磁控溅射法制备Au薄膜及真空载流摩擦学行为研究

针对空间滑动电接触金基润滑涂层在制备方法以及失效机理认识方面存在的不足,探索采用绿色磁控溅射法制备金薄膜. 研究了偏压对薄膜微观结构、力学以及真空载流摩擦学性能的影响规律;建立了真空载流服役工况摩擦试验评价条件,可实现接触电流噪音的实时监测,进一步对比传统电镀金涂层,研究了其真空载流摩擦磨损行为差异、主要影响因素及作用机制. 结果表明:在适中的偏压下,薄膜晶粒尺寸小,结构致密光滑,具有高的结合力、硬度、耐磨性以及低的接触电流噪音. 相比于电镀法,磁控溅射法制备的金膜表现出明显光滑致密的结构特征,硬度、磨损率和接触电流噪音大幅改善. 其中光滑致密的结构是抑制微电弧产生的关键因素,可有效减少电弧侵蚀失效.      

Intraband Dynamics and Terahertz Emission in Biased GaAs/In0.53Ga0.47As Semiconductor Superlattices

Using an excitonic basis, we investigate the intraband polarization, optical absorption spectra, and terahertz emission of semiconductor superlattice with the density matrix theory. The excitonic Bloch oscillation is driven by the dc and ac electric fields. The slow variation in the intraband polarization depends on the ac electric field frequency. The intraband polarization increases when the ac electric field frequency is below the Bloch frequency. When the ac electric field frequency is above the Bloch frequency, the intraband polarization downwards and its intensity decreases. The satellite structures in the optical absorption spectra are presented. Due to excitonic dynamic localization, the emission lines of terahertz shift in different ac electric field and dc electric field.     

负偏压下（Ni-Mo）/TiO2膜电极光电催化降解罗丹明B的性能和机理

用复合电沉积方法制备了(Ni-Mo)/TiO2薄膜电极,以扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman Spectra)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)对薄膜的表面形貌、晶相结构和光谱特性进行了表征,在负偏压和可见光作用下,以罗丹明B为模拟污染物研究了薄膜的光电催化性能.采用电化学技术和向溶液中加入活性物种捕获剂的方法对薄膜光电催化降解机理进行了探索.结果表明:(Ni-Mo)/TiO2薄膜是由粒径为50～100 nm的TiO2纳米粒子相和纳米晶Ni-Mo固溶体相构成的复合薄膜.薄膜具有较高的光电催化活性,在-0.4 V偏压和可见光照射下反应60 min,复合薄膜光电催化罗丹明B(c=5 mg/L)的降解率是多孔TiO2(P25)/ITO纳米薄膜的1.56倍.复合薄膜电极中Ni-Mo纳米晶合金对溶解氧和激发电子还原反应的催化作用是光电催化降解活性提高的重要原因.通过调节外加偏压,可以控制电极溶液界面间染料与活性氧化物种的存在形式及其相互作用,是研究可见光催化降解反应历程的有效方法.在负偏压和可见光作用下,羟基自由基和染料正离子自由基对染料的光电催化降解有决定性作用.     

高耐压和低暗计数SiC紫外雪崩光电二极管

碳化硅（SiC）雪崩光电二极管（APD）是一种独具优势的微弱紫外光探测器,其过偏压承受能力是确保器件可靠工作的一个重要因素。本工作设计并制备了穿通型SiC吸收层-电荷控制层-雪崩倍增层分离（SACM）APD。基于这种结构,器件电场从雪崩倍增层向吸收层扩展,从而减小了雪崩倍增层内电场强度变化率,最终将器件过偏压承受能力提高到10 V;得益于吸收层的分压,雪崩倍增层的电场强度得到有效降低,载流子隧穿可能性减小,这能够有效降低器件暗计数,从而有利于提高器件探测灵敏度;此外,设计的SiC SACM APD倾斜台面仅刻蚀到雪崩倍增层上表面,这能够让器件填充因子提高至约60%,显著改善了深刻蚀导致的传统SACM结构有效光敏区域减小的问题。     

磁控溅射CNx薄膜的附着力、粗糙度与衬底偏压的关系

对磁控溅射生长在单晶Si(001)衬底上的CNx薄膜的附着力、粗糙度与衬底偏压的关系进行了研究。CNx薄膜沉积实验在纯N2的环境下进行．衬底温度(Ts)保持在350℃．衬底偏压(Vb)在0～-150V之间变化。利用原子力显微镜(AFM)和划痕试验机来测量CNx薄膜的表面粗糙度及对衬底的附着力。AFM和划痕实验的结果显示衬底偏压Vb对CNx薄膜的附着力和表面粗糙程度的影响很大，在-100V偏压下生长的CNx薄膜表面最光滑(粗糙度最小)，同时对Si(001)衬底的附着力最好。最后根据实验结果确定了在单晶Si(001)衬底上生长光滑而且附着力好的CNx薄膜的最佳实验条件。     

基于脉冲电压STM的单原子识别预研究装置

建立起一套工作于真空环境下的基于脉冲电压扫描隧道显微镜(STM)的单原子识别预研究装置.该装王主要由脉冲发生器、真空系统和STM系统三部分组成,能够在5×10-5Pa的真空环境下进行快脉冲STM实验.利用此装置,进行了单个快脉冲诱导的石墨表面超大周期结构的脉冲实验以及脉冲偏压不破坏STM针尖和样品表面的阈值实验.     

高功率离子束在偏压电荷收集器内部的电荷输运模拟

利用2.5维KARAT软件对高功率离子束在偏压电荷收集器内部的电荷输运过程进行PIC数值模拟，模拟结果表明在偏压电荷收集器内部电荷中和而电流不中和。在模拟中考虑了收集器的几何尺寸和离子束密度，因此模拟结果比一维数值计算的结果更为可靠。同时还模拟了偏置电压与电荷收集器离子收集效率之间的关系，对于峰值能量为500keV的高功率离子束，偏压为－800V即可满足测量要求，这一结果与实验吻合较好。     

偏压电极对KT-5C装置等离子体边缘的影响

通过电极偏压来控制KT 5C装置边缘区等离子体的径向电场 ,发现在正偏压作用下 ,径向电场剖面由小的负阱状变成明显的山包结构 ,从而形成一个加强的E×B剪切层。剪切层附近的等离子体参数变陡 ,不仅等离子体极向流速度大大增加 ,而且其方向也由沿电子逆磁漂移方向改变为离子的逆磁漂移方向。这些变化导致等离子体边界横向输运被抑制、整体约束得到改善     

氧偏压对ZnO薄膜结构的影响

采用磁控溅射方法在ITO玻璃上成功制备了具有良好c轴取向的ZnO薄膜．并研究了氧偏压对ZnO薄膜结构的影响、研究发现：当氧偏压为60％时,薄膜的结晶性最好．当氧偏压继续升高时将导致薄膜的结晶性变差,晶粒尺寸变小,晶界增多,薄膜表面粗糙度增加,对光的散射和吸收作用增强,从而导致光的透过率降低．     

用偏压法拉第筒测量强流脉冲离子束

 分析了偏压法拉第筒测量强流脉冲离子束的原理和影响测量准确度的主要因素,研制了一种结构简单的偏压离子法拉第筒阵列,利用该装置测量了200kV小型强流脉冲离子束源的束流密度分布,束流中心密度最大值约为170A/cm²。