检索结果-内蒙古大学图书馆

表面技术 2023年第8期52卷 387-396页

作者：程淏泽刁航张召凯张菀颖姜凯张闽张杰陈昕朴贤卿蔺博敬承斌宋也男华东师范大学物理与电子科学学院纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心和物理试验教学中心上海200241 上海市城市化生态过程与生态恢复重点实验室上海200241 上海机电工程研究所上海201109 中国电子科技集团公司电子科学研究院北京100041

目的为了进一步完善Ag基表面增强拉曼(SERS)基底,提升其性能,设计了制备SERS基底的新型方法,采用2种方法制备分别得到转移石墨烯纳米银复合SERS基底(Transfer-G/Ag/SiO_(2)基底)和纳米银石墨烯复合基底(Ag/G/SiO_(2)基底),并对2种基底... 详细信息

目的为了进一步完善Ag基表面增强拉曼(SERS)基底,提升其性能,设计了制备SERS基底的新型方法,采用2种方法制备分别得到转移石墨烯纳米银复合SERS基底(Transfer-G/Ag/SiO_(2)基底)和纳米银石墨烯复合基底(Ag/G/SiO_(2)基底),并对2种基底的增强效果从增强因子、热稳定性、重复性的角度进行比较。方法使用常压化学气相沉积(APCVD)在二氧化硅和铜表面同时生长石墨烯,使用多元醇水热法制备纳米银,前者与纳米银复合得到Ag/G/SiO_(2)基底,后者将生长出的石墨烯转移后与纳米银制备得到Transfer-G(Cu)/Ag/SiO_(2)基底,以传统方法制备的Transfer-G/Ag/SiO_(2)基底为对照,评价制备的Ag/G/SiO_(2)基底的增强性能。结果使用拉曼测试平台选用低功率532 nm激光测量10^(-6)mol/L罗丹明6G(R6G)探针分子的SERS拉曼光谱,比较2种基底的性能。计算得到2种基底基于10^(-6)mol/L R6G的增强因子,Transfer-G/Ag/SiO_(2)基底的增强因子为9.93×10^(5),Ag/G/SiO_(2)基底的增强因子为9.23×10^(5)。测试Ag/G/SiO_(2)的稳定性得到,在611、1362、1648 cm^(-1)处特征峰的RSD值分别为9.80%、14.08%、18.18%,数值均低于20%,甚至在611 cm^(-1)和1362 cm^(-1)处的RSD值分别低于10%和15%。结论Ag/G/SiO_(2)基底的SERS效果与传统方法制备的Transfer-G(Cu)/Ag/SiO_(2)基底相比增强效果同样显著,表现在:两者增强因子基本相同,且都具有很好的热稳定性、均匀性和高度重复性。由于使用水热法提高了纳米银的制备效率,并且石墨烯生长避免转移过程,减少对石墨烯的物理损伤和化学药品的化学损伤,确保原位生长石墨烯的质量,进而提高Ag/G/SiO_(2)基底的性能,为快速制备高性能SERS基底提供可行方法。

关键词：介电衬底石墨烯常压化学气相沉积纳米银表面增强拉曼

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介电衬底上石墨烯可控制备及生长机制研究

介电衬底上石墨烯可控制备及生长机制研究

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作者：杨杰哈尔滨工业大学

学位级别：博士

石墨烯具有优异的物理化学性质,在微电子、环境和能源等领域都有广阔的应用前景。作为一种新兴材料,石墨烯的规模化生产是其进一步发展的前提。十余年来,以过渡金属为衬底的化学气相沉积法在可控制备高质量石墨烯方面取得了很大进展。然... 详细信息

