强流脉冲离子束辐照混合双层靶的Monte Carlo模拟

采用Monte Carlo方法模拟强流脉冲离子束与铝基钛膜双层靶的相互作用.强流脉冲离子束与双层靶材相互作用过程中,随着离子的注入,高能离子束引起涂层原子与基体材料原子之间相互渗透和混合,同时离子能量沉积到靶材内一定深度,并呈规律性的空间分布.这种能量分布影响靶内两种材料的熔化或气化过程,并导致界面物质结合强度发生变化.利用建立的束流模型,计算束流在靶材内的能量沉积和分布状况及界面处级联碰撞对双层靶界面混合区的影响,得出强流脉冲离子束混合双层靶时级联碰撞不起主要作用的结论,离子流密度在100A·cm-2～150A·cm-2时对离子束混合最为有利.     

液相电化学法制备类金刚石薄膜及其摩擦性能研究

采用自行设计的液相法沉积装置,以甲醇有机溶剂作为碳源,利用液相电化学沉积技术在不锈钢及Si基底上制备了类金刚石薄膜;用扫描电镜、Raman光谱仪表征了沉积薄膜的表面形貌和结构;用UMT-2M摩擦磨损试验机对两种沉积薄膜进行了摩擦性能测试。结果表明:经电化学沉积的类金刚石薄膜均匀、致密,表面粗糙度小;Raman光谱在1 332cm-1处有强的谱峰,与金刚石的特征峰相吻合,其中不锈钢基底上薄膜的sp3含量更高;不锈钢基底沉积膜的摩擦系数为0.12,Si片基底沉积膜的摩擦系数为0.10;不锈钢基底沉积膜的耐磨性较Si片沉积膜高。     

脉冲激光沉积无氢钨掺杂类金刚石膜的摩擦与机械性能

采用脉冲激光沉积技术制备出无氢钨掺杂非晶态类金刚石膜.膜中的钨含量与靶材中的钨含量保持稳定的线性关系,显示了脉冲激光沉积在难熔金属掺杂技术方面的亮点.由于碳-钨结构的形成和表面粗糙度影响,膜层的干摩擦系数随着钨含量的增加显现出先减后增的趋势,钨含量为9.67 at.%时达到最低值0.091.钨含量的增大降低了类金刚石膜纳米硬度和杨氏模量,但最佳的膜层耐磨性参数并非表现在硬度最大(52.2 GPa)的纯类金刚石膜中,而是出现在低掺杂含量(6.28 at.%)的类金刚石膜中.研究为脉冲激光沉积技术制备低摩擦、高硬度无氢钨掺杂类金刚石膜的应用提供了技术实践.     

离子能量和沉积温度对离子束沉积碳膜表面形貌的影响

利用质量分离的低能离子束沉积技术,得到了非晶碳膜.所用离子能量为50—200eV,衬底温度从室温到800℃.在沉积的能量范围内,衬底为室温时薄膜为类金刚石,表面非常光滑;而600℃下薄膜主要是石墨成分,表面粗糙.沉积能量大于140eV,800℃时薄膜表面分立着高度取向的、垂直衬底表面、相互平行的开口碳管.用高分辨电子显微镜看到了石墨平面的垂直择优取向,离子的浅注入和应力是这种优先取向的主要机理. 关键词： 非晶碳 表面形貌 质量分离低能离子束     

氮气流量对磁控溅射制备类金刚石薄膜性能的影响

采用磁控溅射法以石墨为靶材在玻璃衬底上沉积了类金刚石(DLC)薄膜,用原子力显微镜表征了不同氮气流量条件下生长薄膜的形貌,用拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪和分光光度计分析了样品的微结构、元素的价态和透光性能.结果表明:沉积的薄膜均为非晶结构.通入2sccm氮气时,薄膜的光学透过率大大提高,此时DLC薄膜内的氮元素含量为5.88%,sp3键百分比为64.65%,ID/IG值为1.81;掺氮DLC薄膜在可见光范围内光学透过率达到95.69%.随着氮气流量增加,DLC薄膜光学透过率呈现出下降的趋势.退火2h后不掺氮DLC薄膜光学透过率呈小幅度下降,而掺氮DLC薄膜的光学透过率几乎没有变化.     

