p型多晶硅薄膜应变因子与掺杂浓度关系理论研究

多晶硅薄膜具有良好的压阻特性,晶粒结构和掺杂浓度决定其压阻特性.一般通过调节掺杂浓度改变压阻参数,但现有的多晶硅薄膜压阻系数与掺杂浓度的理论关系和适用范围不够全面.为了完善多晶硅薄膜压阻理论,基于多晶硅纳米薄膜隧道压阻模型,以及硅价带和空穴电导质量随应力改变的机理,提出了一种p型多晶硅薄膜压阻系数算法.该算法分别求取了晶粒中性区和复合晶界区的压阻系数π_(11),π_(12)和π_(44)的理论公式,据此可以计算任意择优晶向排列多晶硅的纵向和横向压阻系数.根据材料的结构特性,求取了p型多晶硅纳米薄膜和普通多晶硅薄膜应变因子,绘制了应变因子与掺杂浓度的关系曲线,与测试结果比较,具有较好的一致性.因此,该算法全面和准确,对多晶硅薄膜的压阻特性的改进和应用具有重要意义.     

热处理条件对PVA薄膜阻氢性能的影响

 采用XRD测定了PVA薄膜在不同热处理条件下的结晶度，并用自行设计的渗氢系数测量系统研究了在不同热处理条件下的PVA薄膜阻氢性能的变化规律。结果表明，PVA薄膜的热处理温度越高，其结晶度越高，越有利于提高PVA薄膜的阻氢性能，但热处理温度宜选择在180℃以下，以防止PVA薄膜热降解，另一方面，在PVA的玻璃化转变温度以下进行热处理同样能够提高PVA薄膜的阻氢性能，而醇解度较低的PVA薄膜在玻璃化转变温度以下经热处理后的阻氢性能提高的幅度较大。     

镀膜锰铜压阻计结晶问题研究

 用磁控溅射低温沉积镀膜技术制做锰铜薄膜,能够保持薄膜中锰、铜、镍成份的相对稳定和锰铜合金正六面三元固溶体金相结构的特性。但是,锰铜镀膜的结晶晶粒度与工业生产的锰铜合金还有较大差别,宏观物理量表现为：电阻率偏高,冲击压阻系数偏小。真空加热到673 K对锰铜镀膜进行热处理1 h,可以使晶粒尺寸平均增加约20%,电阻率减小一半,0～80 GPa冲击波加载动态标定实验显示：压阻系数增加到2.0～2.6 （10^-2 GPa^-1）,接近轧制薄箔锰铜计的水平。     

铝诱导层交换超薄多晶硅薄膜制备及压阻特性

超薄多晶硅薄膜具有优异的压敏特性。铝诱导层交换(ALILE)制备多晶硅薄膜具有成膜温度低薄膜性能优良等特点。利用ALILE方法在玻璃基底上低温条件下制备了50 nm超薄多晶硅(poly-Si)薄膜,并对薄膜微观结构及压阻特性进行了研究。Raman光谱在521 cm-1出现尖锐、对称的特征峰,表明超薄多晶硅薄膜晶化状态良好。此外,在拉曼光谱480 cm-1处没有明显出现a-Si的Raman特征峰也说明制备的poly-Si薄膜样品完全结晶;XRD光谱表明ALILE制备薄膜在(111)和(220)晶向择优生长,晶粒尺寸约5 μm;霍尔效应测试结果表明：ALILE制备薄膜为p型掺杂,空穴浓度为9×1018～6×1019 cm-3;压阻特性研究表明：ALILE超薄多晶硅薄膜应变系数(GF)达到了60以上,且与薄膜厚度相关;应变温度相关系数(TCGF)在-0.17～0%℃范围内;电阻温度相关系数(TCR)在-0.2～-0.1%℃范围内。ALILE超薄多晶硅薄膜具有GF大、TCGF小和TCR小等特点。因此,有望在压力传感器领域得到应用。     

FePt薄膜中磁相互作用

采用磁控溅射方法在自然氧化的单晶Si(100)衬底上制备了纳米结构的Fe₅₃Pt₄₇薄膜，并研究热处理后薄膜中的磁相互作用、晶粒尺寸与热处理温度的关系.经400℃热处理后，FePt薄膜中有明显的面心四方相形成，薄膜表现出硬磁性，晶粒尺度在20 nm，薄膜内部存在软硬磁交换耦合作用；随着热处理温度升高，硬磁相含量增加.同时由于FePt薄膜的晶粒长大，部分软硬磁晶粒之间的交换耦合作用失效；600℃热处理后，FePt的面心立方相已经完全转变为面心四方相，薄膜矫顽力由硬磁相之间的静磁作用贡献. 关键词： 磁性薄膜 纳米晶 磁性能 热处理     

