薄膜系統(tǒng)中的相變機(jī)制研究.pdf

1、隨著材料薄膜化的推行，薄膜系統(tǒng)中的相變引起了廣泛的關(guān)注。不同于塊體材料，薄膜材料中相變的驅(qū)動力是表面能和界面能的變化。為了計(jì)算薄膜體系中的表面/界面能量，界面熱力學(xué)理論應(yīng)運(yùn)而生，并成功用于定量分析兩類薄膜系統(tǒng)中相變的機(jī)制。一類是金屬/金屬薄膜體系。Cu-Sn體系中錫晶須的生長現(xiàn)象已被研究多年，且抑制其生長的有效途徑仍待發(fā)現(xiàn)。另一類是金屬/半導(dǎo)體薄膜體系。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)非晶硅與金屬接觸時，非晶硅的晶化溫度大大降低。這種金屬誘導(dǎo)非晶硅晶化法成

2、為一門制備晶體硅的技術(shù)。利用界面熱力學(xué)理論，在統(tǒng)一的熱力學(xué)框架下分析這兩類薄膜材料體系的相變，對今后的研究有著重要的意義。
　　本學(xué)位論文基于宏觀熱力學(xué)理論，根據(jù)薄膜系統(tǒng)中表面能和界面能的變化情況，致力于界面熱力學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，將其應(yīng)用拓寬至其他復(fù)雜的薄膜系統(tǒng)，從熱力學(xué)角度上解釋其相變的機(jī)制，預(yù)測實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并為更好地制備和利用薄膜材料提供指導(dǎo)性意見。
　　本學(xué)位論文由綜述薄膜系統(tǒng)中的相變?yōu)槭迹ǖ谝徽拢?，對界面熱力學(xué)理論進(jìn)行介

3、紹，并以Al-Si系統(tǒng)為例開展分析（第二章）。接著將界面熱力學(xué)應(yīng)用于解釋Cu在上的Cu-Sn薄膜雙層系統(tǒng)中金屬間化合物的形成，并分析Sn晶須的生長機(jī)制?；谝延械难芯繄?bào)告，綜述了可形成硅化物的金屬誘導(dǎo)非晶硅晶化的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論，尤其是金屬鎳和銅在誘導(dǎo)晶化中的特點(diǎn)（第四章）。利用界面熱力學(xué)理論，分別對Cu/a-Si（第五章），Ni/a-Si（第六章）和Pd/a-Si（第七章）雙層薄膜體系中非晶硅晶化機(jī)制進(jìn)行解釋，分析了相應(yīng)硅化物的形成機(jī)制