电子科技大学 材料与能源学院 材料制备 考题知识点 简答

1、非晶三个基本特征只存在小区间范围内的短程有序，在近程或次近邻的原子间的键合(如配位数、原子 间距、键角、键长等)具有某种规律性，但没有长程序；非晶态材料的X-射线衍射花样是有较宽的晕和弥散的环组成，没有表征结晶态特征的 任何斑点和条纹，用电子显微镜也看不到晶粒间界、晶格缺陷等形成的衍衬反差；当温度升高时，在某个很窄的温度区间，会发生明显的结构相变，因而它是一种亚稳 相。2.磁控溅射原理一定温度下，固体或液体受到高能离子轰击时，其中的原子通过与高能入射离子的碰 撞获得足够能量而从表面逃逸，这种从物质表面发射原子的方式被称为溅射(sputtering)磁控是为了在低气压下进行高速溅射，必须有效地提

2、高气体的离化率。通过在阴极靶 表面引入磁场，利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率的方法PECVD等离子的作用将反应气体激发为活性离子，降低反应所需温度加速反应物的表面迁移率，提高成膜速率对衬底和膜层溅射清洗，强化薄膜附着力等离子中各粒子的碰撞、散射作用，膜厚均匀PECVD 简述激活基的产生:具有一定能量的电子主要通过雪崩电离被激活，这些具有高能量的电子通 过碰撞而激活分子，产生中性基和离化的反应物。基的吸附和离子的介入:中性基一旦形成就会与表面作用。等离子体本身能产生活性的表 面位置，中性基可能被结合。这两种效应都可促使薄膜的形成。离子也可以把已经沉积上的 一些物质重新溅射出

3、来。这种反溅射会影响薄膜的密度和粘附性。吸附物质的再排列:一旦原子达到表面，就会重新排列。原子向稳定位置的移动取决于衬 底温度。在较高的衬底温度下，薄膜的质量较好。BCS理论认为当金属材料处于低温状态时，材料中能量较高的巡游电子将借助周期排列的 原子振动交换的能量而两两配成电子对(又称Cooper对)，这些电子对将集体关联共同凝聚 到一个低能态一一超导态，要破坏电子对就必须付出足够的能量，即超导态和正常态之间存 在一个能隙，因此超导态在低外磁场及低温下是稳定存在的有序量子态。配对以后的电子对 在运动中各自受到的散射将相互抵消，相当于其在行进中不受到阻碍，即实现了零电阻状态。同时材料中所有电子对

4、之间的集体关联效应能够把外磁场屏蔽，即实现了完全抗磁性。此 外，随着超导体承载的电流密度增加，电子对将可能获得超过能隙大小的能量并被拆散，超 导态也将随之破坏，我们把材料可承载的最大电流密度称之为临界电流密度。理论的关键在于电子配对且存在能隙，但能隙大小实际上和电子分布结构以及原子振 动能：量密切相关。要实现高Tc就必须借助更高能量的原子振动方式，而若原子振动过强那 么材料的微观结构就会失稳而塌缩。因此人们预言在BCS理论框架下，Tc不可能超过30K。 而确实在随后的许多年里，虽然发现了不少新的超导体，但都没有打破这一预言，这让许多 人失去了对超导研究的兴趣和希望。6.二次电子 与背散射电子区

5、别深度范围：5-10 nm50-200 nm能量：能量低，10 eV能量较高来源： 样品入射电子产额： 产额与原子序数无关 产额随原子序数增大而增大成分分析： XV形貌分析分辨率：高相对低CVD步骤CVD法制备薄膜的过程，可以分为以下几个主要的阶段：反应气体向基片表面扩散：反应气体吸附于基片的表面，在基片表面上发生化学反应；在基片表面上产生的气相副产物在表面脱附而扩散掉或被真空泵抽走，在基片表面留下 不挥发的固体反应产物一一薄膜。提拉法步骤提拉法是一种利用籽晶从熔体中提拉出晶体的生长方法，亦称恰克拉斯法。熔体置于坩埚中， 一块小单晶，称为籽晶，与拉杆相连，并被置于熔体的液面处。加热器使单晶炉内

