本文關鍵詞：氧化鋅殘余應力拉曼光譜測量技術研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：氧化鋅是一種具有帶隙寬、激子束縛能高、熱化學性質穩(wěn)定等優(yōu)點的第三代半導體材料,在光電、壓電、氣敏、壓敏方面具有廣闊的應用前景。然而,制備和加工工藝常常在氧化鋅材料內部引入殘余應力,從而影響器件的性能及可靠性。因此,在氧化鋅構件的加工與制造過程中,精確的測量和控制器件中的殘余應力顯得尤為重要。微拉曼光譜法是一種有效的應力測量技術,目前應用于氧化鋅材料的應力測量中均是假定結構處于單軸或等雙軸應力狀態(tài),但許多實際情況下,剪應力分量對結構的可靠性起著決定性作用。本文針對上述微拉曼光譜技術在氧化鋅殘余應力測量中應用的問題,開展了氧化鋅材料殘余應力拉曼測量技術的研究。本文建立了氧化鋅材料的拉曼應力測量技術理論,推導出了氧化鋅材料的拉曼頻移-應力分量解析關系式。同時,實驗測量了氧化鋅材料的A1(TO)、E1(TO)、E2(low)和E2(high)四種振動模的拉曼頻移-應力系數,從而給出了σ、σ、σ或σ、σ、σ應力分量與拉曼頻移之間的定量關系式。研制了一套微拉曼光譜儀顯微鏡載物臺用拉/壓加載裝置,實現了對樣品進行位移、力載荷傳感和顯示的同時進行拉曼散射光譜信息的采集。提出了一種運用拉曼光譜儀測量纖鋅礦晶體歐拉角的方法�；诶w鋅礦晶體的偏振特性,推導了應用拉曼光譜法進行歐拉角測量的解析關系式,給出了具體的測量方法,并實現了氧化鋅晶體的拉曼張量常量和歐拉角的測量。結果表明,纖鋅礦晶體的各拉曼模的強度與歐拉角存在三角函數的關系,可以通過擬合測量的拉曼強度與φ的關系曲線得到拉曼張量常量和歐拉角中φ、的值;各模的拉曼強度與入射光的偏振方向存在著三角函數的關系,可用于歐拉角中的測量。應用實驗證明,該方法能夠有效地實現纖鋅礦晶體歐拉角的測量。使用微拉曼光譜法對單晶氧化鋅三角形壓痕周圍的殘余應力分布進行了測量與分析。采用拉曼掃描成像技術得到了氧化鋅壓痕周邊區(qū)域的拉曼頻移、半高寬、峰強等拉曼信息。結果表明,平行于[0001]方向壓痕的邊界呈現向壓痕外部的凸彎曲,另外兩壓痕周邊平行于[1100]方向的對稱軸處發(fā)生堆積,這可能是由于Zn O晶體[0001]方向的硬度比[1100]方向大一倍導致的;壓痕堆積處存在壓縮正應力。
【關鍵詞】：氧化鋅 拉曼光譜 殘余應力 歐拉角
【學位授予單位】：天津職業(yè)技術師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O657.37;TN304.21
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• abstract5-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 課題的研究背景及意義9-11
• 1.1.1 ZnO的性質及應用9
• 1.1.2 ZnO應用中的殘余應力問題9-11
• 1.2 微拉曼光譜應力測量技術的研究現狀11-12
• 1.3 本文主要工作12-13
• 第2章 氧化鋅的拉曼頻移—應力分量關系式推導13-22
• 2.1 拉曼散射13-14
• 2.2 ZnO的晶體結構和晶格動力學性質14-16
• 2.3 ZnO的橫觀各向同性力學模型16-17
• 2.4 ZnO的拉曼頻移—應力分量關系式17-21
• 2.5 本章小結21-22
• 第3章 氧化鋅的拉曼頻移—應力系數確定22-35
• 3.1 拉壓加載裝置的設計與加工22-23
• 3.1.1 裝置的設計、加工與裝配22-23
• 3.1.2 裝置的參數及使用23
• 3.2 材料及試樣23-26
• 3.2.1 晶體坐標系與實驗坐標系的關系24
• 3.2.2 ZnO樣品的晶向24-25
• 3.2.3 ZnO樣品的制備25-26
• 3.3 拉曼偏振配置選擇26-28
• 3.4 ZnO拉曼模測量實驗28-30
• 3.5 拉曼頻移—應力系數測量實驗30-33
• 3.5.1 實驗參數及過程30-31
• 3.5.2 實驗結果31-33
• 3.6 本章小結33-35
• 第4章 晶體歐拉角的拉曼測量方法35-43
• 4.1 引言35
• 4.2 理論分析35-39
• 4.2.1 歐拉角的定義35-36
• 4.2.2 歐拉角與拉曼強度的關系36-39
• 4.3 歐拉角測量實驗39-40
• 4.4 結果與討論40-42
• 4.5 本章小結42-43
• 第5章 氧化鋅殘余應力場的拉曼測量與分析43-51
• 5.1 納米壓痕實驗43-45
• 5.2 拉曼Mapping掃描實驗45-46
• 5.3 結果與討論46-50
• 5.4 本章小結50-51
• 第6章 總結與展望51-53
• 6.1 總結51
• 6.2 展望51-53
• 附錄53-63
• Ⅰ 六方晶系密勒指數與取向歐拉角的關系換算53-56
• Ⅱ 拉曼數據批處理的Matlab程序56-60
• III拉曼Mapping數據處理流程60-61
• IV拉/壓加載裝置零件圖61-63
• 參考文獻63-69
• 致謝69-70
• 申請學位期間的研究成果及發(fā)表的學術論文70

