氮化铜结构的金属原子选择占位掺杂问题研究

氮化铜Cu3N具有反ReO3结构，是一种很好的无机基质材料，单胞内可嵌入一个金属原子，使其原子结构与电子结构同时调制，因而其电学、光学和热稳定性等物理性质可在很大的空间内得到剪裁。Cu3N还是一种性质特殊的半导体材料，低温热分解这一突出特性使其在光存储器件、微电子学和高速集成电路等领域有广泛的应用前景。关于氮化铜的选择占位掺杂问题研究刚刚起步。我们拟采用反应溅射、（等）离子束辅助沉积等薄膜生长方法，通过选择合适的金属元素（Mg、Fe、Co、In、Pd及Zn等）对Cu3N薄膜进行选择性占位掺杂，获得一系列高质量、原子结构明晰的新薄膜材料；研究掺杂后薄膜的微观结构；探索实现选择性占位掺杂的有效途经；研究掺杂后薄膜发生半导体金属相变的机理；研究掺杂后薄膜的光电磁性、热稳定性甚至超导电性等新颖的物理性质，为Cu3N基薄膜在光存储器件、半导体器件及其金属化方面的应用提供研究基础。

氮化铜Cu3N是一种很好的无机基质材料，单胞内可嵌入一个金属原子，使其原子结构与电子结构同时调制，因而其电学、光学和热稳定性等物理性质可在很大的空间内得到剪裁。本项目主要是采用反应溅射法通过选择合适的金属元素（M=Pd 、Zn、In、Ti及Ag等）对Cu3N薄膜进行选择性占位掺杂，并获得了一系列高质量、原子结构明晰的Cu3MxN新薄膜材料。分别研究各种金属原子掺杂后薄膜的微观结构的变化；首次获得了Pd掺杂后Cu3NPdx体系的透射电镜原子；首次发现随着Pd掺杂含量的增加，Cu3NPdx发生了从半导体到金属的转变；Ti掺杂提高了Cu3N薄膜的结晶质量；首次在Cu3AgxN获得了较大温区内的恒电阻率；研究各种金属原子掺杂后薄膜发生半导体金属相变的机理。这些课题成果为Cu3N基薄膜在光存储器件、半导体器件及其金属化方面的应用提供研究基础。共发表SCI论文10篇（包括JCG 、Phys. Status Solidi A、JAP、 JPD、AIP Advances 等）