基片温度对坡莫合金薄膜结构和磁电阻的影响

用磁控溅射方法制备了系列坡莫合金Ni80Fe20薄膜。利用X射线衍射、扫描电子显微镜和原子力显徽镜分析了薄膜的结构、晶粒取向、薄膜厚度、截面结构和表面形态。用4点探测技术测量了薄膜的电阻和磁电阻。结果表明：随衬底温度的升高，晶粒明显长大。膜内的缺陷和应力显著减小，而且增强了薄膜晶粒的[111]择优取向。结果表明，薄膜电阻率显著减小，而磁电阻显著增大。     

温度对AZO薄膜红外辐射性能的影响

随着全球资源的减少和环境的恶化,节能减排已成为人们关注的焦点,具有保温隔热功能的低辐射玻璃成为研究的热点。提高玻璃保温隔热性能最有效的方法就是在其表面涂覆低辐射率层。原材料丰富、导电性能好、可见光透过率高等优势使得Al掺杂ZnO (AZO)薄膜成为最具潜力的低辐射率层。系统研究了温度对AZO薄膜红外辐射性能的影响,分析了变化机理。首先研究了在一定的温度下持续一段时间后,AZO薄膜的红外比辐射率的变化情况。然后研究了在变温环境中红外比辐射率的变化情况。采用直流磁控溅射法在室温下玻璃基片上沉积500 nm厚的AZO薄膜,将薄膜放到马弗炉中进行热处理,在100～400 ℃空气气氛下保温1 h,随炉冷却。采用X射线衍射仪对AZO薄膜进行物相分析,采用扫描电子显微镜观察薄膜表面形貌变化。利用四探针测试法测量AZO薄膜的电阻率,采用红外比辐射率测试仪测试薄膜红外比辐射率, 可见分光光度计测量可见光谱。测试的结果表明,薄膜热处理前后均为六角纤锌矿结构,(002)择优取向。300 ℃及以下热处理1 h后,(002)衍射峰增强,半高宽变窄,晶粒尺寸长大。随着热处理温度的升高,薄膜的电阻率先减小后增大,200 ℃热处理后的薄膜具有最小的电阻率(0.9×10-3 Ω·cm)。热处理温度升高,晶粒长大使得薄膜电阻率降低。热处理温度过高,薄膜会从空气中吸收氧,电阻率下降。薄膜的红外比辐射率变化趋势和电阻率的一致,在200 ℃热处理后获得最小值(0.48)。自由电子对红外光子有较强的反射作用,当电阻率低,自由电子浓度高的时候,更多的红外光子被反射,红外辐射作用弱,红外比辐射率小。薄膜的可见光透过率随着热处理温度的升高先减小后增大,200 ℃热处理后的薄膜的可见光透过率最小,但仍高达82%。这种变化是由于自由电子浓度变化引起的,自由电子对可见光有很强的反射作用。选取未热处理和200 ℃热处理后的样品进行变温红外比辐射率的测量,将样品放在可加热的样品台上,位置固定,在室温到350 ℃的升温和降温过程中每隔25 ℃测量一次红外比辐射率,结果表明,在室温到350 ℃的温度范围内,AZO薄膜的红外比辐射率在升温过程中随着温度的上升而增大,在降温过程中减小,经过整个升、降温过程后,薄膜的红外比辐射率增大。     

阵列式薄膜锰铜计的动态压阻响应研究

 利用直流磁控溅射薄膜工艺制备阵列式薄膜锰铜压阻计,以氧化铝作为基片和绝缘封装材料。在结构上,4个具有相同阻值的薄膜锰铜计在同一氧化铝基片上呈对称分布。51.72 GPa压力下的动态加载实验表明,4个计的压阻一致性好,无高压旁路效应,验证了薄膜锰铜压阻计动态测试的准确性和可靠性。     