石墨烯具有优异的物理化学性质,在微电子、环境和能源等领域都有广阔的应用前景。作为一种新兴材料,石墨烯的规模化生产是其进一步发展的前提。十余年来,以过渡金属为衬底的化学气相沉积法在可控制备高质量石墨烯方面取得了很大进展。然而,金属表面生长的石墨烯必须转移到介电衬底上才能用于构筑电子器件。转移过程不仅繁琐,而且容易对石墨烯造成破损和污染。介电衬底表面的石墨烯生长技术能够与当前的硅加工工艺相兼容,简化器件加工流程,从根本上避免转移所带来的难题,是研究的重点领域。但是,石墨烯在介电衬底上生长时面临反应温度高、质量低等问题。本文通过改变碳源和引入金属催化剂等方法,降低了生长温度,在氮化硅、二氧化硅等衬底表面可控制备了不同类型的石墨烯。由于缺乏催化剂,石墨烯在介电衬底上生长时通常需要很高的反应温度(>1100 oC)。高温容易对衬底造成破坏,影响电子器件的性能。本文使用液态镓为催化剂,易分解的甲醇为碳源,直接在Si3N4/Si O2/Si表面制备了少层石墨烯薄膜,将生长温度降低到800 oC。研究表明,甲醇分子会在镓表面分解,所产生的碳原子扩散到镓与衬底的界面处并析出,形成石墨烯薄膜。Si3N4/Si O2/Si表面的石墨烯薄膜无需转移,可以直接用于构筑FET器件,平均迁移率为125.3cm2 V-1 s-1。此外,液态镓无需蒸镀,可以直接滴至衬底表面,并且在生长结束后能比较容易地与衬底分离。镓催化剂反复使用5次所制备石墨烯的质量和均匀性并未显著下降,说明镓具有可重复利用性。化学掺杂能够有效改变石墨烯的电学特性,是构筑不同类型电子器件的重要手段。其中,氮掺杂能够使石墨烯具有n型传输特征,是常用的修饰方法。由于C-N键热稳定性低,容易在高温下断裂,氮掺杂石墨烯难以直接在介电衬底上生长。本文以吡啶作为单一碳源和氮源,采用无金属热化学气相沉积法在介电衬底(Si O2/Si、石英、水晶和蓝宝石)上合成了高质量的氮掺杂石墨烯。保持生长温度(1000 oC)不变,增加氢气用量可以抑制二次成核,并提高石墨烯的质量和石墨氮的比例。当氢气流量为200 sccm时,石墨烯中的氮原子全部以石墨氮的形式存在。氮掺杂石墨烯薄膜含氮量较低(～1.1%),但仍在空气中表现出显著的n型输运特性,其电子迁移率达到283 cm2 V-1 s-1,与金属表面制备的氮掺杂石墨烯相当。密度泛函理论计算表明,与含多种类型氮原子的混合掺杂相比,单一石墨氮掺杂避免了吡啶氮和吡咯氮的p掺杂影响,能够更有效地实现n掺杂。除平面生长之外,石墨烯能够面外生长,形成由薄膜和大量纳米墙组成的直立石墨烯。目前,直立石墨烯的制备比较依赖于高温和等离子体增强系统,这限制了其发展和应用。本文通过引入气态铜催化剂,使用传统化学气相沉积法成功在Si O2/Si表面制备了直立石墨烯,并降低了生长温度(1000 oC)。该方法中,衬底表面首先平面生长得到多层薄膜,随后薄膜表面发生面外生长,最终形成直立石墨烯。甲烷浓度对石墨烯的形貌有重要影响。随着CH4/H2比例的增加,产物由石墨烯薄膜变为直立石墨烯。当CH4/H2比例过高时,衬底表面仅能得到无定形碳。更进一步地,本文以氯化铜为催化剂前驱体,亚微米氧化硅空心球为模板,实现了直立石墨烯在三维曲面上的生长。氯化铜预先负载于氧化硅空心球模板中,而后在CVD系统中被氢气还原,所形成的铜纳米颗粒能够提供铜蒸气促进直立石墨烯生长。投入1 mg模板可制备4 mg的石墨烯。除去模板后,制备了一种外表面布满石墨烯花瓣的新材料。该工作为三维非金属模板表面直立石墨烯的可控制备提供了一种便捷的方法。

关键词：石墨烯化学气相沉积生长机制介电衬底

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六方氮化硼在二维晶体微电子器件中的应用与进展

引用

微纳电子技术 2021年第2期58卷 107-113+157页

作者：高渤翔方茹吴天如中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室中国科学院大学中国电子科技集团公司第三十二研究所

六方氮化硼(h-BN)因其优异的性能和潜在的应用前景而受到广泛关注。着眼于h-BN在微电子器件领域中的发展与应用,总结了近年来国内外通过化学气相沉积(CVD)方法实现hBN的高质量、大规模可控制备及图形化的代表性工作。围绕h-BN的高介电... 详细信息

六方氮化硼(h-BN)因其优异的性能和潜在的应用前景而受到广泛关注。着眼于h-BN在微电子器件领域中的发展与应用,总结了近年来国内外通过化学气相沉积(CVD)方法实现hBN的高质量、大规模可控制备及图形化的代表性工作。围绕h-BN的高介电常数、原子级平滑表面、高导热性和高稳定性,重点介绍了h-BN在二维晶体介电衬底、半导体器件热管理平台以及集成电路封装材料中应用的研究进展,并简述了将h-BN应用于隧穿器件和存储阵列的研究成果。最后,对h-BN在新型微电子器件大规模应用的已有成果进行总结,并展望了该领域未来的研究与发展方向。

