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直接感应耦合等离子体反应器中离子通量与离子能量的控制及其在界面混合等离子体增强原子层沉积中的应用
摘要： 研究了等离子体增强原子层沉积（PE-ALD）过程中低能量（<15 eV）高通量O2+离子轰击（>1017 cm?2 周期?1）的影响。高剂量O2+离子轰击导致通过PE-ALD沉积在三维纳米结构上的Al2O3薄膜界面混合，在硅表面形成了具有陡峭界面的AlSiOx薄膜。界面混合的AlSiOx薄膜选择性地形成在单晶硅、非晶硅和退化SiO2表面上，而正常ALD Al2O3薄膜则形成在热生长SiO2表面上。同时，界面混合的AlSiOx薄膜选择性地形成在三维纳米结构的水平顶面和底面，而正常ALD Al2O3薄膜则形成在垂直侧壁上。沉积在非晶硅表面上的薄膜的形貌和厚度与单晶硅表面上的相同。界面混合的AlSiOx薄膜具有粗糙的表面形貌以及富Al-/富Si-/富Al的AlSiOx分层结构。在带有自谐振平面线圈的直接感应耦合等离子体（ICP）反应器中实现了界面混合ALD所需的低能量高通量O2+离子轰击条件，其中高密度等离子体在衬底附近被激发。发现通过改变O2压力可以在很宽范围内控制O2+离子通量。在0.01托和1托下O2+离子通量的比值为289。随着压力增加离子通量的急剧下降归因于上游等离子体中电子密度的降低（加剧了电子能量损失）以及下游等离子体中双极扩散系数的降低。通过使用玻姆判据根据测量的正离子通量计算衬底附近和预鞘边缘附近的电子密度比较显示，对正离子通量有显著影响的负离子在衬底附近几乎不存在。界面混合PE-ALD具有实现区域选择性和形貌选择性沉积的潜力，这是制造具有三维纳米结构的下一代电子设备的关键技术。直接ICP反应器适合利用界面混合ALD实现选择性沉积。
关键词： 等离子体增强原子层沉积、选择性沉积、感应耦合等离子体、界面混合、离子轰击
更新于2025-09-23 15:21:01
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生物辅助定制合成等离子体银纳米环及其在石墨烯阵列上的位点选择性沉积
摘要： 贵金属与生物支架的自发相互作用，使得具有独特特性的纳米材料能够以简单且经济高效的方式合成。本研究在环状蛋白质（即过氧化物还原酶PRX）上合成了具有等离激元特性的银纳米环，并用于组装功能性纳米结构的大规模阵列。该PRX在湿法还原条件下驱动金属银的成核生长，最终形成外径和内径分别低至28纳米和3纳米的纳米环。通过将这些杂化纳米结构选择性沉积在由石墨烯构成的固态二维膜上，制备出等离激元纳米孔。特别值得注意的是，石墨烯与PRX之间的相互作用能实现在二维材料膜上简易制备有序排列的等离激元纳米环阵列。该制备工艺可通过在纳米环中央钻孔完成最终加工。结合荧光光谱测量与数值模拟，证实了金属纳米环腔体中诱导产生的等离激元效应。所制备的纳米孔是首批集成于二维材料膜上的杂化等离激元纳米孔结构范例之一。这种纳米孔直径与原子级厚度的基底特性，使该概念验证方案在基于纳米孔的技术应用（如新一代测序和单分子检测）中展现出特殊价值。
关键词： 等离子体学、选择性沉积、纳米孔、混合纳米材料、银纳米环
更新于2025-09-12 10:27:22
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硫酸体系中抑制添加剂在选择性铜电沉积中作用的电化学与原位SERS研究
摘要： 采用线性扫描伏安法、循环伏安法和原位表面增强拉曼光谱研究了抑制性添加剂在选择性铜（Cu）沉积中的作用。碱性红12的归一化SERS峰强度与铜沉积电流均呈现滞后现象。这些结果表明，在铜电沉积过程中碱性红12会在表面发生脱附或分解。因此图案化区域的碱性红12浓度下降幅度大于平坦区域。这种浓度不均匀性导致铜优先在图案化区域生长。
关键词： 过载，铜电镀，选择性沉积，各向异性沉积，铜互连
更新于2025-09-09 09:28:46