大尺寸电阻加热式碳化硅晶体生长热场设计与优化

大尺寸低缺陷碳化硅(SiC)单晶体是功率器件和射频(RF)器件的重要基础材料,物理气相传输(physical vapor transport, PVT)法是目前生长大尺寸SiC单晶体的主要方法。获得大尺寸高品质晶体的核心是通过调节组分、温度、压力实现气相组分在晶体生长界面均匀定向结晶,同时尽可能减小晶体的热应力。本文对电阻加热式8英寸(1英寸=2.54 cm)碳化硅大尺寸晶体生长系统展开热场设计研究。首先建立描述碳化硅原料受热分解热质输运及其多孔结构演变、系统热输运的物理和数学模型,进而使用数值模拟方法研究加热器位置、加热器功率和辐射孔径对温度分布的影响及其规律,并优化热场结构。数值模拟结果显示,通过优化散热孔形状、保温棉的结构等设计参数,电阻加热式大尺寸晶体生长系统在晶锭厚度变化、多孔介质原料消耗的情况下均能达到较低的晶体横向温度梯度和较高的纵向温度梯度。     

一类具有非线性传染力的阶段结构SI模型

讨论了一类具有非线性传染力的阶段结构 SI传染病模型 ,确定了各类平衡点存在的阈值条件 ,得到了各类平衡点局部稳定和全局稳定的条件 .     

牛血清白蛋白对Pluronic聚合物胶团形成的影响研究

用吡啶作为荧光探针研究了嵌段共聚物PluronicF108胶团形成以及牛血清白蛋白(BSA)对嵌段共聚物胶团形成的影响。研究表明,BSA阻碍嵌段共聚物的胶团形成,BSA与嵌段共聚物疏水链段的疏水相互作用是其阻碍嵌段共聚物胶团形成的主要原因。     

堆积硅料的阶跃分布孔隙率对准单晶铸锭过程籽晶熔化的影响

本文针对光伏太阳能用准单晶硅铸锭系统的硅料熔化过程进行了数值模拟研究，尤其是孔隙率阶跃分布的堆积硅料熔化过程对籽晶熔化的影响。研究结果表明：堆积硅料孔隙率呈轴向阶跃分布有利于降低籽晶的熔化比例；籽晶的熔化界面形状主要受下层孔隙率影响，在特定的平均孔隙率范围内，上下两层孔隙率差异较小时，孔隙率的轴向阶跃分布对籽晶的熔化界面形状影响较小；当籽晶的熔化比例相近时，平均孔隙率越小，籽晶的熔化界面形状越平缓，越有利于籽晶边缘区域的保留；当平均孔隙率一定时，下层孔隙率越小越有利于籽晶边缘区域的保留。堆积硅料区域孔隙率呈径向阶跃分布会使籽晶的熔化界面形状发生畸变，内层孔隙率的逐渐增大会使籽晶的熔化界面形状由“凸”逐渐转变为“凹”,外层孔隙率不大于内层孔隙率时籽晶可以得到有效保留；内外两层孔隙率差值越小，籽晶的熔化比例越小。籽晶的熔化比例分布在不同轴向阶跃分布孔隙率下呈现一定的中心对称性，而在不同径向阶跃分布孔隙率下呈现一定的周期性，孔隙率均匀分布时的籽晶熔化界面形状优于其他情况。在实际工况条件下，可以根据由不同孔隙率分布条件下获取的籽晶熔化状态数据绘制的等值线图对堆积硅料区域的孔隙率分布进行合理配置...     

