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《武汉科技大学》 2016年
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离子注入法制备的金属纳米颗粒的同步辐射研究

陈华剑  
【摘要】:本文阐述了离子注入法在半导体掺杂领域中的重要意义,并利用此技术制备了注入浓度不同、元素不同的金属纳米颗粒以及不同掺杂配比的二元合金纳米颗粒。在介绍了相关测试技术工作原理的基础上,综合运用紫外可见光谱、原子力显微镜、和同步辐射荧光XAFS研究了不同注入参数对掺杂材料的光学吸收、表面形貌和局域微观结构的影响。详细介绍与总结了处理荧光XAFS测试数据所需的晶体结构数据库、FEFF计算以及IFEFFIT软件的使用方法以及注意事项。通过上述测试与分析,得到了注入元素的振荡信号以及精细结构信息,包括近邻元素组成、配位数、原子间距等,并对其做了分析。采用紫外可见荧光光谱和同步辐射真空紫外荧光光谱测试了掺杂材料的光学性质,分析了注入过程引入的缺陷及材料的能态结构变化。综合以上分析,我们发现了掺杂材料的局域微观结构与其光学性质的变化规律,从而为此类材料在半导体掺杂工艺中的生产应用提供了科学依据。
【关键词】:纳米颗粒 离子注入 同步辐射 X射线吸收精细结构 真空紫外荧光
【学位授予单位】:武汉科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN305.3;TB383.1
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-8
  • 第1章 绪论8-15
  • 1.1 金属纳米材料8
  • 1.2 半导体掺杂技术8-10
  • 1.2.1 热扩散技术9
  • 1.2.2 离子注入技术9-10
  • 1.3 同步辐射光源10-11
  • 1.4 晶体结构数据库11-13
  • 1.4.1 无机晶体结构数据库11-12
  • 1.4.2 有机晶体结构数据库12-13
  • 1.5 FEFF计算13
  • 1.6 本文主要内容13-15
  • 第2章 金属纳米颗粒的制备与测试技术15-24
  • 2.1 样品制备15
  • 2.2 紫外可见分光光度计15-17
  • 2.2.1 紫外可见分光光度计工作原理15
  • 2.2.2 分光光度计的操作流程及注意事项15-16
  • 2.2.3 紫外可见分光光度计谱学测试16-17
  • 2.3 原子力显微镜17
  • 2.4 SRIM模拟程序17-18
  • 2.5 紫外可见荧光测试18-19
  • 2.6 同步辐射技术19-23
  • 2.6.1 真空紫外荧光光谱19-21
  • 2.6.2 X射线吸收精细结构21-23
  • 2.7 本章小结23-24
  • 第3章 金属纳米颗粒的精细结构与光学性质表征24-43
  • 3.1 单金属纳米颗粒的同步辐射EXAFS研究24-30
  • 3.1.1 TRIM注入模拟24-25
  • 3.1.2 原子力显微镜观测25-26
  • 3.1.3 X射线吸收精细结构图谱分析26-29
  • 3.1.4 Ni+单注入SiO2分析小结29-30
  • 3.2 二元合金纳米颗粒的同步辐射EXAFS研究30-35
  • 3.2.1 TRIM注入模拟30-31
  • 3.2.2 原子力显微镜观测31-32
  • 3.2.3 X射线吸收精细结构图谱分析32-35
  • 3.2.4 双金属纳米颗粒的同步辐射荧光EXAFS研究小结35
  • 3.3 金属纳米颗粒的同步辐射真空紫外荧光光谱研究35-42
  • 3.3.1 紫外可见吸收谱35-37
  • 3.3.2 紫外可见荧光测试37-39
  • 3.3.3 VUV测试39-41
  • 3.3.4 SRIM能量损失模拟41-42
  • 3.3.5 蓝宝石材料的荧光性质研究小结42
  • 3.4 本章小结42-43
  • 第4章 结论与展望43-45
  • 致谢45-46
  • 参考文献46-50
  • 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文50-51
  • 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目51

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