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脉冲激光烧蚀制备纳米Si晶粒成核气压阈值及动力学研究

邓泽超 罗青山 丁学成 褚立志 梁伟华 陈金忠 傅广生 王英龙

脉冲激光烧蚀制备纳米Si晶粒成核气压阈值及动力学研究

邓泽超, 罗青山, 丁学成, 褚立志, 梁伟华, 陈金忠, 傅广生, 王英龙
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  • 采用脉冲激光烧蚀技术,在室温、低压Ar气条件下通过改变气体压强及靶与衬底间距,对纳米Si晶粒成核的气压阈值进行了研究.根据扫描电子显微镜图像、拉曼散射谱和X射线衍射谱对制备样品的表征结果,确定了在室温、激光能量密度为4 J/cm2、靶与衬底间距为3 cm条件下形成纳米Si晶粒的阈值气压为0.6 Pa.结合流体力学模型和成核分区模型,对纳米晶粒的成核动力学过程进行了分析.通过Monte Carlo数值模拟,表明在气相成核过程中,烧蚀Si原子的温度和过饱和密度共同影响着纳米晶粒的成核.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划前期专项基金(批准号:2011CB612305)、国家自然科学基金(批准号:10774036)、河北省自然科学基金(批准号:E2008000631, E2011201134)和河北省教育厅科研基金(批准号:2009308)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-01-08
  • 修回日期:  2011-07-18
  • 刊出日期:  2011-06-05

脉冲激光烧蚀制备纳米Si晶粒成核气压阈值及动力学研究

  • 1. 河北大学物理科学与技术学院,河北省光电信息材料重点实验室,保定 071002
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划前期专项基金(批准号:2011CB612305)、国家自然科学基金(批准号:10774036)、河北省自然科学基金(批准号:E2008000631, E2011201134)和河北省教育厅科研基金(批准号:2009308)资助的课题.

摘要: 采用脉冲激光烧蚀技术,在室温、低压Ar气条件下通过改变气体压强及靶与衬底间距,对纳米Si晶粒成核的气压阈值进行了研究.根据扫描电子显微镜图像、拉曼散射谱和X射线衍射谱对制备样品的表征结果,确定了在室温、激光能量密度为4 J/cm2、靶与衬底间距为3 cm条件下形成纳米Si晶粒的阈值气压为0.6 Pa.结合流体力学模型和成核分区模型,对纳米晶粒的成核动力学过程进行了分析.通过Monte Carlo数值模拟,表明在气相成核过程中,烧蚀Si原子的温度和过饱和密度共同影响着纳米晶粒的成核.

English Abstract

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