個(gè)人簡歷
1997,4 ~ , 大連理工大學(xué)三束材料改性國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 工作
1990,9 ~ 1994,7 大連理工大學(xué) 材料工程系金屬材料專業(yè) 攻讀學(xué)士學(xué)位
1994,9 ~ 1997,4 大連理工大學(xué) 材料工程系金屬材料專業(yè) 攻讀碩士學(xué)位
1998,3 ~ 2001,10 大連理工大學(xué) 材料工程系材料物理與化學(xué)專業(yè) 在職攻讀博士學(xué)位
2002,11 ~2003,11 法國南錫礦業(yè)學(xué)院 LSG2M實(shí)驗(yàn)室 博士后
研究領(lǐng)域
beta-FeSi2是一種很有前途的新型半導(dǎo)體材料[1],具有0.85~0.89 eV的直接帶隙,與硅器件工藝相匹配,這對(duì)于基于硅材料的現(xiàn)代微電子工業(yè)十分重要。beta-FeSi2所對(duì)應(yīng)的特征波段是光纖通信中的最重要波段,有利于同新型光電器件和光纖的結(jié)合。因此beta-FeSi2在國際上一直得到廣泛關(guān)注。
本人從92年開始,進(jìn)行了離子注入法合成FeSi2相和[NixFe(1-x)]Si2相及電子顯微結(jié)構(gòu)分析工作,依托三束材料改性國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室制備樣品,在中國科學(xué)院北京電子顯微鏡實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析工作,熟練掌握了各種電鏡分析技術(shù),如高分辨、能譜、會(huì)聚束衍射等,出色地完成了金屬硅化物薄膜和埋層的電鏡研究。
采用離子注入法合成包括Fe-Si在內(nèi)的多種金屬硅化物表面薄膜和埋層,96年開始將工作的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到beta-FeSi2光電薄膜的研究上,99年本課題組獲國家自然科學(xué)基金委的資助,研究晶界理論指導(dǎo)下的鐵硅半導(dǎo)體膜的制備;鸬难芯恐形覀兪讋(chuàng)選擇C作為摻雜元素,利用離子注入技術(shù),得到了界面平直、厚度均一的高質(zhì)量b-Fe(Si,C)2硅化物多晶薄膜;光學(xué)吸收實(shí)驗(yàn)證實(shí),C離子的引入對(duì)b-FeSi2層的直接帶隙寬度(Egd值)沒有產(chǎn)生本質(zhì)影響。同時(shí)大量微結(jié)構(gòu)分析證實(shí),由于b-FeSi2/Si晶界取向關(guān)系復(fù)雜,膜基界面常存在多種不同取向關(guān)系。應(yīng)用晶界取向理論,對(duì)b-FeSi2/Si取向關(guān)系進(jìn)行了計(jì)算,得出了最佳取向在(100)b//(100)Si,[010]b//[011]Si附近,從理論上證實(shí)了膜基間要通過在取向關(guān)系附近的微量旋轉(zhuǎn)來進(jìn)一步平衡失配,所以界面容易形成臺(tái)階和位錯(cuò)。通過計(jì)算更證實(shí)了多種不同取向關(guān)系相互之間無明顯的生長優(yōu)勢(shì);另外,b-FeSi2具有的偽四方結(jié)構(gòu)和Si具有的面心立方結(jié)構(gòu)使得薄膜中常存在大量的孿晶,復(fù)雜的取向關(guān)系加孿晶使得制備b-FeSi2單晶薄膜存在本質(zhì)困難。在2003年的國際材聯(lián)年會(huì),特地設(shè)立的硅化物半導(dǎo)體材料分會(huì)上,我們做了邀請(qǐng)報(bào)告,講述了晶界理論指導(dǎo)下的C摻雜beta-FeSi2薄膜的研究成果;
2002年11 到2003年11月在法國南錫冶金礦業(yè)學(xué)院 LSG2M實(shí)驗(yàn)室做博士后研究工作,主要進(jìn)行準(zhǔn)晶腐蝕表面及Ni基超合金滲氮層的電子顯微分析。對(duì)于準(zhǔn)晶腐蝕表面我們首次嘗試用截面電鏡分析的方法來觀察腐蝕層,效果良好,證實(shí)了10nm的均勻腐蝕表層的存在。對(duì)于Ni基超合金滲氮層的研究否定了法方研究者一貫的對(duì)于滲氮層的假設(shè),證實(shí)了等離子輔助法制備的滲氮層存在結(jié)構(gòu)梯度問題。這一年的工作使我有機(jī)會(huì)接觸更多的材料用于電鏡分析,對(duì)于本人電鏡分析水平的提高有很大的幫助。
回國后調(diào)研發(fā)現(xiàn)顆粒態(tài)乃至非晶FeSi2態(tài)更有望實(shí)用化。所以最近的研究工作集中在從源頭出發(fā)合成體材料FeSi2非晶(甩帶)和非晶FeSi2薄膜(磁控濺射或離子束輔助沉積),對(duì)比研究非晶FeSi2薄膜中非晶相和光電性能,以此來評(píng)價(jià)非晶FeSi2薄膜的應(yīng)用價(jià)值。其次,利用團(tuán)簇線判據(jù)選擇C、Ge等對(duì)體材料和薄膜進(jìn)行合金化,研究合金化對(duì)非晶形成能力和光電性能的影響,尋找提高非晶形成能力和非晶相穩(wěn)定性的有效途徑,為非晶FeSi2薄膜的合成和應(yīng)用打下良好基礎(chǔ)。最后,從近程有序結(jié)構(gòu)角度,對(duì)具有半導(dǎo)體性能的Fe-Si非晶薄膜的性能加以詮釋。b-FeSi2作為一種廉價(jià)高穩(wěn)定性的材料,非晶膜的制備成功將為其廣泛應(yīng)用于光電領(lǐng)域打下良好基礎(chǔ),對(duì)于基于Si材料的現(xiàn)代微電子業(yè)也是十分有價(jià)值的。
十幾年關(guān)于b-FeSi2薄膜的研究,使得本人積累了大量的關(guān)于薄膜制備的經(jīng)驗(yàn),對(duì)于薄膜的摻雜特性和取向關(guān)系有了更深入的認(rèn)識(shí),這些都對(duì)今后工作有很大的幫助,為b-FeSi2薄膜合成工藝最終應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐制備出高質(zhì)量的光電薄膜,進(jìn)而合成基于b-FeSi2薄膜新型光電器件有重要意義。
著作論文
