β-FeSi-,2--Si取向關系的研究.pdf

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

2、總是同時存在多種取向關系，使得制備單晶pFeSi薄膜變得不可能。X射線分析結果表明在Si基體上形成pFeSi薄膜的過程中，pFeSi:的晶格常數會自發(fā)進行微量的調整，理論計算結果表明這種微量調整有利于形成更穩(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，這樣就導致了最終無法測出確定的取向關系，這與實驗中觀察到的結果完全一致。夕關鎮(zhèn)詞:0點陣薄膜。應變能準則取向關系pFeSi半導

3、體大連理工大李碩士學位論丈第一章引言本章介紹了晶界理論模型的發(fā)展狀況、(3FeSi:半導體薄膜的研究現狀、制備高質量pFesi:半導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為其原子排列的周期性，然而當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，從而導致晶界不穩(wěn)定。但根據能量最低原理，形成晶界的兩種晶體會自發(fā)地調整它們之間的取向關系和晶格常數，使得晶界

4、上的原子盡可能地占據一些特殊的位置，從而使晶界能量盡可能地低。當兩種晶體處于某種取向關系時，如果此時的晶界能量在所有取向關系中處于最低，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系被稱為最佳匹配的取向關系。處于最佳取向關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系時的所有可能的晶界，在這些晶界中，最小晶界能所對應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，原子會占據第一種

5、晶體點陣L1的陣點位置，而在晶界的另一側，原子會占據第二種晶體點陣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的兩種晶體之間的最佳匹配位置、最佳取向關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性能時，提出了晶界是一層和