李曉娜

個人簡歷

1997，4 ～ 現在 大連理工大學三束材料改性國家重點實驗室 工作1990，9 ～ 1994，7 大連理工大學 材料工程系金屬材料專業 攻讀學士學位1994，9 ～ 1997，4 大連理工大學 材料工程系金屬材料專業 攻讀碩士學位1998，3 ～ 2001，10 大連理工大學 材料工程系材料物理與化學專業 在職攻讀博士學位2002，11 ～2003，11 法國南錫礦業學院 LSG2M實驗室 博士後

研究領域

beta-FeSi2是一種很有前途的新型半導體材料，具有0.85~0.89 eV的直接帶隙，與矽器件工藝相匹配，這對於基於矽材料的現代微電子工業十分重要。beta-FeSi2所對應的特徵波段是光纖通信中的最重要波段，有利於同新型光電器件和光纖的結合。因此beta-FeSi2在國際上一直得到廣泛關注。本人從92年開始，進行了離子注入法合成FeSi2相和Si2相及電子顯微結構分析工作，依託三束材料改性國家重點實驗室製備樣品，在中國科學院北京電子顯微鏡實驗室進行結構分析工作，熟練掌握了各種電鏡分析技術，如高分辨、能譜、會聚束衍射等，出色地完成了金屬矽化物薄膜和埋層的電鏡研究。採用離子注入法合成包括Fe-Si在內的多種金屬矽化物表面薄膜和埋層，96年開始將工作的重點轉移到beta-FeSi2光電薄膜的研究上，99年本課題組獲國家自然科學基金委的資助，研究晶界理論指導下的鐵矽半導體膜的製備。基金的研究中我們首創選擇C作為摻雜元素，利用離子注入技術，得到了界面平直、厚度均一的高質量b-Fe(Si,C)2矽化物多晶薄膜；光學吸收實驗證實，C離子的引入對b-FeSi2層的直接帶隙寬度（Egd值）沒有產生本質影響。同時大量微結構分析證實，由於b-FeSi2/Si晶界取向關係複雜，膜基界面常存在多種不同取向關係。套用晶界取向理論，對b-FeSi2/Si取向關係進行了計算，得出了最佳取向在(100)b//(100)Si,b//Si附近，從理論上證實了膜基間要通過在取向關係附近的微量旋轉來進一步平衡失配，所以界面容易形成台階和位錯。通過計算更證實了多種不同取向關係相互之間無明顯的生長優勢；另外，b-FeSi2具有的偽四方結構和Si具有的面心立方結構使得薄膜中常存在大量的孿晶，複雜的取向關係加孿晶使得製備b-FeSi2單晶薄膜存在本質困難。在2003年的國際材聯年會，特地設立的矽化物半導體材料分會上，我們做了邀請報告，講述了晶界理論指導下的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學院 LSG2M實驗室做博士後研究工作，主要進行準晶腐蝕表面及Ni基超合金滲氮層的電子顯微分析。對於準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，證實了10nm的均勻腐蝕表層的存在。對於Ni基超合金滲氮層的研究否定了法方研究者一貫的對於滲氮層的假設，證實了等離子輔助法製備的滲氮層存在結構梯度問題。這一年的工作使我有機會接觸更多的材料用於電鏡分析，對於本人電鏡分析水平的提高有很大的幫助。回國後調研發現顆粒態乃至非晶FeSi2態更有望實用化。所以最近的研究工作集中在從源頭出發合成體材料FeSi2非晶（甩帶）和非晶FeSi2薄膜（磁控濺射或離子束輔助沉積），對比研究非晶FeSi2薄膜中非晶相和光電性能，以此來評價非晶FeSi2薄膜的套用價值。其次，利用團簇線判據選擇C、Ge等對體材料和薄膜進行合金化，研究合金化對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定性的有效途徑，為非晶FeSi2薄膜的合成和套用打下良好基礎。最後，從近程有序結構角度，對具有半導體性能的Fe－Si非晶薄膜的性能加以詮釋。b-FeSi2作為一種廉價高穩定性的材料，非晶膜的製備成功將為其廣泛套用於光電領域打下良好基礎，對於基於Si材料的現代微電子業也是十分有價值的。十幾年關於b-FeSi2薄膜的研究，使得本人積累了大量的關於薄膜製備的經驗，對於薄膜的摻雜特性和取向關係有了更深入的認識，這些都對今後工作有很大的幫助，為b-FeSi2薄膜合成工藝最終套用於生產實踐製備出高質量的光電薄膜，進而合成基於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，0.8282，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, 1.2643, 趙彥輝(學生)，林國強，李曉娜，董闖，聞立時，脈衝偏壓對電弧離子鍍Ti/TiN納米多層膜顯微硬度的影響，金屬學報，2005，41（10）， 1106-1110， SCI，0.3664, 李謀(學生)，李曉娜，林國強，張濤，董闖，聞立時，脈衝偏壓電弧離子鍍Ti/TiN納米多層薄膜的結構與硬度， 材料熱處理學報， 2005，26（6）49-52，EI5，胡冰(學生)，李曉娜，王秀敏，董闖，MEVVA離子源製備Fe/Si系薄膜的顆粒污染問題，真空，2006，43（3），21-241. Xiaona LI, Chuang DONG, Lei XU, High-Quality Semiconductor Carbon-Doped -FeSi2 Film Synthesized by MEVVA Ion Implantation, Materials Science Forum 475-479 (2005) 3803-38062. 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)2473-24783. 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) 47-534. 李曉娜,聶冬,董闖, 離子注入合成β－FeSi2薄膜的顯微結構，物理學報，51（2002）115-1245. 李曉娜, 聶冬, 董闖, 徐雷, 張澤, C摻雜對離子注入合成β－FeSi2薄膜的影響，半導體學報，22(2001)1507-15156. 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) 1467. 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 17-368. 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)196-2009. X. N. Li, C. Dong, S. Jin, T. C. Ma, Q. Y. Zhang, Ion beam synthesis of Ni–Fe–Si layer by TEM，Surface and Coatings Technology 103-104 (1998) 231-23410. 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，真空科學與技術學報22 (2002) 349～35611. 李曉娜，聶冬，董闖, 碳摻雜β－FeSi2薄膜的電子顯微學研究，電子顯微學報21 (2002) 43～5112. 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）116-12313. 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