强脉冲离子束辐照金属材料烧蚀产物特性分析

强脉冲离子束作为一种闪光热源在材料表面改性方面具有广泛的应用.烧蚀效应对于强脉冲离子束与物质相互作用以及强脉冲离子束薄膜沉积过程具有重要的影响.因此,分析强脉冲离子束的烧蚀过程和机理对于优化其应用具有重要意义.为了研究强脉冲离子束的烧蚀产物特性,采用1.2—1.5 J/cm~2的强脉冲离子束辐照纯锌靶材,并使用单晶硅片收集辐照过程中产生的烧蚀产物.通过扫描电子显微镜、能谱仪和高精度天平的分析与测量,得到了烧蚀产物的表面形貌和相关特性等实验结果.结合实验和有限元模拟计算得到的材料表面温度场分布演化结果,可以证明在强脉冲离子束辐照锌靶材的烧蚀过程中会有气态、液态和固态三种不同状态的烧蚀产物产生.     

强流脉冲离子束与靶作用域值的研究

结合Monte Carlo 方法和热力学方法，建立了脉冲离子束能量模型以及靶材相变温度模型. 利用该模型可以确定产生喷发等离子体的域值，得到强流脉冲离子束与靶材作用过程中靶材 温度的变化规律以及形成喷发等离子体的初始温度. 关键词： 强流脉冲离子束 靶 域值 数值研究     

X光电子谱辅助Raman光谱表征N含量对非晶金刚石薄膜的结构影响

用过滤阴极真空电弧沉积系统制备掺N非晶金刚石(ta-C:N)薄膜,通过在阴极电弧区和沉积室同时通入N2气实现非晶金刚石薄膜的N原子掺杂,并通过控制N2气流速制备不同N原子含量的ta-C:N薄膜.用X射线光电子能谱(XPS)和Raman光谱分析N含量对ta-C:N薄膜微观结构的影响.XPS分析结果显示:当N2气流速从2 cm3·min-1增加到20 cm3·min-1时,薄膜中N原子含量从0.84 at.%增加到5.37 at.%,同时随薄膜中N原子含量的增加,XPSC(1s)芯能谱峰位呈现单调增加的趋势,XPSC(1s)芯能谱的半高峰宽也随着N含量的增加而逐渐变宽.在Raman光谱中,随N原子含量增加,G峰的位置从1 561.61 cm-1升高到1 578.81 cm-1. XPs C(1s)芯能谱和Raman光谱分析结果表明:随N含量的增加,XPSC(1s)芯能谱中sp2/sp3值和Raman光谱中,ID/IG值均呈上升的趋势,两种结果都说明了随N原子含量增加,薄膜中sP2含量也增加,薄膜结构表现出石墨化倾向.     

FDLC薄膜的化学结构对光学性能的影响

研究氟化类金刚石（FDLC）薄膜化学结构对光学性能的影响，用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）法在玻璃基底上沉积氟化类金刚石（FDLC）薄膜，用俄歇能谱、傅里叶红外光谱(FTIR)、紫外 可见光分光光度计 (UV-VIS)对薄膜进行分析。分析结果表明：沉积薄膜是典型的类金刚石结构，薄膜中氟主要以C-F2键存在；随着沉积温度的提高，C-F2含量先增后减；随着F含量的增加，FDLC薄膜的sp3含量减少，sp2含量增加；光学带隙与sp2键含量密切相关，sp2含量越大，薄膜的光学带隙越小。     