温度对AZO薄膜红外辐射性能的影响（英文）

随着全球资源的减少和环境的恶化,节能减排已成为人们关注的焦点,具有保温隔热功能的低辐射玻璃成为研究的热点。提高玻璃保温隔热性能最有效的方法就是在其表面涂覆低辐射率层。原材料丰富、导电性能好、可见光透过率高等优势使得Al掺杂ZnO (AZO)薄膜成为最具潜力的低辐射率层。系统研究了温度对AZO薄膜红外辐射性能的影响,分析了变化机理。首先研究了在一定的温度下持续一段时间后, AZO薄膜的红外比辐射率的变化情况。然后研究了在变温环境中红外比辐射率的变化情况。采用直流磁控溅射法在室温下玻璃基片上沉积500 nm厚的AZO薄膜,将薄膜放到马弗炉中进行热处理,在100～400℃空气气氛下保温1 h,随炉冷却。采用X射线衍射仪对AZO薄膜进行物相分析,采用扫描电子显微镜观察薄膜表面形貌变化。利用四探针测试法测量AZO薄膜的电阻率,采用红外比辐射率测试仪测试薄膜红外比辐射率,可见分光光度计测量可见光谱。测试的结果表明,薄膜热处理前后均为六角纤锌矿结构,(002)择优取向。300℃及以下热处理1 h后,(002)衍射峰增强,半高宽变窄,晶粒尺寸长大。随着热处理温度的升高,薄膜的电阻率先减小后增大, 200℃热处理后的薄膜具有最小的电阻率(0.9×10~(-3)Ω·cm)。热处理温度升高,晶粒长大使得薄膜电阻率降低。热处理温度过高,薄膜会从空气中吸收氧,电阻率下降。薄膜的红外比辐射率变化趋势和电阻率的一致,在200℃热处理后获得最小值(0.48)。自由电子对红外光子有较强的反射作用,当电阻率低,自由电子浓度高的时候,更多的红外光子被反射,红外辐射作用弱,红外比辐射率小。薄膜的可见光透过率随着热处理温度的升高先减小后增大, 200℃热处理后的薄膜的可见光透过率最小,但仍高达82%。这种变化是由于自由电子浓度变化引起的,自由电子对可见光有很强的反射作用。选取未热处理和200℃热处理后的样品进行变温红外比辐射率的测量,将样品放在可加热的样品台上,位置固定,在室温到350℃的升温和降温过程中每隔25℃测量一次红外比辐射率,结果表明,在室温到350℃的温度范围内, AZO薄膜的红外比辐射率在升温过程中随着温度的上升而增大,在降温过程中减小,经过整个升、降温过程后,薄膜的红外比辐射率增大。     

碳纳米管/聚二甲基硅氧烷复合薄膜的制备及力敏特性研究

针对传感器的敏感单元发展需求,提出了一种碳纳米管复合材料.该材料是以碳纳米管作为填充粒子,结合聚二甲基硅氧烷(PDMS)有机基体,采用超声共混方法制备的一种新型传感器敏感元件.详细分析研究了复合材料的制备工艺参数,以及在不同工艺参数下该复合材料的力敏特性.扫描电镜测试表明碳纳米管在PDMS中分散均匀且镶嵌良好.通过对不同体积分数的碳纳米管与PDMS复合材料进行电学性能测试,研究薄膜的"力-电阻"和"力-电容"耦合性能,测试了薄膜结构的力敏效应.计算得到复合薄膜材料的压阻灵敏度因子达到40,压电容灵敏度因子达到70.实验研究表明,通过改变碳纳米管与PDMS的比例,可以很好地调节其电子输运特性以及电阻和电容的应力敏感特性,可以为该类型的力敏材料在不同的力敏传感技术领域提供新的研究思路.     

Study of electrical resistivity of semiconductor SmS in the absence of a metallic phase on the surface

The temperature dependences of the electrical resistivity of samarium monosulfide single-crystal samples subjected to chemical treatment to remove a metallic phase from their surfaces have been measured in the range of 1.5–400 K at atmospheric pressure and at a pressure of 0.3 GPa. The temperature dependences of the activation energy of conduction electrons at these pressures and the piezoresistance coefficient of uniform compression have been calculated. It has been shown that the known model of the structure of the impurity-level spectrum in SmS remains partially valid at temperatures higher than 15 K. At lower temperatures, the existence of shallow donor centers in SmS and the hopping conduction over them should be taken into account.     