6、的温场保 证坩埚以及熔体的温度保持在材料的熔点以上，籽晶的温度在熔点以下，而液体和籽晶的固 液界面处的温度恰好是材料的熔点。随着拉杆的缓缓拉伸（典型速率约为每分钟几毫米），熔 体不断在固液界面处结晶，并保持了籽晶的结晶学取向。为了保持熔体的均匀和固液界面处 温度的稳定，籽晶和坩埚通常沿相反的方向旋转（转速约为每分钟数十转）.籽晶熔接：加大加热功率，使多晶硅完全熔化，并挥发一定时间，将籽晶下降与液面接近， 使籽晶预热几分钟，俗称“烤晶”，以除去表面挥发性杂质同时可减少热冲击。引晶和缩颈：当温度稳定时，可将籽晶与熔体接触。此时要控制好温度，当籽晶与熔体液 面接触，浸润良好时，可开始缓慢提拉，随着籽

7、晶上升硅在籽晶头部结晶，这一步骤叫“引 晶”，又称“下种”。“缩颈”是指在引晶后略为降低温度，提高拉速，拉一段直径比籽晶细 的部分。其目的是排除接触不良引起的多晶和尽量消除籽晶内原有位错的延伸。颈一般要长 于 20 mm放肩：缩颈工艺完成后，略降低温度，让晶体逐渐长大到所需的直径为止。这称为“放肩”。 在放肩时可判别晶体是否是单晶，否则要将其熔掉重新引晶。等径生长：当晶体直径到达所需尺寸后，提高拉速，使晶体直径不再增大，称为收肩。收 肩后保持晶体直径不变，就是等径生长。此时要严格控制温度和拉速不变。收晶：晶体生长所需长度后，拉速不变，升高熔体温度或熔体温度不变，加快拉速，使晶 体脱离熔体液面。

8、BTO半导化由于在常温下是绝缘体，要使它们变成半导体，需要一个半导化。所谓半导化，是指在禁带 中形成附加能级：施主能级或受主能级。在室温下，就可以受到热激发产生导电载流子，从 而形成半导体。A、化学计量比偏离在氧化物半导体陶瓷的制备过程中，通过控制烧结温度、烧结气氛以及冷却气氛等，产生化 学计量的偏离。B、掺杂在氧化物中，掺入少量高价或低价杂质离子，引起氧化物晶体的能带畸变，分别形成施主能 级和受主能级。从而形成n型或p型半导体陶瓷。气敏机理半导体表面吸附气体分子时，半导体的电导率将随半导体类型和气体分子种类的不同而变化。 吸附气体一般分物理吸附和化学吸附两大类。前者吸附热低，可以是多分子层吸

9、附，无选择 性；后者吸附热高，只能是单分子吸附，有选择性。两种吸附不能截然分开，可能同时发生。被吸附的气体一般也可分两类。若气体传感器材料的功函数比被吸附气体分子的电子亲和 力小时，则被吸附气体分子就会从材料表面夺取电子而以阴离子形式吸附。具有阴离子吸附 性质的气体标为氧化性（或电子受容性）气体，如02、NOx等。若材料的功函数大于被吸附气 体的离子化能量，被吸附气体将把电子给予材料而以阳离子形式吸附。具有阳离子吸附性质 的气体称为还原性（或电子供出性）气体，如H2、C0、乙醇等。氧化性气体吸附于n型半导体或还原性气体吸附于p型半导体气敏材料，都会使载流子数 目减少，电导串降低；相反，还原性气体吸附子n型半导体或氧化性气体吸附于p型半导体 气敏材科，会使载流子数目增加，电导率增大。磁控溅射和真空蒸镀的异同限制分辨率的因素A衍射效