脉冲偏压电弧离子镀C-N-V薄膜的成分、结构与性能

用脉冲偏压电弧离子镀方法在硬质合金基体上制备了一系列不同成分的C-N-V薄膜.用X射线光电子能谱、激光Raman光谱、 X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和纳米压痕等方法分别研究了薄膜的成分、结构与性能.Raman光谱,XRD和TEM结果表明,所制备的薄膜为在类金刚石(DLC)非晶基体上匹配有VN晶体的碳基复合薄膜.随V和N含量的增加,薄膜硬度与弹性模量先增加后下降,在N含量为204%,V含量为218%时薄膜硬度与弹性模量具有最大值,分别为368和5697 GPa,高于相同条件下制备的 关键词： C-N-V薄膜 类金刚石薄膜 纳米复合薄膜 电弧离子镀     

核磁共振碳谱研究:烷烃化学位移和(CSS)与分子路径指数矢量(VPM)

系统研究了核磁共振碳谱和化学位移规律及其定量构谱关系(QSSR).本文研究了一组十元素分子路径指数矢量VPM,并发现它与烷烃化学位移和CCS有良好线性相关性.采用多元线性回归进行准确估计与预测,结果优良.     

Interrelations of discrete Painlevé equations through limiting procedures

We study the discrete Painlevé equations associated to the affine Weyl group which can be obtained by the implementation of a special limits of -associated equations. This study is motivated by the existence of two -associated discrete both having a double ternary dependence in their coefficients and which have not been related before. We show here that two equations correspond to two different limits of a -associated discrete Painlevé equation. Applying the same limiting procedures to other -associated equations we obtained several -related equations most of which have not been previously derived.     

反向衬底偏压下纳米N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管中栅调制界面产生电流特性研究

研究了反向衬底偏压V_B下纳米N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管中栅调制界面产生(GMG)电流I_GMG特性, 发现I_GMG曲线的上升沿与下降沿随着|V_B|的增大向右漂移. 基于实验和理论模型分析, 得出了V_B与这种漂移之间的物理作用机制, 漂移现象的产生归因于衬底偏压V_B 调节了表面电势φ_s在栅电压V_G 中的占有比重: |V_B|增大时相同V_G下φ_s会变小, φ_s 的变化继而引发上升沿产生率因子g_r减小以及下降沿产生率因子g_f增大. 进一步发现I_GMG 上升沿与下降沿的最大跨导G_MR, G_MF 在对数坐标系下与V_B成线性关系, 并且随着|V_B|增加而增大. 由于漏电压V_D在I_GMG 上升沿与下降沿中的作用不同, 三种V_D下G_MR-V_B曲线重合而G_MF-V_B曲线则产生差异. 增大V_D 会增强g_f 随V_G的变化, 因此使得给定V_B 下的G_MF变大. 同时这却导致了更大V_D下G_MF-V_B 曲线变化的趋势减缓, 随着V_D从0.2 V变为0.6 V, 曲线的斜率s从0.09减小到0.03. 关键词： 产生电流 表面势 衬底偏压 N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管     

ErP5O14非晶玻璃的红外量子剪裁

研究了Er_1.0P₅O₁₄铒非晶玻璃的红外量子剪裁现象. 从吸收谱和激发光谱的计算比较中肯定了Er_1.0P₅O₁₄非晶 玻璃的1537.0 nm红外荧光为多光子量子剪裁荧光. 从Er_1.0P₅O₁₄非晶玻璃的可见和红外荧光发射光谱中发现激发²H_11/2, ⁴G_11/2和⁴G_9/2能级所导致的⁴I_13/2→⁴I_15/2量子剪裁红外荧光很强;基于自发辐射速率、无辐射弛豫速率和能量传递速率等参数的计算,对其量子剪裁机理进行了分析.发现起源于基态的强下转换能量传递{²H_11/2→⁴I_9/2,⁴I_15/2→⁴I_13/2},{⁴G_11/2→⁴I_13/2, ⁴I_15/2→²H_11/2},{⁴G_9/2→⁴F_7/2,⁴I_15/2→⁴I_13/2}和{⁴G_9/2→⁴I_13/2, ⁴I_15/2→²H_11/2}是导致Er_1.0P₅O₁₄非晶玻璃具有强的三光子和四光子量子剪裁红外荧光的原因.研究结果对改善太阳能电池效率有一定意义.