Collapse of valence transition in Yb0.8Y0.2InCu4: pressure-induced weak ferromagnetism

We investigated the magnetization of Yb0.8Y0.2InCu4 as a function of temperature down to 0.6 K, pressure up to 1.2 GPa, and magnetic field up to 9 T. The valence transition temperature of Yb0.8Y0.2InCu4 is lowered with applying pressure. At 0.8 GPa, collapse of the valence transition and ferromagnetic ordering occur almost simultaneously. The ferromagnetic phase at 1.2 GPa is characterized by a low Curie temperature of 1.7 K and an extremely small ordered moment of 0.05 micro(B) per Yb. Some effect of screening the ordered moment may play a key role in the ferromagnetism and the valence transition.     

COIL低温真空吸附床结构的改进

 压力恢复系统是氧碘化学激光器的重要组成部分。采用低温真空吸附系统作为氧碘化学激光器的压力恢复系统，吸附床的吸附性能决定着低温真空吸附系统的压力恢复性能。通过改变液氮在传热过程中的流动状态，改善液氮与吸附床之间的热交换效率。对两种不同结构吸附床的传热系数进行了计算及实验验证，结果表明:当液氮在传热过程中的流动状态由环状流变为泡状流时，可以很好地改善液氮与吸附床的传热效率。改进后的液氮与吸附床的传热系数提高了2.2倍，提高了吸附床的吸附性能。     

高压热处理对铝青铜热物理性能的影响

在5 GPa压力下对铝青铜进行750℃、保温15 min的高压热处理,对高压热处理前后铝青铜的电导率以及25～600℃温度范围内的热扩散系数、热容和热导率进行测试,结合显微组织的观察结果,探讨了高压热处理对铝青铜热物理性能的影响。研究表明:高压热处理能增大铝青铜的热扩散系数,减小热容;对热导率而言,温度低于400℃时高压热处理能增大铝青铜的热导率,而温度高于400℃时高压热处理能减小铝青铜的热导率。分析认为,产生变化的主要原因是高压热处理使铝青铜的微观组织发生了变化。     

涡轮叶顶冷却布置对叶顶传热冷却性能的影响

本文采用数值模拟的方法,对比分析了1+1/2对转涡轮四种不同的叶顶冷却布置方案对叶顶传热、冷却性能以及气动特性的影响。四种布置方案分别是:靠近压力面垂直叶顶方向、靠近压力面且与叶顶有30°出射角、中弧线位置垂直叶顶方向、中弧线位置有30°出射角。研究表明,气膜孔沿压力面布置与气膜孔沿中弧线布置相比可以降低叶顶传热系数;由于气膜孔倾斜布置气膜射流动量降低,且削弱了肾形涡的影响,气膜的侧向覆盖范围增大。因此气膜孔靠近压力面布置可以提高气膜冷却效率;气膜孔靠近压力面且有30°出射角比垂直布置叶顶热负荷减少2.7%。另外,气膜孔靠近压力面布置可以降低主流的泄漏流量,有利于减小泄漏损失和提高涡轮效率。     

An investigation of the dependence of ZnO film on the sensitivity of Love mode sensor in ZnO/quartz structure

Love mode acoustic devices are very promising as biosensors in liquid environments because of their high sensitivity. An experimental study of Love mode sensors based on ZnO/90 degrees rotated ST-cut quartz structure with different sputtering conditions to deposit ZnO films is presented. In order to achieve sensor with higher sensitivity, the effects of sputtering substrate temperatures to deposit ZnO films on the sensitivity of viscosity and conductivity were investigated. Phase velocity, sensitivity and temperature coefficient of frequency (TCF) of Love wave devices have been studied. The Love wave sensor has higher sensitivity as sputtering ZnO films on the unheated substrate than that of on the heated substrate. The maximum sensitivity up to -18.77 x 10(-8) m(2) s kg(-1) of ZnO film with thickness of 1.8 microm for a wavelength of 40 microm is much bigger than SiO(2)/quartz structure. In this research, we report ZnO/90 degrees rotated ST-cut quartz structure of Love wave sensors with high sensitivity of viscosity and conductivity in liquid circumstance and TCF of quartz is compensated by ZnO film.     

强化管管外升膜蒸发换热特性实验

升膜蒸发是利用微细槽道对液体的毛细抽吸作用,在强化管外表面覆盖一层薄液膜,进而以薄膜蒸发的形式实现强化换热.本文针对强化管在水中的浸入深度,蒸发压力,加热壁面过热度等因素对升膜蒸发换热性能的影响展开实验研究.实验结果表明随着管外液位的降低升膜蒸发换热系数明显提高,此外,蒸发压力和加热壁面过热度因素对升膜蒸发换热性能也有着显著的影响.