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