微波等离子体技术在ICF制靶中的应用

为了提高ICF精密制靶的质量,提出用微波等离子体（MP）技术,包括等离子体薄膜制备、等离子体反应性离子束刻蚀、聚焦离子束刻蚀、掺杂纳米金属粉末制备和掺杂纳米金属粉末的表面包覆改性等技术,去加以改进和解决。此方法与其它成膜技术相结合,在ICF精密制靶中得到广泛应用。     

电子回旋共振微波等离子体离子束刻蚀技术

电子回旋共振微波等离子体技术在薄膜制备技术、材料的表面处理、离子源和等离子体刻蚀等方面得到了广泛的应用，取得了长足的进展。这些特点在ICF实验制靶过程中有重要应用，如调制靶等，而且加工精度高，能满足ICF制靶的要求。基于在未来的ICF实验中对各种有机膜制备、各种调制靶的制备需求，开展了电子回旋共振微波等离子体技术在薄膜制备和等离子体刻蚀方面的预研工作。     

微波等离子体离子束刻蚀技术

自行设计研制了一台微波电子回旋共振等离子体刻蚀系统。该系统采用微波直接通过石英窗口产生右旋圆极化波，由Nd—Fe—B永磁磁钢形成高强磁场，通过共振磁场区域内的电子回旋共振效应产生均匀的高密度等离子体。利用该系统，结合光刻技术和反应离子束刻蚀技术，在以碳氢（CH）等元素为主要组成的有机聚合物（PMMA）表面制备出线宽3-4μm的光栅形图形。原子力显微镜（AFM）测试结果表明，所得图形线条清晰，侧边比较陡直。     

差分发射探针在微波等离子体中的应用

本文引入的差分发射探针技术，主要用于测量等主子体电势。其中主要采用了直流加热探针和反馈环控制偏压电路，使等离子体电势的直接、连续和自动指示成为可能。与比较成熟的单探针测量技术相比，本文给出的方法测量结果正确，操作简单，能自动跟踪批示。     

微波共振探针及其在等离子体诊断中的应用

介绍了能够测量稳定和时变等离子体电子密度的微波共振探针,给出了其工作原理和在测量稳定、时变和瞬态等离子体电子密度中的应用。分析了传输模式和反射模式的工作过程及对测量范围、测量精度和空间分辨率等影响因素。结果表明,选用较长的探针有利于提高电子密度的测量范围和精度;选用的微波扫频源高端频率越高,频率分辨率越高,则电子密度的测量范围越大,测量精度越高。理论分析得出系统可测量的电子密度约为1.37×10⁸~4.1×10¹¹cm^-3。     

低温等离子体表面处理技术在生物医用材料中的应用

合成高分子材料无法完全满足作为生物医用材料所需要的生物相容性和高度的生物功能要求，为解决上述问题，文章介绍了一种表面处理方法－等离子体表面改性技术以其特有的优点在生物医用材料中的应用情况，通过等离子体处理后，能够在高分子材料表面固定生物活性分子，达到为生物医用材料的目的。     

重离子束在等离子体靶中的能量损失

借助于线性Vlasov方程,我们研究了重离子束在等离子体靶中的有效电荷数和电子阻止本领。在高速情况下,分别得到了它们的解析表示式。以~(40)Ga,~(74)Ge,~(84)Kr,~(110)pd,~(208)pb及~(238)U等重离子束在氢等离子体中的能量损失为例,将我们的理论结果与Hoffmann等人的实验结果进行了比较。     

电子回旋共振微波等离子体刻蚀α:CH薄膜的工艺

为了刻蚀出图形完整、侧壁陡直、失真度小的α:CH薄膜微器件,研究了有铝和无铝掩膜、气体流量比、工作气压对刻蚀速率的影响,并对纯氧等离子体刻蚀稳定性进行了研究。研究结果表明：在相同条件下,刻蚀速率随刻蚀时间变化不大;a:CH薄膜上有铝和无铝掩膜时,刻蚀速率相同;流量一定时,刻蚀速率随氩气和氧气体积比的增大而降低,当用纯氩气时,几乎没刻蚀作用;刻蚀速率随工作气压的增大而降低。实验中,得到最佳刻蚀条件是：纯氧气,流量4 mL·s-1,工作气压9.9×10-2 Pa,微波源电流80 mA,偏压-90 V。     

电子回旋共振微波等离子体刻蚀α:CH薄膜的工艺

 为了刻蚀出图形完整、侧壁陡直、失真度小的α:CH薄膜微器件,研究了有铝和无铝掩膜、气体流量比、工作气压对刻蚀速率的影响,并对纯氧等离子体刻蚀稳定性进行了研究。研究结果表明：在相同条件下,刻蚀速率随刻蚀时间变化不大;a:CH薄膜上有铝和无铝掩膜时,刻蚀速率相同;流量一定时,刻蚀速率随氩气和氧气体积比的增大而降低,当用纯氩气时,几乎没刻蚀作用;刻蚀速率随工作气压的增大而降低。实验中,得到最佳刻蚀条件是：纯氧气,流量4 mL·s^-1,工作气压9.9×10^-2 Pa,微波源电流80 mA,偏压-90 V。     

激光惯性约束聚变靶制备技术研究进展

在实验室实现聚变反应释放的能量大于点燃聚变反应所需能量的阈值是当今世界ICF研究的主要目标,实现这一目标仍需要深入研究一系列的关键物理问题。在ICF研究中,制靶能力的发展与提升至关重要,靶的质量是实验成功的核心要素之一。本文介绍了国际ICF靶制备工作近年来在新型烧蚀层材料靶丸、新型靶丸支撑技术、优化黑腔材料与构型以及减小燃料填充管直径等方面取得的一系列进展,并结合ICF物理需求,简要阐述了ICF靶的发展趋势。     

