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硬X射线光电子能谱研究表面活化键合GaAs/Si结中退火对埋氧层的影响
摘要： 采用表面活化键合与选择性湿法刻蚀工艺制备的约10纳米厚GaAs薄膜/Si衬底结，通过硬X射线光电子能谱进行测量。Ga 2p3/2和As 2p3/2芯能谱中Ga-O和As-O信号的化学位移表明：由于表面活化过程，在邻近GaAs/Si界面的部分GaAs薄膜区域形成了氧化物。对Ga-O和As-O信号的分析显示，经过最高400°C的键合后退火处理，这类埋藏氧化物的厚度减小。这意味着处于亚稳态的键合界面电学性能通过退火得到改善。该氧化物厚度与透射电镜观察到的GaAs/Si界面处类非晶过渡层厚度存在差异。
关键词： 埋入界面、表面活化键合、GaAs/Si、硬X射线光电子能谱
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用体敏硬X射线光电子能谱对阻变随机存储器界面氧"呼吸"行为的原位诊断检测
摘要： 基于二氧化铪的阻变随机存取存储器（RRAM）是非易失性存储器应用中最具前景的候选技术之一。对氧离子/空位动态行为的检测与研究对于深入理解阻变（RS）行为的微观物理本质至关重要。通过采用基于同步辐射的非破坏性、体敏感硬X射线光电子能谱（HAXPES）技术，我们实现了对氧化物/金属界面处氧"呼吸"行为的原位诊断检测——即在不同的阻变阶段观测到HfO2与TiN之间的氧迁移现象。该研究结果凸显了氧化物/金属界面在RRAM中的重要性，即便在丝状结构器件中亦然。
关键词： 阻变效应、二氧化铪、硬X射线光电子能谱、阻变存储器、界面
更新于2025-09-23 15:22:29
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利用硬X射线光电子能谱对退火硅帽层4H-SiC表面的带隙能量进行估算
摘要： 硅帽退火（SiCA）作为一种有前景的无硅化物欧姆接触形成方法应运而生，该方法能解决金属形成欧姆接触时存在的关键可靠性限制——该限制源于硅化物退火过程中引入的碳聚集。但此前尚无研究能完整理解SiCA对金属/碳化硅的影响。本研究采用硬X射线光电子能谱（HAXPES）直接评估了SiCA-碳化硅形成的无硅化物欧姆接触的带能态。结果表明：碳化硅表面硅点的形成降低了接触电阻率，且移除硅点后仍能观察到欧姆接触特性。通过HAXPES对Si 1s轨道的峰位分析显示，在不同碳化硅表面条件下带能均出现显著提升。特别是Al/SiCA-碳化硅样品呈现0.765 eV的峰位偏移，这种强势垒降低效应导致Al/SiCA-碳化硅结区形成薄耗尽层和低势垒。此外，HAXPES与透射电镜观测表明最外层表面修饰对欧姆接触形成起关键作用。这些发现为宽禁带半导体材料的欧姆接触形成机制提供了新见解。
关键词： 4H-SiC，无硅化物欧姆接触，欧姆接触，硅盖层退火，硬X射线光电子能谱
更新于2025-09-19 17:13:59
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硬度可控块体GaN衬底上InGaN薄膜的生长
摘要： 我们对块体GaN衬底的晶体质量及其上生长的InGaN薄膜特性进行了评估。通过光热偏转光谱估算的乌尔巴赫能量和硬X射线光电子能谱测定的价带顶附近尾态密度显示，硬度可控块体GaN（硬GaN）均高于常规块体GaN（常规GaN）。然而硬GaN上生长的InGaN呈现台阶流生长模式，而常规GaN上生长的InGaN则表现为螺旋状生长。硬GaN上生长的InGaN在室温下的光致发光衰减时间为470皮秒，常规GaN上生长的仅为50皮秒。这可归因于硬GaN的抗形变特性抑制了螺旋状生长。结果表明衬底硬度是块体GaN衬底上生长III-V族氮化物最重要的因素之一。
关键词： 硬X射线光电子能谱、光致发光、体GaN衬底、InGaN薄膜、光热偏转光谱、晶体质量
更新于2025-09-11 14:15:04
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制备铜与聚酰亚胺双层结构以实现柔性电子器件中的电路微缩化与高界面粘附性
摘要： 随着第五代移动通信系统的商业化以及物联网的进一步普及，工业创新正催生出与高速通信、自动驾驶汽车和远程医疗等概念相关的新业务领域。其中一项挑战是实现具有高清晰度电路的柔性器件，这需要开发聚合物基板上铜薄膜的新型制造技术以满足需求，并通过理解铜/聚合物界面纳米结构来确保产品质量。我们开发了一种在聚酰亚胺（PI）上制造铜薄膜的有前景技术，该技术主要由非常简单的半导体器件工艺构成。这项技术能以纳米级精度控制铜厚度，形成微型化铜电路，在界面粘附性及材料/生产成本方面具有潜在优势。我们利用同步辐射硬X射线光电子能谱（HAXPES）、扫描透射电子显微镜（STEM）和飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS），系统分析了传统气相沉积法与新工艺制备的铜/聚酰亚胺界面。研究发现：传统气相沉积时，蒸发的铜原子会分解聚酰亚胺，并在铜/聚酰亚胺界面形成数纳米厚的氧化层从而降低界面粘附性；而新工艺能显著抑制聚酰亚胺分解和界面氧化。此外，该技术还可广泛应用于金属基板上聚合物涂层形成的金属/聚合物界面研究——这是此前无法实现的领域。
关键词： STEM（扫描透射电子显微镜）、TOF - SIMS（飞行时间二次离子质谱）、柔性印刷电路、微型化、界面粘附、HAXPES（硬X射线光电子能谱）、柔性电子学
更新于2025-09-10 09:29:36
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硬X射线光电子发射结合X射线全反射的深度分辨电子结构测量：极性GaN表面能带弯曲的直接探测
摘要： 我们利用硬X射线光电子能谱（HAXPES）结合X射线全反射（TR）技术，开发了高通量深度分辨的电子结构测量方法。通过调控全反射条件附近X射线衰减长度的陡变，我们将HAXPES中光电子的有效非弹性平均自由程从>2纳米调控至>12纳米。应用该方法探测n型极性GaN的表面能带弯曲时，发现Ga极性面与N极性面呈现不同的能带弯曲行为。该结果与极性GaN表面附近的污染物及晶体质量相关。
关键词： 硬X射线光电子能谱、表面能带弯曲、深度分辨电子结构、极性GaN、X射线全反射
更新于2025-09-04 15:30:14
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采用原位硬X射线光电子能谱研究有机电致发光器件中聚合物-阴极界面的电子结构
摘要： 利用硬X射线光电子能谱（HAXPES）直接研究了工作状态下有机发光二极管（OLED）的聚合物-阴极界面电子结构。该OLED中发光共聚物层相对于Al/Ba阴极层的深度电势分布随偏压变化而改变。研究发现：在0V偏压下，9,9-二辛基芴（50%）与N-(4-(2-丁基)苯基)二苯胺（F8-PFB）共聚物层靠近阴极处出现能带弯曲；当OLED施加偏压时，F8-PFB层形成线性电势分布。通过直接观测工作状态下OLED的内建电势及F8-PFB层能带弯曲现象，证实电荷在从阴极注入电子之前已在F8-PFB层内发生迁移。
关键词： 聚合物-阴极界面、能带弯曲、有机发光二极管、电子结构、硬X射线光电子能谱
更新于2025-09-04 15:30:14