北京大学：《近代物理实验 Modern Physics Laboratory》课程学生成果_学生材料物理模块答辩示例（蔡金明、李亮）

在Cu中的扩散 蔡金明(09904089) 李亮(09904035) Department of physics, peking university

Department of physics，peking university In在Cu中的扩散 蔡金明（09904089 09904089） 李 亮（09904035 09904035）

角容欐要 O实验背景 O实验方法和内容 O实验结果与分析 O小结与分析 O展望 o参考书目 Department of physics, peking university

Department of physics，peking university 内容概要 { 实验背景 { 实验方法和内容 实验方法和内容 { 实验结果与分析 实验结果与分析 { 小结与分析 { 展望 { 参考书目 Department of physics，peking university

实验背景 oIn可作Cu质外延的活化剂 o室温下Cu表面原子的运动比想象中要 活跃得多 O卢瑟福背散射的实验方法特别适合于 研究重元素在轻基体中的掺杂 o随着Si电子器件尺度的减小,人们对 金属在Si中的性质给予极大兴趣。 Department of physics, peking university

Department of physics，peking university 实验背景 { In可作Cu质外延的活化剂 质外延的活化剂 { 室温下Cu表面原子的运动比想象中要 表面原子的运动比想象中要 活跃得多 { 卢瑟福背散射的实验方法特别适合于 卢瑟福背散射的实验方法特别适合于 研究重元素在轻基体中的掺杂 研究重元素在轻基体中的掺杂 { 随着Si电子器件尺度的减小，人们对 电子器件尺度的减小，人们对 金属在Si中的性质给予极大兴趣。 中的性质给予极大兴趣

实验向容和方法 实验内容 1.衬底:SO2(Ca);S(100 结构:Cu-In-Cu-衬底 实验温度 室温加热200度退火20)度 第一层Cu(A) 6000(空气) 0.5 In层厚度(A) 2.0 10.0 第三层Cu(A) 50.0(衬底) tabe.1(实际厚度有波动) Department of physics, peking university

Department of physics，peking university 实验内容和方法 实验内容和方法 { 实验内容 Department of physics，peking university 10.0 第一层Cu（Å ） 600.0（空气） 第三层Cu（Å ） 50.0（衬底） In层厚度（Å ） 2.0 0.5 实验温度 室温 加热200度 退火200度 1. 衬底: SiO2(Ca);Si(100) (Ca);Si(100) 结构: Cu－In－Cu－衬底 table. 1 table. 1（实际厚度有波动）

实验方法和角容 2衬底:SiO2(Ca);NaCl 结构:Cu-In-Cu-衬底 实验温度 室温 退火200度 第一层Cu(A)6000(大气)6000(大气) In层厚度(A) 0.5/10.0 0.5/10.0 第三层Cu(A)600(衬底)6000(衬底) table2(实际厚度有波动) Department of physics, peking university

Department of physics，peking university 实验方法和内容 实验方法和内容 第三层Cu（Å ） 600.0（衬底） 600.0（衬底） 第一层Cu（Å ） 600.0（大气） 600.0（大气） In层厚度（Å ） 0.5/10.0 0.5/10.0 0.5/10.0 0.5/10.0 实验温度 室温 退火200度 table. 2 table. 2（实际厚度有波动） Department of physics，peking university 2.衬底：SiO2（Ca）；NaCl 结构：Cu－In－Cu－衬底

实验方法和角容 3.结构:Cu(600A)-Si(100)衬底 衬底温度:100度;150度;200度。 注:附属实验,研究C在S树底上的扩救现泉 o实验方法 电子束热蒸发:5×10-4PaI丝=0.6AV丝=30V 膜厚监测仪工具因子:100.0 电子枪:V=88KVI=0.07A Department of physics, peking university

Department of physics，peking university 实验方法和内容 实验方法和内容 3. 结构：Cu（600Å ）－Si（100）衬底 衬底温度： 100度；150度；200度。 注：附属实验，研究Cu在Si衬底上的扩散现象 { 实验方法 电子束热蒸发： 电子束热蒸发：5×10－4Pa I Pa I丝=0.6A V =0.6A V丝=30V 膜厚监测仪工具因子： 膜厚监测仪工具因子：100.0 电子枪：V=8.8KV I=0.07A V=8.8KV I=0.07A Department of physics，peking university