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1 ;國際表面拉曼光譜會議在廈門大學舉行[J];電化學;2000年04期

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3 徐怡莊,吳瑾光,孫文秀,陶棟梁,宋增福,翁詩甫,許振華,徐端夫,徐光憲;釹的電子拉曼光譜和一種新的拉曼增強機理[J];高等學校化學學報;2003年02期

4 劉剛,張林,俞帆,劉劍虹,孫世中;低溫冰箱冷凍對人體組織拉曼光譜的影響[J];光譜實驗室;2004年05期

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6 田國輝;陳亞杰;馮清茂;;拉曼光譜的發(fā)展及應用[J];化學工程師;2008年01期

7 高卓;;中美科學家發(fā)明增強拉曼光譜檢測新技術[J];化學分析計量;2010年03期

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1 汪安;任斌;田中群;;線聚焦模式提高拉曼光譜的檢測靈敏度[A];中國化學會第27屆學術年會第18分會場摘要集[C];2010年

2 張鵬翔;;新科學和新拉曼光譜[A];第十四屆全國光散射學術會議論文摘要集[C];2007年

3 王紅球;張麗;王璐;程廣衛(wèi);葉光林;張士新;朱鵬;易裕民;;拉曼光譜在安檢領域中的應用[A];第十六屆全國光散射學術會議論文摘要集[C];2011年

4 凌宗成;;行星表面物質研究中的拉曼光譜應用[A];第十七屆全國光散射學術會議摘要文集[C];2013年

5 胡繼明;沈愛國;謝微;;拉曼光譜在生物醫(yī)學分析中的應用[A];中國化學會第十五屆全國有機分析及生物分析學術研討會論文集[C];2009年

6 任斌;劉鄭;王翔;莊目德;曾智聰;王喜;田中群;;針尖增強拉曼光譜方法建立及其在納米間隔體系研究中的應用[A];第十五屆全國分子光譜學術報告會論文集[C];2008年

7 李開開;曾光;壽晶晶;張韞宏;;聚焦深度對共聚焦拉曼光譜影響的研究[A];第十五屆全國光散射學術會議論文摘要集[C];2009年

8 龐然;吳德印;田中群;;水合離子簇的氫鍵作用和振動拉曼光譜[A];第十五屆全國光散射學術會議論文摘要集[C];2009年

9 謝黎明;凌曦;方源;張錦;劉忠范;;石墨烯作為共振拉曼光譜測量中的熒光抑制基底[A];第十五屆全國光散射學術會議論文摘要集[C];2009年

10 劉鈺;徐抒平;唐彬;王燁;周吉;鄭先亮;徐蔚青;;表面等離子體共振增強拉曼光譜的研究[A];第十五屆全國光散射學術會議論文摘要集[C];2009年

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1 記者 張建琛;中美科學家發(fā)明增強拉曼光譜檢測新技術[N];科技日報;2010年

2 黃愛群;荷蘭發(fā)明智能手術探針[N];中國醫(yī)藥報;2001年

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1 董學鋒;拉曼光譜傳遞與定量分析技術研究及其工業(yè)應用[D];浙江大學;2013年

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5 董濵;納米銀增強基底制備及分子的拉曼光譜解析[D];昆明理工大學;2011年

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8 姜承志;拉曼光譜數據處理與定性分析技術研究[D];中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所);2014年

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1 董濵;拉曼光譜數據庫[D];昆明理工大學;2008年

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