基于迁移学习的大尺寸铸锭晶体硅热场设计

不同尺寸的铸锭晶体硅生长过程具有相似性,小尺寸晶体的生长规律可以迁移至大尺寸。本文采用迁移学习(TL)对G8型铸锭炉进行热场设计,设计对象为侧、顶加热器位置及体积、侧隔热笼分区块高度,主要设计目标为减少晶体内部的位错缺陷、抑制硅锭边缘多晶且使晶体生长界面微凸。首先使用神经网络对已有的G7铸锭炉建立热场几何参数与热场评价参数间的映射模型,然后将该模型迁移至G8铸锭炉,对比不同模型结构对迁移过程的影响,采用Dropout分析模型是否存在过拟合,并使用遗传算法(GA)结合聚类算法(CA)对热场几何参数进行优化,以上为G8热场设计过程。最后对优化结果采用数值模拟方法研究其在晶体生长过程中的温度分布、固液界面形状等,最终选定的优化方案能够实现较高质量的长晶。将该方案同时应用于G7和G8热场并进行对比,结果表明G8在硅熔体和硅晶体中的轴向温度梯度均小于G7,在晶体生长界面沿径向的温度梯度也小于G7,这有利于减小晶体内部的热应力。     

基于神经网络和遗传算法的铸锭晶体硅质量控制及工艺优化

铸锭晶体硅是太阳能级晶硅材料的重要来源之一,为了进一步降低硅片成本,需要在保证晶体质量的同时发展大尺寸铸锭晶硅。影响铸造晶体硅质量的热场控制核心参数包括晶体生长速度与生长界面温度梯度之比V/G、壁面热流q、生长界面高度差Δh和硅熔体内部温差ΔT等。针对铸锭晶体硅生长过程中的质量控制问题,本研究基于人工神经网络(ANN)模型对晶体生长过程建立了工艺控制优化方法,利用实验测量数据和数值仿真模拟结果构建铸锭晶体硅生长过程的工艺控制数据集,以底部隔热笼开口和侧、顶加热器功率比作为主要工艺控制参数,V/G、|q|、|Δh|和ΔT为优化目标,建立用于研究晶体生长工艺控制参数和热场参数之间映射关系的神经网络模型。使用训练完成的模型分析底部隔热笼开口及侧、顶加热器功率比对晶体生长过程热场的影响规律,并采用遗传算法(GA)对铸锭晶体硅生长过程的工艺控制参数以提高晶体质量为目标进行优化,最后结合实际生产中的检测图像讨论了V/G对晶体质量的影响。研究表明晶体生长中期的V/G沿横向变化较平缓,对应缺陷较少且分布均匀,因此增大V/G在横向上的均匀度也是提高晶体质量的一个重要因素。     

一类带有扩散和时滞的捕食与被捕食模型的渐近性质

本文中，我们考虑一类带有扩散和时滞的捕食与被捕食系统．我们分析了系统的非负不变性，边界平衡点性质，全局渐近稳定性及永久持续生存性．在这一系统中，当时滞由0变到ro时，系统在平衡点附近发生Hopf分支．即当r增加通过临界值ro时，从正平衡点分支出周期解．     

按时滞转化的阶段结构SIS传染病模型

对一类按时滞转化的具有两个阶段结构的SIS传染病模型进行了分析,得到了传染病最终消除和成为地方病的阈值.即当传染率小于该阀值时,传染病最终消除;反之,此种传染病将成为地方病.     

湍流燃烧的双流体模型

本文扼要介绍湍流双流体模型的要点,提出运用该模型分析钝体后湍流予混燃烧区和管内火焰波传播的构想和理论模型,进行数值求解,计算结果合理。     

牛血清白蛋白影响聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物胶团形成的荧光光谱研究

应用芘荧光光谱研究了牛血清白蛋白(BSA)对聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物(PEO-PPO-PEO)Pluronic系列聚集行为的影响, BSA可以使Pluronic嵌段共聚物水溶液的临界胶团温度(CMT)增加. 应用“紧密堆积模型”获得了胶团形成过程中的标准自由能(ΔG⁰)、标准焓(ΔH⁰)和标准熵(ΔS⁰)等热力学参数, 胶团形成的标准焓和标准熵随着BSA浓度的增加而降低, 嵌段共聚物的PPO含量越高, 焓和熵的改变越大. 疏水的PPO嵌段是Pluronic嵌段共聚物与BSA作用的主要因素. PPO和BSA之间的疏水相互作用会引起PPO嵌段之间相互作用的改变, 进而使CMT升高和Pluronic嵌段共聚物胶团形成的热力学参数改变.