1, Xiaona LI, Huan HE,Shengzhi HAO, Chuang DONG,Thierry CZERWIEC and Henry MICHEL, TEM Investigation of Nitrided Inconel 690 Prepared by Low Temperature Plasma Assisted Processes, Journal of The Korean Physical Society, 2005,46,May,S75-S79, SCI,0.828
2,D. Veys, C. Rapin, X. Li, L. Aranda, V. Fournee, J. M. Dubois, Electrochemical behavior of approximant phases in the Al-(Cu)-Fe-Cr system, Journal of Non-Crystalline Solids, 2004, 347, 1-10,SCI, 1.264
3, 趙彥輝(學(xué)生),林國強(qiáng),李曉娜,董闖,聞立時(shí),脈沖偏壓對(duì)電弧離子鍍Ti/TiN納米多層膜顯微硬度的影響,金屬學(xué)報(bào),2005,41(10), 1106-1110, SCI,0.366
4, 李謀(學(xué)生),李曉娜,林國強(qiáng),張濤,董闖,聞立時(shí),脈沖偏壓電弧離子鍍Ti/TiN納米多層薄膜的結(jié)構(gòu)與硬度, 材料熱處理學(xué)報(bào), 2005,26(6)49-52,EI
5,胡冰(學(xué)生),李曉娜,王秀敏,董闖,MEVVA離子源制備Fe/Si系薄膜的顆粒污染問題,真空,2006,43(3),21-24
1. Xiaona LI, Chuang DONG, Lei XU, High-Quality Semiconductor Carbon-Doped ?-FeSi2 Film Synthesized by MEVVA Ion Implantation, Materials Science Forum 475-479 (2005) 3803-3806
2. Li X N,Nie D,Dong C,Xu L,Zhang Z,Structure characterization and photon absorption analysis of carbon-doped β-FeSi2 film,Journal of Vacuum Science & Technology A 22(6)(2004)2473-2478
3. Li, Xiao-na, Nie, Dong, Dong, Chuang, A comparative study on microstructures of β-FeSi2 and carbon-doped β-Fe(Si,C)2 films by transmission electron microscopy,Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B 194 (2002) 47-53
4. 李曉娜,聶冬,董闖, 離子注入合成β-FeSi2薄膜的顯微結(jié)構(gòu),物理學(xué)報(bào),51(2002)115-124
5. 李曉娜, 聶冬, 董闖, 徐雷, 張澤, C摻雜對(duì)離子注入合成β-FeSi2薄膜的影響,半導(dǎo)體學(xué)報(bào),22(2001)1507-1515
6. X. N. Li, D. Nie, Z. M. Liu and C.Dong, Influence of Carbon Doping over the Structure and Optical Absorption of β-FeSi2 Thin Films Synthesized by Ion Implantation, Journal of the Korean Vacuum Society S1, 9 (2000) 146
7. Xiao-Na Li, Chuang Dong and Xing Jin, Microstructure Characterization of Semiconducting b-FeSi2 Thin Films Synthesized by Ion Implantation, Journal of the Korean Vacuum Society 8 S1 (1999) July 17-36
8. X. N. LI, X. JIN, C. DONG, Z. X. GONG, Z. ZHANG, and T.C. MA, Transmission electron microscopic studies of ternary FeNi-silicide layers prepared by metal vapour vacuum arc ion implantation,Thin Solid Film 304(1997)196-200
9. X. N. Li, C. Dong, S. Jin, T. C. Ma, Q. Y. Zhang, Ion beam synthesis of Niu2013Feu2013Si layer by TEM,Surface and Coatings Technology 103-104 (1998) 231-234
10. 李曉娜,聶冬,董闖, β-FeSi2和β-Fe(C,Si)2薄膜的電子顯微及X射線衍射的研究,真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào)22 (2002) 349~356
11. 李曉娜,聶冬,董闖, 碳摻雜β-FeSi2薄膜的電子顯微學(xué)研究,電子顯微學(xué)報(bào)21 (2002) 43~51
12. X. JIN, H. BENDER, X. N. LI, Z. ZHANG, C. DONG, Z. X. GONG, and T.C. MA, Microstructural studies of Fe-silicide films produced by metal vapor vacuum arc ion implantation of Fe into Si substrates,Appl. Surf. Sci. 115(1997)116-123
13. J. XIN, X. N. LI, Z. ZHANG, C. DONG, Z. X. GONG, H. BENDER, and C. T. MA, Ion beam syntheses and microstructure studies of a new FeSi2 phase, J. Appl. Phys. 80(1996)3306