AIN单晶生长研究进展

AlN是一种重要的半导体材料,由于具有宽带隙、高临界击穿电场、高热导率、高载流子饱和漂移速度等优越的特性,在微电子和光电子领域具有广泛的应用前景.本文综述了国际上AlN单晶生长的研究进展,对其结构特点、生长方法的选择、生长过程中的问题及存在的结构缺陷等方面进行了介绍.     

冷冻干燥中升华过程界面的微CT观察及气固相变分析

采用微CT扫描成像、图像重构及灰度值分析技术对冷冻干燥中升华过程界面及气固相变进行实验观察与分析。采用高斯误差函数拟合,计算得到冰的平均灰度值为154。在后续灰度值比价分析中,固体物料苹果本身的灰度值高于冰的灰度值,从而可以分析冰晶的移动特性。从直接扫描图像和重构图像,均可看到升华界面的移动是一个立体的移动,由它所包裹的冻结区逐渐向物料几何中心收缩。对比冻结物料和冻干物料的灰度值曲线,可见刚开始灰度值较低的冰区,在冻干结束后变成灰度值相对较高的孔疏区。     

“微距升华”晶体生长方法

随着功能器件向微型化发展,微纳米尺度的低维晶体成为构建新一代功能器件的材料基础。传统的体块单晶生长方法不适用于低维晶体。长久以来,对新型低维材料的研究依赖于机械剥离、溶液法和化学/物理气相沉积等方法,这些方法在效率、可控性和适用性等方面存在诸多限制,因此发展高效可控的低维晶体新型生长方法成为实现这些低维材料器件实用化的前提。山东大学晶体材料国家重点实验室陶绪堂、刘阳团队基于多年来在分子材料结晶基础方面的研究成果,发明了新的“微距升华”低维晶体生长方法。“微距升华”法利用原料与生长衬底之间的微小间距,可以在常压下实现常规物理气相传输中需要高真空才能够达到的分子流传输模式,使生长过程不再受传质限制,因此微距升华法无须真空和载气,速度快,原料利用率接近100%。该方法适用于大部分的有机半导体、金属配合物,甚至含有大量羧基、羟基的药物分子及熔点在一定范围内的无机物晶体,生长的微纳米晶体与电子器件制程匹配,屡次创新器件迁移率记录。新方法受到业界广泛关注,已被多国科学家采用。     

PbI2厚膜的结构、形貌与光谱性质研究

毫米级厚度碘化铅(PbI2)膜是制造下一代阵列高能辐射探测器的关键材料。采用近空间升华法制备了PbI2厚膜,研究升华源温度对制备样品晶体结构、表面形貌及光谱性质的影响。结果表明,随着源温度的升高,样品厚度由1 000μm下降到220μm。X射线衍射测试表明,厚膜为沿(002)晶面择优取向生长的六方相多晶结构,其晶粒尺寸、位错密度及生长应力与源温度密切相关。扫描电子显微镜测试显示,样品由六方片状颗粒堆积而成,其颗粒直径约为248μm,厚约32.7μm,有明显的层状结构。解谱拟合发现,样品的拉曼光谱有147,169,217和210cm-1等4个散射峰,前三个峰对应于4H晶型PbI2晶体的纵光学波振动模式,210cm-1来源于衬底SnO2的相关振动模式。随源温度的升高,147cm-1拉曼峰有明显变化,其峰强高于225℃时出现大幅度的下降,峰形展宽。在340nm光激发下,样品的室温光致发光谱在2.25,2.57和2.64eV附近出现弱的发光峰,来源于与缺陷和激子相关的复合。综合结构表征与光谱测试结果,200℃时沉积的PbI2厚膜具有最佳的结晶质量,其厚度约为659μm。     

Clausius-Clapeyron方程在解题中的应用

叙述Clausius—Clapeyron方程在自发过程判定,计算溶液气、液相组成,计算化学反应的标准平衡常数及开尔文公式中的应用     

碘有液态吗?

初中物理教材中，在讲“升华和凝华”一节时，选用了碘这种物质来演示升华和凝华现象．这个实验表明，固态的碘受热能直接变成气态的碘蒸气；碘蒸气遇冷又可以直接变成固态的碘．物理学中，把物质由固态直接变成气态的过程叫做升华，由气态直接变成固态的过程叫做凝华.     

错排环布圆管翅片式换热板芯的实验研究

本文利用传热传质之间的比拟关系研究了错排环布圆管换热板芯的平均传热特性及阻力特性。实验中我们采用了三种翅片间距(Tp)、三种管排数(Nrow)以及三种管数(Ntube)组成的27种板芯结构,传质实验采用萘升华的方法来进行。然后通过三种限制条件对不同翅片间距、不同管排数和不同管数下的换热板芯的传热性能进行了比较。最后利用最小二乘法得出了具有工程指导意义的准则关联式。     

水升华器工作过程的数值模拟与分析

为进一步了解水升华器的工作过程,本文以多孔板为研究对象,建立了微孔内介质工作过程的物理数学模型。采用变时间步长的焓方法对冰的融化和水的凝固过程进行了数值求解;给出了冰层击穿的力学判据;提出了用于求解液-固-汽界面移动问题的两步法。得到了标准工况下工作过程中微孔内介质温度和流量、界面位置和散热热流密度等参数随时间变化的模拟结果.结果表明,在多孔板内存在稳定的周期工作模式。