关键词：二维(2D)材料六方氮化硼(h-BN) 微电子器件介电衬底隧穿器件存储阵列封装材料

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表面等离激元金属纳米结构强耦合体系的设计及光谱行为研究

表面等离激元金属纳米结构强耦合体系的设计及光谱行为研究

引用

作者：朱旭鹏湖南大学

学位级别：博士

贵金属微纳米结构迷人的光学特性自古就引起了人们的广泛关注。这些独特的光学行为与金属微纳米结构形状、尺寸、成分和周围介电环境等密切相关,其根本来源是外部光场激发下金属表面自由电子的集体振荡行为,即表面等离激元振荡,使得金... 详细信息

贵金属微纳米结构迷人的光学特性自古就引起了人们的广泛关注。这些独特的光学行为与金属微纳米结构形状、尺寸、成分和周围介电环境等密切相关,其根本来源是外部光场激发下金属表面自由电子的集体振荡行为,即表面等离激元振荡,使得金属微纳米结构显现出强烈的选择性吸收和散射。此外,金属表面等离激元振荡的光学共振频率还强烈的受到表面等离激元微纳米结构近场强耦合的影响。这种强耦合效应使得金属微纳米结构在激发表面等离激元共振时具有极大的表面局域及近场增强能力,在高灵敏传感探测、增强光谱、超材料、能源、生命科学、超分辨成像、微纳米光子器件集成等领域具有巨大的应用价值。随着相关高新科技的发展和需求,设计具有强耦合效应的金属表面等离激元微纳米结构体系并明晰主导其独特光学行为的物理本质是表面等离激元光子学领域重要的研究热点。本研究旨在从理论模型上理解表面等离激元模式之间的内禀强耦合规则,同时基于这些规则开发并设计具有极小特征（尖端、连接及间隙）尺寸的金属表面等离激元强耦合体系,实现近场的高度聚焦,共振峰位及共振强度、电场极化及空间分布的高精度多维度调控,拓宽表面等离激元强耦合体系的应用范围,深化强耦合效应的理解深度。本论文的具体研究内容及成果如下:（1）首先我们对不对称金圆盘/开口盘二聚体的局域表面等离激元共振耦合效应进行了系统而深入的探讨,研究了这一不对称耦合复杂纳米结构体系中的光与物质相互作用。研究结果表明,通过改变金开口盘的开口方向（即方位角）,可以调节不对称耦合金圆盘/开口盘二聚体中局域表面等离激元共振峰的位置、强度及结构周围的空间电场分布。基于Simpson-Peterson近似,我们提出了一个新的模型,通过在开口盘的几何中心和偶极子振荡中心之间引入偏移参数来理解所获得的不对称耦合金圆盘/开口盘二聚体的局域表面等离激元共振性质。其实验结果与模拟结果能够基本吻合。这一研究通过调整耦合系统中的表面等离激元共振偶极中心位置为调制表面等离激共振耦合行为提供新的思路。（2）同时,我们通过数值模拟对金纳米八面体的光学性质进行了系统的研究。研究发现,在真空中增加金纳米八面体的尺寸时,我们获得的宽光谱是由杂化键合模式支配的,其起源于金纳米八面体中固有局域表面等离激元模式之间的相互作用。一旦将纳米八面体放置在高折射率电介质基底上,由于偶极模式和四极模式之间的相互强耦合干扰,可以在散射光谱中引起明显具有Fano线状的下陷。此外,我们发现通过增加衬底中的折射率,这种干涉效应变得更强,同时将单个金纳米八面体的宽散射光谱分成两种杂化模式:反键键合模式和正键键合模式。这一结果首次给出了金纳米八面体的复杂局域表面等离激元振荡特性的清晰描述,为设计合适的纳米八面体结构提供了基础指导。（3）强Fano共振的局域表面等离激元纳米结构受到相关研究人员的极大关注。我们设计了一种高反射面上七聚体结构,并对其进行了系统的模拟研究,结果表明银纳米盘等离激元七聚体在高反射率衬底反射镜之上的合理定位可以显着增强其内在的Fano共振强度。与直接放置在氧化硅衬底上的七聚体相比,反射衬底上方适当距离的银纳米盘七聚体分别能够实现2.4倍的电场增强和3.6倍的Fano谷深度。此外,研究结果进一步表明,当银纳米盘七聚体逐渐远离衬底反射镜（≥60 nm）时,Fano谷的位置不会发生移动。（4）此外,我们在太赫兹（THz）波段范围内设计了一组复杂双金微米条-双方形开口环结构阵列,通过打破结构对称性,引起近场强耦合相互作用,可以进一步调制THz阵列的响应特征光谱。实验结果与数值仿真结果一致。结果表明这一结构具有强烈的入射偏振依赖性,并且在x偏振下同时表现出Fano不对称线状和等离激元诱导透明,其主要原因归结于不对称打破引起的局域表面等离激元振荡模式之间发生的破坏性相干。最后我们系统地研究了不对称参数s2=500 nm时的两个光谱特征对周围介电环境折射率变化的响应程度,结果表明,具有高品质因子Q的光谱特征(_(（69）(94))=41.64,=52.27)对折射率变化都有极高的灵敏度(_(（69）(94))=153 GHz/RIU,=236 GHz/RIU)和折射率响应品质因子(_(（69）(94))=8.67,=10.1)。因此,这一结构在THz折射率传感领域具有极大的应用前景。

