面向复杂求解域的高效粒子网格/蒙特卡罗模型与阳极层离子源仿真

等离子体仿真是研究等离子体放电特性的重要手段,特别是阳极层离子源,其放电结构的几何特性对等离子体特性的作用很难通过实验手段进行系统研究.然而,传统仿真模型一般是针对离子源进行整体建模,离子源的阴阳极几何轮廓形成的复杂求解域,导致模型的计算效率和收敛性较差.鉴于此,将离子源结构仿真与等离子体仿真分离,首先利用磁镜原理将离子源内外阴极大小、形状和相对位置等一系列阴极几何参数简化为磁镜比R_m和磁镜中心磁感应强度B₀两个磁镜参数,并在此基础上,建立了高效粒子网格/蒙特卡罗模型,将收敛时间由1.00μs缩短到0.45μs,大幅提升了计算效率和稳定性.进一步利用该模型系统研究了阳极层离子源放电结构的几何特性对等离子体特性的影响规律,发现R_m=2.50, B₀=36 mT时磁镜对等离子体约束效果最佳,当放电中心的位置与内外阴极间磁镜中心重合时,不仅能够输出高密度离子束流,同时可大幅减少阴极刻蚀,并保证内外阴极的刻蚀平衡.     

绝缘栅双极晶体管固体开关技术研究

 采用二只1.2kV,75A的绝缘栅双极晶体管（IGBT）串联，对用于加速器的IGBT固体开关技术进行了研究；通过采取动态电压和静态电压平衡措施来解决IGBT串联中的瞬态电压平衡问题。在不同工作条件下，串联IGBT开关工作性能稳定，重复性好。在纯阻性负载上得到了上升时间约300ns、下降时间约164μs、峰值电压1.8kV的输出。     

新颖的TiO2@C核壳结构纳米纤维阵列电极制备及其在电化学传感器中的应用

本文提出以金属钛为基底, 在丙酮蒸气和无催化剂条件下, 通过高温反应, 直接在金属钛片上一步合成出具有核壳结构的TiO2@C纳米纤维阵列. 由于TiO2@C纳米纤维阵列在金属钛片上分布均一, 与金属钛基底有良好的结合力和电接触性能, 可直接作为电化学传感器电极. 进一步的电化学检测表明, 该电极对铁氰化钾及多巴胺等物质有良好的电化学响应, 对多巴胺检测灵敏度高, 响应的线性范围为1.0×10-7~1.0×10-4 mol/L, 检测限达2.45×10-8 mol/L. 该电极有望在生物传感、环境分析及药物分析等领域发挥重要作用.     

Resonant energy transfer from nanocrystal Si to β-FeSi2 in hybrid Si/β-FeSi2 film

The photoluminescence （PL） characteristics of hybrid β-FeSi2/Si and pure β-FeSi2 films fabricated by pulsed laser deposition at 20 K are investigated. The intensity of the 1.54-μm PL from the former is enhanced, but the enhancement vanishes when the excitation wavelength is larger than the widened band gap of Si nanocrystal. Time-resolved PL decay measurements reveal that the lifetime of the photo-excited carriers in the hybrid β-FeSi2/Si film is longer than that in the pure β-FeSi2 film, providing evidence that the PL enhancement results from the resonant charge transfer from nanocrystalline Si to β-FeSi2.     

低能量离子束轰击对碳纳米管中杂质的去除

采用低能量离子束对碳纳米管进行轰击。 扫描电子显微镜测试表明,离子束轰击可以方便地去除碳纳米管中的杂质,拉曼光谱结果显示离子束轰击没有对碳纳米管造成明显损伤。 以尿素作为杂质添加到碳纳米管中,经离子束轰击后发现尿素消失,说明离子束对杂质的去除机制为其溅射效应。     

GUIDING OF PLASMA BY ELECTRIC FIELD AND MAGNETIC FIELD

The relationship between the transported ion current and the cathodic arc current is determined in a vacuum arc plasma source equipped with a curved magnetic filter. Our results suggest that the outer and inner walls of the duct interact with the plasma independently. The duct magnetic field is a critical factor of the plasma output. The duct transport efficiency is to maximize at a value of bias plate voltage in the range +10 V to +20 V, and independent (within our limit of measurement) of the magnetic field strength in the duct. The plasma flux is composed of two components: a diffusion flux in the transverse direction due to particle collisions, and a drift flux due to the ion inertia. The inner wall of the magnetic duct sees only the diffusion flux while the outer wall receives both fluxes. Thus, applying a positive potential to the outer duct wall can reflect the ions and increase the output current. Our experimental data also show that biasing both sides of the duct is more effective than biasing the outer wall alone.     

Ti6A14V微弧氧化涂层的生物活性

Ti6A14V材料具有优秀的机械性、耐腐蚀性、可塑性和表面氧化物的生物相容性。广泛应用于医学植入体如人造骨、人工关节和人造牙齿等。然而，钛及其合金表面自然生成的一层氧化膜是非常薄的(大约5啪)，因此需采用如微弧氧化技术、等离子体喷涂、等离子体浸没离子注入和离子束增强沉积等表面改性技术合成比较厚的氧化钛保护膜。     

Flat-band voltage shift in metal-gate/high-k/Si stacks

In metal-gate/high-k stacks adopted by the 45 nm technology node, the flat-band voltage (V_fb) shift remains one of the most critical challenges, particularly the flat-band voltage roll-off (V_fb roll-off) phenomenon in p-channel metal-oxide-semiconductor (pMOS) devices with an ultrathin oxide layer. In this paper, recent progress on the investigation of the V_fb shift and the origin of the V_fb roll-off in the metal-gate/high-k pMOS stacks are reviewed. Methods that can alleviate the V_fb shift phenomenon are summarized and the future research trend is described.     

用于材料表面改性的多功能等离子体浸没离子注入装置

详细叙述了新近研制的多功能等离子体浸没离子注入（ＰⅢ）装置，在装置设计中，考虑了等离子体产生手段、高压脉冲电源和真空抽气系统多项功能要求，把离子注入、涂敷和溅射沉积结合起来，该已实现了多种气体等离子体注入、气－固离子混合与注入、金属等离子体沉积与注入、离子束混合与离子束增强沉积等，以满足不同材料制成的不同零件对多种表面处理工艺的需要，初步应用结果证明，该装置对于改进４５号钢、Ｔｉ－６Ａｌ０－４Ｖ和     

筒形溅射阴极的磁场优化及其高功率放电特性研究

基于高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术开发的筒形溅射阴极,配合电磁系统可有效地提升等离子体的输运效率.然而电磁系统的引入反作用于筒内放电特性,从而使靶面放电面积和放电强度无法同时维持.鉴于此,本文通过调整磁场布局,研究了靶面切向(横向)磁场和法向(纵向)磁场对靶面放电的作用规律,优化后靶面切向磁场分布更加均匀,磁场强度高于40 mT的靶面区域占比由51%增至67%,同时法向峰值强度外移,强度由73 mT增至96 mT.采用Ar/Cr体系放电发现:相同工艺条件下,优化后的溅射阴极辉光变亮,靶电流增大,放电面积变宽,放电特性得到显著提升.利用等离子体整体模型仿真和发射光谱仪检测发现优化后离子电流和光谱强度得到明显提升,Cr粒子密度提高一倍,增至2.6×10^20 m^–3,且离化率上升至92.1%,同时输出离子通量提高近一倍,实现了靶面放电与离子输出的双促进.