β-FeSi-,2--Si取向關(guān)系的研究.pdf

1、摘要本論文中，我們利用0點陣晶界幾何理論結(jié)合最小彈性應(yīng)變能準(zhǔn)則研究了離子注入法制備的pFeSi:半導(dǎo)體薄膜和si基體之間的最佳界面和最佳取向關(guān)射電子顯微鏡(TEM)分析結(jié)果表明膜基之間最常見的一種取向關(guān)系為(100)p(100)[010幾[0117，高分辨電鏡分析結(jié)果表明在這種取向關(guān)系時(100)面與(100)，面之間存在近4左右的夾角，0點陣?yán)碚撚嬎憬Y(jié)果證明了夾角存在的必然性。理論計算和實驗分析結(jié)果都表明在pFeSi薄膜和si基體之間

2、總是同時存在多種取向關(guān)系，使得制備單晶pFeSi薄膜變得不可能。X射線分析結(jié)果表明在Si基體上形成pFeSi薄膜的過程中，pFeSi:的晶格常數(shù)會自發(fā)進(jìn)行微量的調(diào)整，理論計算結(jié)果表明這種微量調(diào)整有利于形成更穩(wěn)定的界面。摻雜C離子后，pFeSi單胞和Si單胞中幾乎所有的平面對都接近平行，它們都有可能形成穩(wěn)定的界面，這樣就導(dǎo)致了最終無法測出確定的取向關(guān)系，這與實驗中觀察到的結(jié)果完全一致。夕關(guān)鎮(zhèn)詞:0點陣薄膜。應(yīng)變能準(zhǔn)則取向關(guān)系pFeSi半導(dǎo)

3、體大連理工大李碩士學(xué)位論丈第一章引言本章介紹了晶界理論模型的發(fā)展?fàn)顩r、(3FeSi:半導(dǎo)體薄膜的研究現(xiàn)狀、制備高質(zhì)量pFesi:半導(dǎo)體薄膜存在的問題及本論文的研究方案。1.1晶界幾何理論模型概述仁‘」完整晶體的典型特征表現(xiàn)為其原子排列的周期性，然而當(dāng)兩種晶體形成晶界時，晶界上的原子會偏離原來位置，發(fā)生一定量的畸變，使晶界能量增加，從而導(dǎo)致晶界不穩(wěn)定。但根據(jù)能量最低原理，形成晶界的兩種晶體會自發(fā)地調(diào)整它們之間的取向關(guān)系和晶格常數(shù)，使得晶界

4、上的原子盡可能地占據(jù)一些特殊的位置，從而使晶界能量盡可能地低。當(dāng)兩種晶體處于某種取向關(guān)系時，如果此時的晶界能量在所有取向關(guān)系中處于最低，則此時晶界上的原子所處位置被稱為最佳匹配位置，兩晶體之間的取向關(guān)系被稱為最佳匹配的取向關(guān)系。處于最佳取向關(guān)系的兩種晶體中的所有最佳匹配位置包含了這兩種晶體在這種取向關(guān)系時的所有可能的晶界，在這些晶界中，最小晶界能所對應(yīng)的那個晶界就是這兩種晶體之間的最佳晶界。一旦晶界被確定，在晶界的一側(cè)，原子會占據(jù)第一種

5、晶體點陣L1的陣點位置，而在晶界的另一側(cè)，原子會占據(jù)第二種晶體點陣L2的陣點位置，在中間的過渡區(qū)，原子逐漸從點陣L1的陣點位置過渡到點陣L2的陣點位置。晶界幾何理論就是用來確定任意給定了點陣參數(shù)的兩種晶體之間的最佳匹配位置、最佳取向關(guān)系以及最佳晶界的一種理論。如.2晶界幾何理論模型的發(fā)展史[21從關(guān)于晶界理論的發(fā)展史上看，最早是羅森海因(Rosenhain)在1913年提出的非晶態(tài)膜模型。他在研究材料的高溫力學(xué)性能時，提出了晶界是一層和