惯性约束聚变装置中靶面光场特性的统计表征方法

在激光驱动的惯性约束聚变装置中,常采用多种束匀滑手段对焦斑的时空特性进行调控.光传输链路中涉及的光学元件众多、传输变换复杂,往往导致光传输模型复杂,且在运用衍射光学方法分析焦斑形态和特征时面临大量的数据处理和计算,致使出现计算量大、计算效率低等问题,亟需寻求快速而简便的新方法来描述焦斑的统计特征.本文利用光场特性的统计表征方法对靶面光场进行表征,采用圆型复数高斯随机变量直接描述靶面光场的统计特征,并基于典型焦斑评价参数对衍射光学方法和统计表征方法得到的远场焦斑进行了对比和分析.结果表明,采用衍射光学方法和统计表征方法获得的焦斑的瞬时特征基本一致,其时间积分的远场焦斑有所不同,但仍可进一步采用相关系数来表征其远场焦斑的时间变化特征.     

米量级常压等离子体改性装置及其在纺织材料改性中的应用

介绍了自制的1m尺度介质阻挡电连续表面改性处理装置。论述了米量级常压介质阻挡放电的物理特性,探讨了介质阻挡放电的电压、功率、频率等电学参量之间的关系。给出了使用此装置连续对涤纶(PET)织物、熔喷PBT非织造布和羊毛织物三种纺织材料进行改性实验结果,得到了相应的扫描电子显微镜(SEM)图片,分析了材料表面改性的原因。     

Studies on surface modification of poly(tetrafluoroethylene) film by remote and direct Ar plasma

Poly(tetrafluoroethylene) (PTFE) surfaces are modified with remote and direct Ar plasma, and the effects of the modification on the hydrophilicity of PTFE are investigated. The surface microstructures and compositions of the PTFE film were characterized with the goniometer, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Results show that the remote and direct plasma treatments modify the PTFE surface in morphology and composition, and both modifications cause surface oxidation of PTFE films, in the forming of some polar functional groups enhancing polymer wettability. When the remote and direct Ar plasma treats PTFE film, the contact angles decrease from the untreated 108-58° and 65.2°, respectively. The effect of the remote Ar plasma is more noticeable. The role of all kinds of active species, e.g. electrons, ions and free radicals involved in plasma surface modification is further evaluated. This shows that remote Ar plasma can restrain the ion and electron etching reaction and enhance radical reaction.     

等离子体微波辐射简介和研究进展

近年来,等离子体微波辐射作为新兴高功率微波源,因其具有频带宽、相干和可调谐等优点,因而受到国际上的广泛关注.本文着重介绍了几种典型的等离子体微波辐射理论和实验研究现状,包括电子束与等离子体互作用、等离子体局部扰动、三波互作用等.     

利用电子束蒸发制备铝隧道结工艺研究

采用电子束蒸发的方法在Si片上制备超导铝(Al)薄膜。利用X射线衍射和直流四电极电阻法分别测试了厚度从100埃到5000埃的Al薄膜物向组成,超导转变温度(Tc)和临界电流密度(Jc)。当Al薄膜厚度大于500埃时,超导转变温度Tc=1.2K。电子束蒸发制备的Al薄膜性能良好,具有较高的结晶质量,为制备Al超导隧道结奠定了良好基础。对小面积的Al超导隧道结工艺进行了研究,该超导隧道结两层的超导体材料为Al薄膜,中间势垒层材料为Al2O3。其中Al薄膜利用电子束蒸发制备,势垒层通过直接氧化Al薄膜表面实现,该工艺和采用直接蒸发氧化物薄膜工艺相比不仅简单而且能有效防止势垒层不连续造成的弱连接。     

Al/Cu阻抗匹配状态方程测试靶制备工艺研究

 采用轧制技术和真空扩散连接技术,成功实现了Al/Cu阻抗匹配状态方程测试靶的制备,通过原子力显微镜（AFM）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、台阶仪等测试方法,对样品结构及表面质量进行分析。结果表明：通过轧制技术制备的金属薄膜表面质量较好,表面粗糙度小于25 nm;扩散连接铝铜薄膜界面结合良好,为连续连接,扩散界面控制在150 nm以内。     

Surface modification of a biomedical polyethylene terephthalate (PET) by air plasma

In this work, low-pressure air plasma has been used to improve polyethylene terephthalate (PET) surface properties for technical applications. Surface free energy values have been estimated using contact angle value for different exposure times and different test liquids. Surface composition and morphology of the films were analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and atomic force microscopy (AFM). Surface topography changes related with the etching mechanism have been followed by weight loss study. The results show a considerable improvement in surface wettability and the surface free energy values even for short exposure times in the different discharge areas (discharge area, afterglow area and remote area), as observed by a remarkable decrease in contact angle values. Change of chemical composition made the polymer surfaces to be highly hydrophilic, which mainly depends on the increase in oxygen-containing groups. In addition to, the surface activation and AFM analyses show obvious changes in surface topography as a consequence of the plasma-etching mechanism.     

微纳加工技术在光电子领域的应用

纳米光电子器件正在成为下一代光电子器件的核心。文章介绍了电子束光刻和电感耦合等离子体刻蚀为代表的徽纳加工技术在光电子学器件中的应用。主要包括量子点激光器、量子点THz探测器和光子晶体器件。