关键词：金属微纳米结构表面等离激元振荡强耦合效应结构方向因子介电衬底不对称破缺 Fano共振 THz波调制等离激元诱导透明

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用于光伏电池的导电衬底

用于光伏电池的导电衬底

引用

作者： F.克拉博 M.于里安 C.莱德尔 G.吕滕贝格 D.迪皮伊法国库伯瓦

本发明涉及一种导电衬底，其包括包含碱离子的介电衬底（1）、在所述衬底（1）上所形成的并且包括基于钼的层的电极覆盖层（4）、和在所述衬底（1）上所形成的并且被插入在所述衬底（1）和所述电极覆盖层（4）之间的多层堆叠（2）。所... 详细信息

标准号: CN103620795B

本发明涉及一种导电衬底，其包括包含碱离子的介电衬底（1）、在所述衬底（1）上所形成的并且包括基于钼的层的电极覆盖层（4）、和在所述衬底（1）上所形成的并且被插入在所述衬底（1）和所述电极覆盖层（4）之间的多层堆叠（2）。所述堆叠（2）包括在所述衬底（1）上所形成的第一不透碱离子的层（2A）、在第一不透碱离子的层（2A）上并且以不同于第一不透碱离子的层（2A）的材料所形成的碱离子保持层（2B）和在碱离子保持层（2B）上并且以不同于碱离子保持层（2B）的材料所形成的第二不透碱离子的层（2A’）。在碱保持层（2B）和第一不透碱层（2A）的厚度之间的比等于2或更多。

关键词：碱离子衬底电极覆盖堆叠导电衬底介电衬底多层

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布线图案之间具有馈通导体的电子模块

布线图案之间具有馈通导体的电子模块

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作者： A·伊郝拉 R·图奥米宁芬兰埃斯波

电子模块包括：具有第一表面和第二表面的介电(1031)衬底；安装腔，延伸过介电衬底且有外侧壁；在第一表面上的第一布线层(1032)；在第二表面上的第二布线层(1033)；外侧壁上的馈通导体(1034)，使第一布线层中至少一个导体电连接到第二... 详细信息

标准号: CN102348324B

电子模块包括：具有第一表面和第二表面的介电(1031)衬底；安装腔，延伸过介电衬底且有外侧壁；在第一表面上的第一布线层(1032)；在第二表面上的第二布线层(1033)；外侧壁上的馈通导体(1034)，使第一布线层中至少一个导体电连接到第二布线层中至少一个导体；安装腔内有至少一个IC；在第二布线层上的第一绝缘层(1035)；在第一布线层上的第二绝缘层(1036)；在第一绝缘层上的第三布线层(1037)。第一绝缘层内的第一微过孔(1038)使第二布线层和第三布线层电连接。第二微过孔(1039)将IC连接到第二布线层和第三布线层中至少一个。电子模块包括：在第二绝缘层上的第四布线层(1040)；第二绝缘层内的第三微过孔(1041)，使第一布线层和第四布线层电连接。

关键词：绝缘层第二布线布线层第一布线微过孔第二表面第一表面电连接。电子模块安装腔导体电连接介电衬底馈通导体外侧壁上导体外侧壁衬底介电连接延伸

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