实验方法和容 o实验分析方法 1.卢瑟福背散射:a粒子打入 样品,和其中粒子碰撞反射 回来,从深层回来的能量 低,从表层回来的能量高。 由于反射回来的深度不同, 峰有一定展宽。不同元素反 射回来的α粒子能量不同, 卢瑟福背散射公式: 从而一种元素构成一个峰。 通过程序设定样品参数 即样品构成)拟和实验曲 dQ( 4TE m Sin 线,尽量符合,可得样品元 素分布。 2.X射线衍射分析 Department of physics, peking university

Department of physics，peking university 实验方法和内容 实验方法和内容 { 实验分析方法 1. 卢瑟福背散射： 卢瑟福背散射： α粒子打入 样品，和其中粒子碰撞反射 样品，和其中粒子碰撞反射 回来，从深层回来的能量 回来，从深层回来的能量 低，从表层回来的能量高。 低，从表层回来的能量高。 由于反射回来的深度不同， 由于反射回来的深度不同， 峰有一定展宽。不同元素反 峰有一定展宽。不同元素反 射回来的 α粒子能量不同， 粒子能量不同， 从而一种元素构成一个峰。 从而一种元素构成一个峰。 通过程序设定样品参数 通过程序设定样品参数 （即样品构成）拟和实验曲 （即样品构成）拟和实验曲 线，尽量符合，可得样品元 线，尽量符合，可得样品元 素分布。 2. X射线衍射分析 2 sin 1 4 4 2 2 0 0 2 πε θ σ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ = Ω mv Zq d d 卢瑟福背散射公式：

实验结果与分析一S底蜜温 o实验内容 用卢瑟福背散射分析在Cu中的扩散 Energy(Mev) Energy(MeV 40 10 Fg1m(5A)S村底室温 Fg2In(10A)S衬底室温 Department of physics, peking university

Department of physics，peking university 实验结果与分析 实验结果与分析—— Si衬底 室温 { 实验内容一 用卢瑟福背散射分析 用卢瑟福背散射分析In在Cu中的扩散。 Department of physics，peking university 100 200 300 400 500 600 Channel 0 10 20 30 40 50 60 Normalized Yield 0.5 1.0 1.5 2.0 Energy (MeV) Fig.2 In Fig.2 In（10Å） Si衬底 室温 100 200 300 400 500 600 Channel 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 Normalized Yield 0.5 1.0 1.5 2.0 Energy (MeV) Fig.1 In(0.5 Fig.1 In(0.5Å) Si衬底 室温

实验结杲与分析一5村底退火 Energy (Mev) 卫 层厚度比例 (A)Cu 480.050005 200 5001 0 衬底 Channel Fg3I(2A)S衬底退火 Department of physics, peking university

Department of physics，peking university 实验结果与分析 实验结果与分析—— Si衬底 退火 100 200 300 400 500 600 Channel 0 10 20 30 40 50 60 Normalized Yield 0.5 1.0 1.5 2.0 Energy (MeV) Si Cu In Fig.3 In Fig.3 In（2Å） Si衬底 退火 4 衬底 － － 3 50.0 1 0 2 2.0 0 1 1 480.0 500 0.5 （Å） Cu In 层 厚度 比 例 table. 3 table. 3

实验结果与分析一S村;退火 Energy(Mev) 11 .5 50O 层厚度 比例 (A)Cu n 30 0 500.05001 2.0 0 50.01 0 衬底 Fg4in(10A)Si衬底退火 table. 4 Department of physics, peking university

Department of physics，peking university 100 200 300 400 500 600 Channel 0 10 20 30 40 50 60 Normalized Yield 0.5 1.0 1.5 2.0 Energy (MeV) Si Cu In Fig.4 In Fig.4 In（10Å） Si衬底 退火 实验结果与分析 实验结果与分析—— Si衬底 退火 1 5.5 0 1 5 衬底 － － 4 50.0 1 0 3 2.0 0 1 2 500.0 500 1 （Å） Cu In 层 厚度 比 例 table. 4 table. 4