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薄膜硅材料的重离子辐照改性研究的任务书
任务书
项目名称：薄膜硅材料的重离子辐照改性研究
项目背景与意义：
薄膜硅材料是一种在电子学、光电子学、微电子、信息处理等领域中广泛应用的材料，具有良好的光电性能、化学稳定性和微观结构稳定性，能够满足复杂电子设备的需求。然而，在实际应用中，薄膜硅材料面临着各种诸如辐射损伤、老化、退火等问题，这些问题极大地限制了其应用范围。
在这个背景下，本研究借助重离子辐照技术和表征手段，通过控制能量、剂量和通量等参数，研究薄膜硅材料的辐照效应，探究其微观结构与性能的变化规律，为薄膜硅材料的改性提供科学依据和技术支持，为其在新兴技术领域的应用打下坚实基础。
研究内容：
1.通过热氧化和溅射沉积技术制备不同厚度和结构的薄膜硅材料。
2.采用重离子辐照技术，掌握氦离子、氮离子、氖离子等不同种类粒子对薄膜硅材料的辐照效应，确定合适的辐照参数范围。
3.基于扫描电镜(SEM)、穆斯堡尔光谱(XPS)、拉曼光谱(Raman)等表征手段，研究薄膜硅材料的微观结构与性能的变化规律，包括晶体结构、缺陷类型、界面特性等方面的变化。
4.利用电学测试技术，研究薄膜硅材料的电学特性变化，包括电导率、载流子浓度、载流子迁移率等方面的变化规律。
5.通过比较和分析实验数据，总结不同种类粒子对薄膜硅材料的辐照效应的区别与共性，探究相关机理，提出改性策略和技术路线。
研究计划：
时间节点|任务内容|关键节点
-|-|-
2022年1月-3月|热氧化制备薄膜硅材料，掌握SEM、XPS和Raman的测试方法和分析技术|1
2022年4月-7月|采用氦离子、氮离子和氖离子等不同种类粒子的离子束进行辐照实验，分别研究其辐照效应|2
2022年8月-11月|利用SEM、XPS和Raman等表征手段，研究薄膜硅材料的结构与性能变化规律，采用电学测试技术研究电学特性变化|3
2022年12月-2023年2月|分析、比较实验数据，总结不同种类粒子对薄膜硅材料的辐照效应，探究相关机理|4
2023年3月-2023年5月|编写研究报告，撰写SCI论文|5
备注：节点1为研究开始前的准备工作，节点5为项目结束后的工作。
参考文献：
1.KimJH,LeeCY,JangJH,etal.Irradiationeffectsonamorphoussiliconthinfilmsanddevices[J].JournalofMaterialsResearch,2010,25(05):903-922.
2.SawaokaAB,Santos-DiasA,GhisleniR,etal.IonirradiationofsiliconthinfilmsdepositedbyPECVD[J].SolarEnergyMaterialsandSolarCells,2010,94(7):1080-1084.
3.AttarianiH,JavadpourS,GhorbaniM.Improvingtheelectricalandmechanicalpropertiesofa-SiC:Hfilmsbyheavyionirradiation[J].MaterialsLetters,2007,61(5):1207-1210.
4.SchippelG,SteinbachE,WetzelC,etal.Ion-beam-inducedmodificationsinsilicon-richsiliconnitridethinfilms[J].NuclearInstrumentsandMethodsinPhysicsResearchSectionB:BeamInteractionswithMaterialsandAtoms,2005,240(1):293-296.
5.AkbariM,JafarianM.Effectofswiftheavyionirradiationontheopticalpropertiesofamorphoussiliconcarbidethinfilms[J].Vacuum,2011,85(10):1009-1013.