研究目的
利用微拉曼光谱和微X射线光电子能谱面扫描技术，研究静态偏转p型硅悬臂梁上氧化硅(001)表面费米能级钉扎的机械应力依赖性。
研究成果
氧化硅表面费米能级钉扎对所施加应力表现出均匀响应，压缩时增加0.16 meV/MPa，拉伸时增加0.11 meV/MPa。这归因于Pb0界面缺陷的对称性。该发现为应力对表面电子特性的影响提供了直接的光谱学证据，与纳米级应变硅器件相关，并表明需要进一步开展理论研究。
研究不足
该研究仅限于沿?110?方向的单轴应力及最高240 MPa的特定应力水平。悬臂表面氧化层厚度的变化需要进行校正，且该方法可能无法捕捉所有界面缺陷行为。其解释基于对Pb0缺陷及其对称性的假设。
1：实验设计与方法选择：
本研究结合微拉曼光谱与微区XPS面扫描技术，探究费米能级钉扎的应力依赖性。通过悬臂梁偏转施加单轴应力，在超高真空条件下进行光谱测量。
2：样本选择与数据来源：
选用绝缘体上硅晶圆制备的p型硅悬臂梁（尺寸：长度11毫米，宽度3毫米，器件层厚度5微米，埋氧层1微米，支撑层400微米）。样品经光刻胶?；び肭褰啻砗蟊４?。
3：实验设备与材料清单：
硅悬臂梁、金刚石切割锯、光刻胶、丙酮、异丙醇、去离子水、样品台、驱动螺杆、微拉曼光谱系统、XPS系统（Scienta SES 2002电子能量分析仪）、SOLEIL同步辐射光源TEMPHO束线站。
4：实验流程与操作步骤：
使用驱动螺杆偏转悬臂梁施加压应力或拉应力，采集拉曼面扫描图测量应力分布，通过聚焦X射线束获取Si 2p芯能级XPS面扫描图，将数据与拉曼应力图关联并校正氧化层厚度差异。
5：数据分析方法：
根据拉曼峰位偏移计算应力值，采用Voigt函数拟合XPS谱确定芯能级偏移，分析应力诱导的费米能级钉扎能级偏移，并利用体材料形变势估算能带弯曲程度。
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electron energy analyzer
SES 2002
Scienta
Used to analyze the kinetic energy of photo-emitted electrons from Si 2p core levels in XPS experiments.
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diamond saw
Used to dice the silicon wafer into cantilevers.
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actuator screw
Used to deflect the free end of the cantilever to apply mechanical stress.
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Raman microscope
Used for micro-Raman spectroscopy to measure stress via shifts in the LO phonon Raman peak.
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XPS system
Part of the TEMPO beamline at Soleil synchrotron, used for X-ray photoelectron spectroscopy.
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